Спосіб динамічної адресації об`єктів телекомунікаційних мереж

Реферат: Спосіб динамічної адресації об'єктів телекомунікаційних мереж шляхом кодування адреси сукупністю байт в адресному полі повідомлення, в якому відправник повідомлення в межах одного протоколу в довільний поточний момент часу самостійно вибирає одну з декількох наперед узгоджених з одержувачем альтернативних систем кодування адреси, далі інформує про це одержувача повідомлення спеціальним повідомленням, і в залежності від вибраної системи формує структуру і довжину адреси в наступних повідомленнях, а у разі необхідності динамічної зміни самостійно вибирає іншу альтернативну систему і знову інформує про це одержувача спеціальним повідомленням. UA 76720 U (54) СПОСІБ ДИНАМІЧНОЇ АДРЕСАЦІЇ ОБ`ЄКТІВ ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙНИХ МЕРЕЖ UA 76720 U UA 76720 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Запропонована корисна модель належить до техніки зв'язку, зокрема до процедур визначення адрес вузлів і маршрутизації пакетів в комп'ютерній мережі, цілком побудованій за однією технологією мережного рівня згідно моделі взаємодії відкритих систем [1]. Найбільш близьким за технічною суттю аналогом запропонованої корисної моделі є спосіб адаптивної адресації вузлів телекомунікаційних пакетних мереж [2], у якому відправник пакета самостійно формує структуру і довжину адреси кожного окремого одержувача пакета в залежності від наперед відомого взаємного положення відправника і одержувача на загальній топологічній деревовидній схемі адресації вузлів мережі. При цьому відправник пакету для кожного одержувача вибирає абсолютний або відносний тип адреси в залежності від того, який з цих двох типів адреси має коротшу довжину, за умови, що зазвичай адреса має локальний тип і довжину один байт, якщо значення адреси менше заданого параметру, інакше перший адресний байт визначає не саму адресу, а тип адреси, значення якої кодується в наступних байтах адресного поля, з урахуванням того, що загальна кількість адресних байтів визначається типом адреси у першому адресному байті. Однак, якщо відправник і одержувач повідомлення знаходяться на протилежних гілках ієрархічного дерева адресації, то адаптивна адресація [2] не дає виграшу у довжині адреси. Цей фактор має суттєве значення у разі частого використання адресації на протилежні гілки дерева адрес. Таким чином, недоліком способу адаптивної адресації [2] є відсутність можливості використання альтернативних адресних таблиць в межах одного протоколу в залежності від частоти використання тих чи інших адрес одержувачів повідомлень. В основу запропонованої корисної моделі поставлена задача усунути зазначені недоліки. Технічне рішення поставленої задачі полягає у наступному. На основі статистичного аналізу за певний проміжок часу трафіку, що перетинає заданий транзитний або кінцевий об'єкт мережі, для кожного об'єкта формується динамічна таблиця умовних адрес, яка містить перелік найбільш часто використовуваних для даного об'єкта одержувачів повідомлень. Згідно з цією таблицею динамічні адреси можуть бути закодовані за допомогою коротких умовних адрес обмеженої довжини (одного чи двох байтів), які визначають порядковий номер відповідного запису адресної таблиці. Однобайтові адреси мають 253 можливих значення в діапазоні від 1 до 253. Значення першого байта «254» короткої адреси є ознакою того, що короткий код адреси складається з двох наступних байтів, кожен з яких має можливі значення від 1 до 254. Значення байтів 0 та 255 зарезервовані для спеціальних потреб. Таким чином, довжина короткого коду адреси складає один або три байти. Загальна кількість коротких одно- та дво- байтових адрес дорівнює 2 253+254 =64769. У багатьох випадках це достатньо для кодування адрес переважної кількості усіх повідомлень, що перетинають конкретний вузол мережі. Запропонований авторами спосіб динамічної адресації полягає у тому, що заданий вузол мережі (відправник повідомлення або транзитний вузол) в межах одного протоколу оперативно вибирає одну з альтернативних систем кодування адреси одержувача повідомлення, яка у конкретному випадку має коротшу довжину: - умовну адресу довжиною один чи три байти, яка не залежить від кількості рівнів ієрархії глобальної мережі та інших факторів; - абсолютну адресу (яка має змінну довжину відповідно до рівня ієрархії одержувача повідомлення); - відносну адресу, яка має змінну довжину в залежності від топологічної відстані відправника та одержувача повідомлення на топологічній схемі глобальної мережі. Для здійснення оперативного вибору системи кодування, заданий вузол мережі (відправник повідомлення або транзитний вузол) інформує суміжні з ним вузли мережі (або кінцевого одержувача повідомлення) про обрану поточну систему кодування адреси в напрямку кожного суміжного вузла. В залежності від обраної системи кодування адреси по кожному напрямку, заданий вузол формує структуру і довжину адреси в наступних повідомленнях, а у разі необхідності вибирає іншу альтернативну систему кодування адреси та інформує про це відповідний суміжний вузол. Спосіб визначення абсолютних та відносних адрес описано в [3]. Короткі умовні адреси визначаються з вищезгаданої динамічної таблиці умовних адрес. Якщо адреса деякого повідомлення не входить до переліку умовних адрес динамічної таблиці, то вибирається відносний або абсолютний тип адреси. Реалізацію запропонованого способу динамічної адресації об'єктів телекомунікаційних мереж пояснимо на прикладі сегменту мережі, яка має чотири рівні ієрархії, креслення. Символами М1 - М15 на кресленні позначені вузли опорної мережі. Відправник повідомлення (об'єкт А) є хостом вузла М14 (абсолютна статична адреса відправника згідно топологічної 1 UA 76720 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 схеми на кресленні складається з 5 байтів і дорівнює «1.5.30.100-10», де 1.5.30.100 - префікс адреси, 10 - суфікс адреси [3]). Одержувач повідомлення (об'єкт В) є хостом вузла МІ5 і має абсолютну статичну адресу з п'яти байтів «95.240.180.200-28», яка передається по каналах зв'язку у вигляді абсолютної динамічної адреси з шести байтів «5:95.240.180.200-28», де 5 ключ динамічної адреси [3]). Для зображеного на кресленні взаємного розташування відправника та одержувача повідомлень відносна динамічна адреса одержувача містить шість байтів «30:95.240.180.20028» (де 30 - ключ відносної адреси, [3]). Отже, у наведеному прикладі взаємного розташування відправника та одержувача повідомлення, відносна адресація не дає виграшу у порівнянні з абсолютною, оскільки обидва типи адреси мають однакову довжину у 6 байтів. З іншого боку, якщо одержувач В входить до 253 найбільш рейтингових партнерів відправника А (і його умовна адреса міститься у верхній частині динамічної таблиці умовної адресації з номерами від 1 до 253), то виграш у довжині адреси при передачі повідомлення від А до М14 складає 100 %·(61)/6=83 %. Якщо одержувач В входить до нижньої частини динамічної таблиці умовної адресації відправника А, то виграш у довжині адреси складає 100 %·(6-3)/6=50 %. Розглянемо послідовність передачі повідомлення від А до В. Шлях передачі повідомлення виділено на схемі мережі (креслення) зеленим кольором. Відповідні транзитні вузли мережі позначені у першому стовпці таблиці. Другий стовпець таблиці містить умовні короткі адреси об'єкту В (довжиною один чи три байти). Третій стовпець таблиці відображує абсолютну динамічну адресу об'єкту В. По всій ланці шляху від вузла М14 до вузла М15 абсолютна динамічна адреса об'єкту В однакова («5:95.240.180.200-28»); на останньому етапі передачі повідомлення від вузла М15 до об'єкту В абсолютна динамічна адреса одержувача 2 скорочується і дорівнює 30+28=58, де 30=(4+1)+(4+1) - розмір зміщення абсолютних локальних адрес в мережах з чотирма рівнями ієрархії [3], 28 - суфікс адреси хоста В. Четвертий стовпець таблиці на кресленні містить відносні динамічні адреси об'єкту В, які поступово скорочуються у мірі просування повідомлення від А до В. П'ятий та шостий стовпці таблиці визначають виграш у довжині адреси у порівнянні з абсолютною та відносною системами адресації для кожного з мережевих об'єктів на шляху передачі повідомлення від А до В. З таблиці можна бачити, що у більшості випадків умовний тип адреси має коротшу довжину, ніж абсолютний або відносний тип адреси. Виключеннями з цього є такі випадки: - адреса одержувача має локальний тип довжиною в один байт (наприклад, на етапі передачі повідомлення від Μ15 до В); - відправник та одержувач повідомлення знаходяться на сусідніх рівнях, а одержувач повідомлення має умовну адресу з трьох байт; у цьому випадку умовна та відносна адреси мають однакову довжину у 3 байти. Виграш у кодуванні динамічних адрес для кожного об'єкту мережі (відправника повідомлення чи транзитного вузла) також залежить від розподілу ймовірностей появи різних адрес в даному об'єкті. Якщо цей розподіл є суттєво нерівномірним, то максимальний виграш може досягати 50 %83 %. Застосування запропонованого способу динамічної адресації з використанням скорочених умовних адрес дозволяє зменшити службове навантаженні каналів зв'язку та підвищити швидкість передачі корисної інформації. На кресленні: Приклад реалізації способу динамічної адресації об'єктів телекомунікаційних мереж. Джерела інформації: 1. Open System Interconnection Reference Model. Стандарт ISO7498 (1984). 2. Пат. № 46477 Україна; МПК H04L 12/28. Спосіб адаптивної адресації вузлів телекомунікаційних пакетних мереж / Воробієнко П.П., Тіхонов В.І.; заявник та власник патенту Одеська національна академія зв'язку ім. О.С. Попова. - u200906513; заявл. 22.06.2009; опубл. 25.12.2009. Бюл. № 24. 3. Воробієнко П.П. Алгоритм динамічної адресації об'єктів телекомунікаційної мережі / П.П. Воробієнко, В.І. Тіхонов, І.В. Смірнов, У.І. Сопіна // Цифрові технології. - 2010. №8. - с. 11-18. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 60 Спосіб динамічної адресації об'єктів телекомунікаційних мереж шляхом кодування адреси сукупністю байт в адресному полі повідомлення, який відрізняється тим, що відправник повідомлення в межах одного протоколу в довільний поточний момент часу самостійно вибирає одну з декількох наперед узгоджених з одержувачем альтернативних систем кодування адреси, найбільш ефективну для передачі заданого типу трафіку, далі інформує одержувача повідомлення спеціальним повідомленням про вибрану ним систему кодування адреси, і в 2 UA 76720 U залежності від вибраної системи кодування адреси формує структуру і довжину адреси в наступних повідомленнях, а у разі необхідності динамічної зміни самостійно вибирає іншу альтернативну систему кодування адреси і знову інформує про це одержувача спеціальним повідомленням. Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3