Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Системный анализ и классификация сетевых конфликтов в компьютерных сетях






Процесс сетевого управления потоками данных в мульти-агентной глобальной ТКС и распределённых ИКС происходит посредством реализации необходимых функциональных алгоритмов передачи и обработки информации определёнными узлами и сетевыми агентами. Решение задачи сетевого управления на глобальном (стратегическом) уровне ТКС определяет начальную и конечную точку управляемого потока данных. Локальное (оперативное) управление каждым потоком позволяет определить, какие именно агенты-узлы будут участвовать в процессе управления потоком данных, и кто именно будет осуществлять координацию поведения агентов на основе мониторинга и оперативной информации о текущем состоянии ТКС.

Глобальные ТКС представляют собой децентрализованные системы, построенные на оборудовании различных производителей и реализующие локальные алгоритмы управления потоками данных в сегментах ТКС. Так, если сегмент сети построен на основе оборудования фирмы CISCO, то его функциональность будет отличаться от функциональности сегмента сети, построенного на оборудовании другого производителя.

Разнородность оборудования, используемого сегодня в ТКС, является одной из причин возникновения сетевых конфликтов (СК) на физическом, канальном, сетевом и других уровнях модели OSI.

Другой предпосылкой возникновения конфликтов взаимодействия агентов является децентрализация управления глобальной ТКС с предоставлением доверия на управление, т.е. функций сетевого управления сетевым администраторам подсетей ТКС, ответственным за определённый сегмент глобальной ТКС.

Разнородность и несогласованность оборудования, а также наличие множества сегментов глобальной ТКС, локально управляемых на основе собственных БД и БЗ, также приводит к конфликтным ситуациям.

Управление передачей и обработкой информации на локальном(оперативном) уровне осуществляется локальными системами управления агентов ТКС и координируется агентом-координатором (например, человеком или экспертной системой управления). Одним из этапов координации является этап установления логического или физического соединения двух различных узлов или сетевых агентов глобальной ТКС или распределённой ИКС.

На каждом шаге локального управления потоками данных происходит кооперация двух узлов-агентов ТКС, а именно агента, передающего поток соответствующему узлу ТКС, и агента, принимающего поток для дальнейшей обработки. Агенты распределённой глобальной ТКС, связанные между собой каналами связи, вступают в информационное взаимодействие. Для организации совместной работы агента-приёмника и агента-передатчика существуют специальные протоколы взаимодействия [1-8].

На этапе установления соединения двух взаимодействующих агентов ТКС определяется количество сетевых ресурсов, которое отводится под это соединение. Если количество или качество сетевых ресурсов, обеспечивающих физическое или логическое соединение агентов ТКС оказывается недостаточным, то возникает сетевой конфликт.

Взаимодействие агентов ТКС может происходить на всех уровнях модели OSI. Это означает, что сетевые конфликты также имеют многоуровневую структуру и классификацию.

В мульти-агентной модели обработки и управления происходит последовательная кооперация пар связанных агентов ТКС для управления и передачи потоков данных. При этом могут возникать сетевые конфликты на всех уровнях мульти-агентной модели управления потоками данных в глобальных ТКС или распределённых ИКС. Поэтому нужны специальные методы предотвращения или автоматического разрешения конфликтов.

Классификация сетевых конфликтов, возникающих на каждом уровне взаимодействия агентов ТКС, представлена в таблице 11.1.

Таблица 11.1.

Уровень сетевого взаимодействия Сетевой конфликт Описание сетевого конфликта и его проявление
1. Физический уровень 1.1. Отсутствие требуемого объекта Объект ТКС оказывается не доступен по неизвестной причине
  1.2. Не стабильное установленное соединение с требуемым объектом Объект ТКС доступен не всё требуемое время
2. Канальный уровень 2.1. Зацикливание кадров на одном из колец канального уровня и, как следствие, появление паразитического трафика Поток данных не выходит из управления взаимодействующих устройств канального уровня, что приводит к порождению паразитивного служебного трафика
  2.2. Переполнение буферов объектов канального уровня и, как следствие, отказ в обслуживании Буфер устройства канального уровня имеет ограниченный объём хранения временной оперативной информации, что приводит к отказу объекта обслуживать поток
3. Сетевой уровень 3.1. Конфликт сетевых адресов и, как следствие, взаимодействие с ложным объектом Сетевые адреса объектов сетевого уровня ТКС в некоторых случаях назначаются динамически, что может привести к наличию двух устройств, имеющих одинаковый сетевой адрес, хотя их одновременная работа не возможна
  3.2. Переполнение буферов объектов сетевого уровня и, как следствие, отказ в обслуживании Буфер устройства сетевого уровня имеет ограниченный объём хранения временной оперативной информации, что приводит к отказу объекта обслуживать поток
4. Транспортный уровень Навязывание ложного маршрута Объекты транспортного уровня ТКС из-за несогласованной работы несвоевременно обно-вляют оперативную информа-цию о доступных маршрутах, что приводит к появлению ложных маршрутов и соответ-ственно паразитивного трафика и большого времени жизни потока
5. Сеансовый уровень Конфликт приоритетности потоков, составляющих гетерогенный трафик Гетерогенный трафик в глобальных ТКС нового поколения может содержать потоки данных, отличающиеся приоритетами. При обработке потоков, имеющих одинаковые приоритеты, возникает конфликт соблюдения приоритетов хотя бы одного из потоков, что приводит к несоблюдению качества обслуживания потока (не соблюдение параметров QoS)

Рассмотрим некоторые общие принципы разрешения или предотвращения сетевых конфликтов, возникающих при управлении потоками данных в глобальных ТКС и распределённых ИКС.

Сетевые конфликты имеют различную природу в зависимости от их конкретного происхождения. Однако, как правило, все конфликты приводят к отказу в обслуживании агентом-узлом или группой агентов управляемого потока данных.

Представим общую методику разрешения или предотвращения сетевых конфликтов, реализация которой возможна сетевыми агентами или прикладными средствами применительно к любому уровню OSI:

1.Запрос на установление соединения с агентом, отвечающим за требуемый сетевой ресурс, который оказался недоступен по причине сетевого конфликта (инициирование кооперации агентов).

2.Ожидание ответа от агента, отвечающего за требуемый сетевой ресурс.

ЕСЛИ ответ на запрос за определенное время не получен, ТО переадресовать запрос на установление соединения с требуемым сетевым ресурсом агенту-координатору, ИНАЧЕ установить соединение (в случае недоступности агента передать информацию о неработоспособности агента, отвечающего за требуемый сетевой ресурс агенту координатору, а также ждать его указаний).

3. Формулировка требования к необходимому сетевому ресурсу и указание параметров потока (в том числе репликация БД и БЗ агентов.

4. Ожидание ответа о возможности использования требуемого сетевого ресурса (агент, отвечающий за требуемый сетевой ресурс, принимает решение о возможности использования или не использования требуемого сетевого ресурса на основе собственных и полученных БД и БЗ от агента, требующего сетевой ресурс и агента-координатора.

5. ЕСЛИ использование сетевого ресурса не разрешено, то самостоятельно сформулировать предложения об альтернативных решениях и предложить их агенту-координатору, ИНАЧЕ передать собственную БД, БЗ, а также управление потоком агенту необходимого сетевого ресурса и завершить переговоры.

6. Ожидание ответа от агента-координатора (агент-координатор принимает решение о возможности использования альтернативных ресурсов на основе имеющейся у него БД и БЗ, отображающих оперативное состояние ТКС. Для уменьшение вычислительных затрат агента-координатора, разработка альтернативных решений доверяется агенту, отвечающему за управление потоком в данный момент).

7. Передача управления потоком данных в соответствии с указанной агентом-координатором альтернативой.

Предложенная методика реализуется сетевыми агентами или прикладными средствами в виде протокола, поддержка которого должна осуществляться всеми агентами ТКС вне зависимости от их функциональной принадлежности и производителя. Наличие единого языка обмена служебной информацией является необходимым условием функционирования мульти-агентных ТКС и ИКС нового поколения.

В случае, если на какой-либо линии связи между внутренними сетевыми агентами ТКС или между внешним агентом-пользователем и сетью возникают ошибки, или, если канал связи временно перегружен, что вызывает отбрасывание пакетов, в соответствующем узле ТКС не предпринимается никаких действий для исправления возникающих сбоев (например, запросов на повторные передачи ошибочных пакетов).

Следует отметить, что узлы и каналы связи в глобальных ТКС нового поколения отличаются очень высоким качеством и поэтому в таких ТКС процедуры защиты от сетевых конфликтов на канальном уровне можно исключить. Что касается ошибок, вызванных потерей данных в узлах коммутации ТКС, то вероятность таких событий удерживается на допустимом уровне за счёт очень точного резервирования ресурсов системы под каждый поток данных.

Важной функцией глобального управления передачей и обработкой информации является распределение ресурсов между пользователями ТКС и ИКС. Реализация этой функции осуществляется с помощью анализа количества незанятой пропускной способности каналов связи и динамического прогноза об объёме памяти узлов ТКС.

Ошибки при передаче данных и при переполнении памяти приводят к потерям различного рода, а именно: простые поражения битов данных, потери пакетов и вставки пакетов. Поражения единичных битов связаны, как правило, с шумами в канале и с рассинхронизацией. В системах коммутации каналов не предпринимается никаких действий внутри ТКС для исправления таких ошибок, тогда как в классической пакетной коммутации вводится механизм повторных передач.

Сетевые конфликты типа вставки и потери пакетов связаны с ошибками, наложившимися на заголовок данных. Это типично для всех ТКС с пакетной обработкой данных. В глобальных ТКС нового поколения предпринимаются некоторые действия по исправлению подобных ошибок. Однако делается это по совершенно другому принципу, чем в обычных пакетных сетях. Так, если в пакетных сетях все это можно исправить с помощью повторной передачи не доставленных пакетов, то в глобальной ТКС нового поколения этого делать уже нельзя, поскольку каждый переспрос данных вызовет большую задержку передачи, которая снижает эффективность и в общем случае недопустима.

Поэтому в современных ТКС вводится система кодирования с исправлением ошибок, но только по отношению к заголовку пакетов. Восстановление потерянных вследствие переполнений буферов пакетов здесь не производится. Вместо этого реализуются некоторые процедуры по минимизации самой возможности такого переполнения, основаннные на том, что на этапе установления соединения проверяется, имеется ли в наличии достаточное количество ресурсов у соответствующего агента-узла ТКС. Конечно, невозможно заранее предсказать, какой интенсивности поток будет исходить от агента-передатчика данных в течение всего времени соединения. Поэтому потери пакетов могут быть достаточно типичным событием для глобальных ТКС нового поколения. Однако величину этих потерь можно удерживать в допустимых пределах за счёт того, что ТКС работает по принципу ориентации на соединения. Это значит, что перед началом обмена данными между агентами ТКС проводится этап установления соединения, в котором можно оговорить допустимые параметры взаимодействия.

 







© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.