【文章內(nèi)容簡介】 關(guān)鍵問題及其理論與技術(shù),2.2 路由選擇 2.2.1 路由選擇的作用 路由選擇是網(wǎng)絡(luò)管理與控制的一個基本問題。對于電路交換網(wǎng)來說，路由選擇直接關(guān)系到全網(wǎng)呼損的大小。同時，在網(wǎng)絡(luò)過負(fù)荷時，組織和選擇迂回路由也是疏散業(yè)務(wù)量的有效手段。對于分組交換網(wǎng)來說，路由選擇直接關(guān)系到全網(wǎng)的平均時延，合理地選擇路由也是避免網(wǎng)絡(luò)因時延過大進入死鎖的關(guān)鍵。同時，路由選擇又是與擁塞控制密切相關(guān)的。路由選擇的基本方法是圖論中的最短路算法、最大流算法及最小費用流算法。,第2節(jié) 關(guān)鍵問題及其理論與技術(shù),2.2 路由選擇 2.2.2 電路交換網(wǎng)的路由選擇 1) 我國電話交換網(wǎng)的路由選擇 傳統(tǒng)地，我國自動電話交換網(wǎng)由大區(qū)中心、省中心、市中心、縣中心4級中心及其它們之間的電路構(gòu)成。但現(xiàn)在，4級網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)基本過渡到了2級網(wǎng)絡(luò)。 長途電路分為基干路由、低呼損直達(dá)路由、高效直達(dá)路由。 路由選擇的基本原則： 1.確保傳輸質(zhì)量和信令信號的可靠傳輸。 2.路由選擇應(yīng)有明確的規(guī)律性，確保路由選擇不出現(xiàn)死循環(huán)。 3.路由選擇應(yīng)首先選擇串接段數(shù)少的路由。 4.能夠在低等級網(wǎng)絡(luò)中疏通的話務(wù)盡量在低等級疏通。,第2節(jié) 關(guān)鍵問題及其理論與技術(shù),2.2 路由選擇 2.2.2 電路交換網(wǎng)的路由選擇 1) 我國電話交換網(wǎng)的路由選擇 我國自動電話交換網(wǎng)的路由選擇規(guī)則是： 1.每個交換中心呼叫某一目的局的路由數(shù)量最大為3條； 2.有高效直達(dá)路由時的選擇順序為：高效直達(dá)路由、迂回路由、基干路由； 3.無高效直達(dá)路由時的選擇順序為：跨級或跨區(qū)路由、基干路由； 4.發(fā)話區(qū)的路由選擇順序為自下而上，收話區(qū)的順序為自上而下； 5.為了使低等級交換中心話務(wù)盡可能在低等級交換中心之間疏通。 6.在路由選擇中遇低呼損路由不再溢出，路由選擇終止。,第2節(jié) 關(guān)鍵問題及其理論與技術(shù),2.2 路由選擇 2.2.2 電路交換網(wǎng)的路由選擇 2) 動態(tài)路由選擇 所謂動態(tài)路由選擇，就是一個發(fā)端交換局至某個收端交換局的接續(xù)，可以選擇的路由及路由選擇順序是隨著時間或隨著網(wǎng)中負(fù)荷的變化而變化的。 動態(tài)路由選擇分為時變動態(tài)路由選擇和狀態(tài)動態(tài)路由選擇兩種。 時變動態(tài)路由選擇是交換局的路由選擇隨著時間而變化。在不同時間，路由選擇順序是不相同的。即利用跨時區(qū)的網(wǎng)絡(luò)東部和西部忙時不同的規(guī)律，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源。 狀態(tài)動態(tài)路由選擇是交換機的路由選擇隨著網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的變化而變化。這是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前的運行狀態(tài)，即交換機和局間電路的負(fù)荷忙閑程度來確定路由的技術(shù)。它與時變路由選擇方式一樣，能夠充分利用網(wǎng)絡(luò)資源。,第2節(jié) 關(guān)鍵問題及其理論與技術(shù),2.2 路由選擇 2.2.3 分組交換網(wǎng)的路由選擇 分組交換網(wǎng)對路由選擇方法的基本要求： 1.正確性：確保分組從源節(jié)點傳送到目的節(jié)點； 2.簡單性：實現(xiàn)方便，軟硬件開銷??； 3.可靠性：能長時間無故障運行； 4.公平性：每個節(jié)點都有機會傳送信息； 5.最優(yōu)化：盡量選取“好的“路由。,第2節(jié) 關(guān)鍵問題及其理論與技術(shù),2.2 路由選擇 2.2.3 分組交換網(wǎng)的路由選擇 分組交換網(wǎng)路由選擇方法的分類: 按源節(jié)點發(fā)送分組的方式分為擴散式、選擇擴散式和單路式三種。 在單路式路由選擇中，按照適應(yīng)性可分為自適應(yīng)式和非自適應(yīng)式。 非自適應(yīng)式不能依據(jù)當(dāng)前實際業(yè)務(wù)量和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來選擇路由，而只能按事先設(shè)計好的路由傳送； 自適應(yīng)式能較好地適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)量和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化，但實現(xiàn)難度大開銷多。自適應(yīng)算法又分為孤立式、集中式和分布式。 簡單路由選擇算法: 1.擴散式和選擇擴散式 2.隨機式 3.固定式單路由算法 4.固定式多路由算法,第2節(jié) 關(guān)鍵問題及其理論與技術(shù),2.2 路由選擇 2.2.3 分組交換網(wǎng)的路由選擇 最短路由選擇算法: 1.集中式路由選擇算法:網(wǎng)絡(luò)中有一個路由控制中心(RCC)。每個節(jié)點定期地發(fā)送它的狀態(tài)信息到RCC。RCC收集所有節(jié)點報告的信息并為每個節(jié)點計算出一張最佳路由表，然后發(fā)送到各個節(jié)點。 2.孤立式路由選擇算法:節(jié)點選擇分組輸出的路由時，不與其他節(jié)點交換信息，僅依靠節(jié)點本身擁有的信息。 a.熱土豆算法(Hot Potato):當(dāng)節(jié)點收到一個分組后，為了讓分組盡快脫手(即離開本節(jié)點)，將分組放在該節(jié)點最短的輸出隊列中，而不管該分組的目的節(jié)點是什么。 b.靜態(tài)路由選擇和熱土豆算法相結(jié)合的算法:在輸出隊列長度不超過某個限定值時，采用靜態(tài)最佳選擇(固定式)，在靜態(tài)權(quán)重太低時，按熱土豆算法選擇路由，最后將靜態(tài)權(quán)重和隊列長度都量化，按綜合值來選擇輸出路由。 c.反向?qū)W習(xí)算法:根據(jù)入分組中的路由信息來判斷已有的路由信息，如果入分組中指出的路由比原來已有的路由好，用該路由代替原來的路由，經(jīng)過反復(fù)學(xué)習(xí)比較得到最佳的路由選擇表。,第2節(jié) 關(guān)鍵問題及其理論與技術(shù),2.2 路由選擇 2.2.3 分組交換網(wǎng)的路由選擇 最短路由選擇算法: 3.分布式路由選擇:每個節(jié)點與其相鄰的各個節(jié)點交換路由信息，根據(jù)交換后的信息制定新的路由表，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或業(yè)務(wù)量發(fā)生變化時，都反映在交換來的路由信息上。分布式路由算法屬于自適應(yīng)式路由算法。 4.分層路由選擇算法:在大型網(wǎng)絡(luò)中，由于節(jié)點數(shù)目大，每個節(jié)點的路由表很大。當(dāng)分組進入節(jié)點后，為選擇分組的出口路由CPU掃描路由表所耗費時間很長，節(jié)點間交換路由的分組也要占用更多的鏈路容量。為了解決節(jié)點數(shù)目增多帶來的問題，可以分層組織網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。 采用分層路由選擇(Hierarchical Routing)時，將通信子網(wǎng)中的節(jié)點劃分為若干個區(qū)，每個節(jié)點知道在本區(qū)內(nèi)如何選擇路由，同時也知道如何把分組送到其他區(qū)，但并不知道其他區(qū)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。,第2節(jié) 關(guān)鍵問題及其理論與技術(shù),2.2 路由選擇 2.2.4 ATM交換網(wǎng)的路由選擇 ATM采用連接型傳輸模式，在基于VP的網(wǎng)絡(luò)中，相鄰交換機之間建立多條虛通道連接(VPC)。同一對交換機之間的所有VPC被稱為一個虛通道連接組(VPG)。這種網(wǎng)絡(luò)的路由選擇控制可被劃分為兩級：第一級為接續(xù)路由選擇控制，第二級為電路群選擇控制。 接續(xù)路由由發(fā)端交換機到收端交換機之間的多個VPG鏈接而成。接續(xù)路由選擇是指發(fā)端交換機面向收端交換機進行的接續(xù)路由選擇。但是，需要中繼交換機進行構(gòu)成接續(xù)路由的VPG的選擇。對兩個節(jié)點間特定的業(yè)務(wù)來說，首先試接的第一接續(xù)路由是確定的。第一接續(xù)路由以外的接續(xù)路由被稱為迂回路由。接續(xù)路由選擇通常是指對迂回路由進行的選擇。 為了避免增加操作代價，一般迂回路由的設(shè)立與帶寬特性及時間無關(guān)。另外，考慮接續(xù)時延，對迂回路由的選擇次數(shù)也進行限制。接續(xù)路由選擇失敗被稱為呼損。 另一方面，所謂電路群就是指VPC，電路群選擇就是指從VPG中選擇VPC。在電路群選擇中，一個VPC被作為一個候選電路群看待，所有VPC都能夠進行試接。對于各個接續(xù)路由，全部可選擇的電路群所構(gòu)成的路由表是唯一的。電路群選擇失敗被稱為閉塞。,第2節(jié) 關(guān)鍵問題及其理論與技術(shù),2.2 路由選擇 2.2.4 ATM交換網(wǎng)的路由選擇 路由選擇方式: 1.持續(xù)選擇方式:在呼損/閉塞發(fā)生時選擇前一次采用的迂回路由的方式。 2.隨機選擇方式:在呼損/閉塞發(fā)生時隨機選擇迂回路由的方式。 3.最小負(fù)荷選擇方式:最小負(fù)荷選擇方式采取選擇最空閑的路由的策略。目的在于均衡業(yè)務(wù)負(fù)荷。由于在選擇迂回路由時試接的是“最佳路由”，因此原則上沒有必要進行多次試接。 4.周期式最小負(fù)荷選擇方式:周期式最小負(fù)荷選擇方式將進行最小負(fù)荷選擇的條件周期化，從而減小操作的負(fù)荷。 5.繁忙順序選擇方式:按照繁忙順序選擇路由的方式。采用這種方式是為了避免分散剩余帶寬，使寬帶呼叫能夠被接受。顯然，這種方式要求允許多次試接。,第3節(jié) 網(wǎng)絡(luò)管理體系結(jié)構(gòu),3.1 OSI系統(tǒng)管理體系結(jié)構(gòu) 3.1.1 傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理方法 傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理方法: 對應(yīng)不同的業(yè)務(wù)和資源存在不同的操作、管理、維護和開通(OAMamp。P)的由于各個OAMamp。P系統(tǒng)獨立消耗資源，解決各自問題，因而使得網(wǎng)絡(luò)管理環(huán)境結(jié)構(gòu)復(fù)雜、浪費嚴(yán)重、成本高昂。 網(wǎng)元(NE): 構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的各種模擬和數(shù)字設(shè)備及相應(yīng)的支持設(shè)備。如傳輸系統(tǒng)、交換系統(tǒng)、復(fù)用設(shè)備、信令終端、前端處理器、主機、集群控制器、文件服務(wù)器。在網(wǎng)絡(luò)管理中，將這些設(shè)備稱為網(wǎng)絡(luò)元素(NE)，簡稱網(wǎng)元。,第3節(jié) 網(wǎng)絡(luò)管理體系結(jié)構(gòu),3.1 OSI系統(tǒng)管理體系結(jié)構(gòu) 3.1.1 傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理方法 傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)中的問題: 網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(NMS)與NE之間為主從關(guān)系。NE一般只具有控制、呼叫處理以及信息傳送的基本功能，NMS要對各個NE提供的數(shù)據(jù)進行處理和判斷，向各個NE發(fā)出動作指令。 這種主從關(guān)系在多方面導(dǎo)致了管理效率的低下。例如，因為NE與NMS是獨立設(shè)計的，而且各廠商的設(shè)備都有各自的運行條件和接口，數(shù)據(jù)等邏輯資源幾乎不能共享。在引入新業(yè)務(wù)或新技術(shù)時，必須花費大量的時間和手續(xù)根據(jù)各個NE及廠商的接口對NMS進行變更。 另外，NMS通常是業(yè)務(wù)經(jīng)營部門的下屬組織獨立開發(fā)的，在開發(fā)過程中，一般不太注意系統(tǒng)級的互操作性。各種NMS之間，數(shù)據(jù)的一致性和同步性的問題難以解決。,第3節(jié) 網(wǎng)絡(luò)管理體系結(jié)構(gòu),3.1 OSI系統(tǒng)管理體系結(jié)構(gòu) 3.1.2 進化型網(wǎng)絡(luò)管理體系結(jié)構(gòu) 為了解決傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理方法中的問題，需要在NMS、業(yè)務(wù)、技術(shù)以及業(yè)務(wù)供應(yīng)商的組織結(jié)構(gòu)之間提供可調(diào)整、可改造、可擴充的彈性接口，這便是所謂進化型網(wǎng)絡(luò)管理體系結(jié)構(gòu)要達(dá)到的目標(biāo)。 進化型網(wǎng)絡(luò)管理體系結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足的條件: 從技術(shù)方面來看，進化型體系結(jié)構(gòu)需要： 數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中有效地分散管理； 打破物理網(wǎng)