Конкретный ее состав и строение зависят, конечно, от конкретной операционной системы.

Говоря о различных механизмах, происходящих в системе, часто затрагивался термин контекст процесса. Под контекстом процесса мы будем понимать совокупность данных, характеризующих актуальное состояние процесса. Обычно контекст процесса состоит из нескольких компонент:

• пользовательская составляющая — это совокупность машинных команд и данных, которые характеризуют выполнение данного процесса;

• системная составляющая, которая содержит в себе информацию об именовании, правах процесса, т.е. различного рода учетная системная информация, а также содержит информацию о состоянии процесса в точке останова (содержимое регистров, настройки процесса и пр.). Соответственно, о последнем имеет смысл говорить лишь тогда, когда процесс откачан. Во время исполнения процесса обычно говорят об аппаратной составляющей контекста (т.е это актуальное состояние регистров, актуальные настройки процесса и пр.). Таким образом, когда процесс обрабатывается на процессоре, то актуальна аппаратная составляющая, когда процесс отложен — актуальна системная составляющая.

При рождении процесс получает в свое распоряжение адресное пространство, в которое загружается программный код процесса; ему выделяются стек и системные ресурсы; устанавливается начальное значение программного счетчика этого процесса и т. д. Родившийся процесс переводится в состояние готовность. При завершении своей деятельности процесс из состояния исполнение попадает в состояние закончил исполнение.

Процесс не может сам перейти из одного состояния в другое. Изменением состояния процессов занимается операционная система, совершая операции над ними. Количество таких операций в нашей модели пока совпадает с количеством стрелок на диаграмме состояний. Удобно объединить их в три пары:

• Создание процесса — завершение процесса;

• Приостановка процесса (перевод из состояния исполнение в состояние готовность) — запуск процесса (перевод из состояния готовность в состояние исполнение);

• Блокирование процесса (перевод из состояния исполнение в состояние ожидание) — разблокирование процесса (перевод из состояния ожидание в состояние готовность).

С точки зрения понимания термина процесса в ОС Unix данное понятие можно определить двояко. В первом случае процесс можно определить как объект, зарегистрированный в таблице процессов. Таблица процессов является одной из специальных системных таблиц. Второе определение объявляет процессом объект, порожденный системным вызовом fork(). Оба определения являются корректными и равносильными.

Таблица устроена позиционным образом, а это означает, что именование процесса осуществляется посредством номера записи таблицы, соответствующей данному процессу (нумерация строится от нуля до некоторого фиксированного значения). Этот номер записи называется идентификатором процесса (PID — Process Identifier). Две первые записи таблицы предопределены и используются для системных нужд. Соответственно, каждая запись таблицы (рис. 1) имеет ссылку на контекст процесса, который структурно состоит из пользовательской, системной и аппаратной составляющих.

Пользовательская составляющая — это тело процесса. В нее входит сегмент кода, который содержит машинные команды и неизменяемые константы. Сегмент кода — это обычно не изменяемая программным способом часть тела процесса. Также в пользовательскую составляющую входит сегмент данных, в который входит область статических данных процесса (в т.ч. статические переменные), область разделяемой памяти (т.е. область памяти, которая может принадлежать двум и более процессам одновременно), а также область стека. На стеке в системе реализуется передача фактических параметров в функциях, реализуются автоматические и регистровые переменные, а также в этой области организуется динамическая память.

Аппаратная составляющая включает в себя все регистры, аппаратные таблицы процессора и пр., характеризующие актуальное состояние процесса в момент его выполнения на процессоре.

Системная составляющая содержит системную информацию об идентификации процесса (т.е. идентификация пользователя, сформировавшего процесс), системная информация об открытых и используемых в процессе файлах и пр., а также сохраненные значения аппаратной составляющей. Итак, системная составляющая хранит множество параметров, рассмотрим некоторые из них.

В Unix-системах, fork() — системный вызов, создающий новый процесс (потомок), который является практически полной копией процесса-родителя, выполняющего этот вызов. Между процессом-потомком и процессом-родителем существуют различия:

После fork() процесс-потомок чаще всего выполняет системный вызов exec(), загружающий в пространство процесса новую программу.

Посредством обращения к системному вызову exit() процесс переходит из состояния выполнения в состояние зомби, а после получения отцовским процессом информации о завершении данного процесса он завершает свой жизненный цикл.

Системный вызов wait() обеспечивает получение информации о факте завершения одного из его потомков процессу-родителю.

36. Багатопотокова організація процесів. Поняття паралельності і одночасності виконання. Різні способи реалізації багатопотокової технології, такі як потоки ядра, легковажні процеси і прикладні потоки. Достоїнства та недоліки|нестачі| кожного із способів, а також сфера застосування, що рекомендується.

Розглядаючи процеси, ми відзначали, що операційна система забезпечує автономне виконання процесів, їх ізольованість один від одного: кожний процес виконується у своєму віртуальну адресному просторі, для кожного процесу визначаються свої ресурси - файли, змінні з метою захисту одного процесу від іншого. Однак задача, розв'язувана в рамках одного процесу, може мати внутрішній паралелізм, що у принципі дозволяє прискорити її вирішення. Наприклад, у ході виконання задачі відбувається звертання до зовнішнього пристрою, і на час цієї операції можна не блокувати цілком виконання процесу, а продовжити обчислення по іншій гілці процесу. Для цих цілей сучасні ОС пропонують використовувати порівняно новий механізм багатопоточного опрацювання (multithreading). При цьому вводиться нове поняття "потік" (thread). Сучасні процесори досить добре пристосовані до опрацювання потоків, оскільки фізично використовують багаторівневі конвеєри команд.

Потоки — це об’єкти, які отримують час процесора, на тих же умовах, що і процеси. У сучасних ОС процесорний час виділяється квантами не процесам, а породженим ними потокам. Кожний процес має хоча б один потік і дозволяє виконувати в межах процесу кілька потоків. Подібно традиційним процесам (тобто процесам, що складаються з одного потоку), потоки можуть знаходитися в одному з наступних станів: виконуваний, очікування і готовий; поки один потік заблокований, інший потік того ж процесу може виконуватися. Крім розподілу адресного простору, усі потоки можуть спільно використовувати відкриті файли, таймери, сигнали, системні підпрограми і т.п. Подібно до процесів, для потоків створюються контекст і дескриптор потоку, однак різні потоки в рамках одного процесу не настільки незалежні, як окремі процеси.

Усі потоки, породженні одним процесом, не є ізольованими один від одного, як процеси в багатозадачній системі, виконуються в одному адресному просторі, спільно використовують глобальні змінні, між ними відносно легко можна організувати взаємний обмін даними, але одночасно виникають труднощі у захисті потоків.

Потоки, породжені процесом в межах виконуваної задачі можна розділити на дві групи:

+ асиметричні (asymmetric threads) — це потоки, які вирішують різні задачі і, як правило, не мають спільних ресурсів. Один відповідає за друк, інший опрацьовує повідомлення від клавіатури і мишки, третій керує автоматичним збереженням документу користувача;

+ симетричні потоки ( symmetric threads) — виконують одну і ту ж роботу, розділяють одні і ті ж ресурси і виконують один код. Наприклад: сервери баз даних при обслуговувані кількох клієнтів, для кожного клієнта породжується новий потік.

Багатопотокове опрацювання підвищує ефективність роботи системи в порівнянні з багатозадачним. Задача, реалізована з використанням кількох потоків у рамках одного процесу, може бути виконана швидше за рахунок розпаралелення виконання п окремих частин. Сучаснии процесор, за рахунок ефекту „відставання шини більш ефективно працює саме на розпалалелених задачах, тобто час обміну даними через більш повільну шину не втрачається на непродуктивне очікування, а використовується на опрацювання команд іншої нитки. Наприклад, якщо електронна таблиця була розроблена з урахуванням можливостей багатопотокового опрацювання даних, то користувач може проводити обчислення й одночасно продовжувати заповнювати таблицю; багатопотоковий сервер управління базами даних може паралельно опрацьовувати запити кількох клієнтів.

Багатозадачність в операційній системі призначена для спільного використання процесора кількома процесами. У випадку, коли в комп'ютері встановлено більш ніж один процесор, ядро містить додатковий планувальник процесорів, що відслідковує їх завантаженість, розподіляє виконувальні процеси між наявними процесорами для максимально ефективного використання обчислювальної системи. Залежно від способу використовування процесорів, операційні системи з підтримкою мультипроцесорності поділяють на групи з симетричним або асиметричним опрацюванням даних.

При асиметричному опрацюванні даних один процесор вибирається для виконання операційної системи, а інші виконують тільки завдання.

При симетричному опрацюванні даних, система виконується на будь-якому вільному процесорі або на всіх процесорах одночасно. Такий підхід дозволяє оптимально використовувати потужність кількох процесорів, тому що сама система часом виявляється досить завантаженою. До того ж, в асиметричній системі збільшення числа процесорів та навантаження на кожний з них приводить до затримок з обчисленнями, що стримує збільшення продуктивності. Іншим недоліком асиметричної схеми є нерівномірна завантаженість процесорів або, зупинка деяких з них при повному завантаженні інших.

Для отримання максимальної потужності у сучасних ЕОМ використовуються як найновіші досягнення розвитку елементної бази, так і нові рішення в архітектурі комп'ютерів. Втілюючи ідею одночасного виконання кількох дій, розглядають дві реалізації: конвеєрність і власне паралельність.

Паралельне опрацювання. Якщо певний пристрій виконує одну операцію за одиницю часу, то тисячу операцій він виконає за тисячу одиниць. Якщо припустити, що є п'ять таких незалежних пристроїв, які працюють одночасно, то ту ж тисячу операцій система з п'яти пристроїв може виконати вже не за тисячу, а за двісті одиниць часу. Аналогічно система з N пристроїв ту ж роботу виконає за 1000/N одиниць часу.

Конвеєрне опрацювання. Ідея конвеєрного опрацювання полягає у виділенні окремих етапів виконання загальної операції, причому кожен етап, виконавши свою роботу, передавав би результат наступному, одночасно приймаючи нову порцію вхідних даних. Одержуємо очевидний виграш у швидкості обробки за рахунок сполучення раніше рознесених у часі операцій.

Припустимо, що в операції можна виділити п'ять мікрооперацій, кожна з яких виконується за одну одиницю часу. Якщо є один неподільний послідовний пристрій, то 100 пар аргументів він опрацює за 500 одиниць, якщо кожну мікрооперацію виконати в окремому конвеєрному пристрої, то на п'ятій одиниці часу на різній стадії обробки такого пристрою будуть знаходиться перші п'ять пар аргументів, а весь набір зі ста пар буде опрацьований за 5+99=104 одиниці часу — прискорення в порівнянні з послідовним пристроєм майже в п'ять разів (відповідно кількості ступенів конвеєра).

Усі сучасні мікропроцесори, Pentium П, Ш, IV, Athlon, PA-8200, MIPS R10000 або Power2 SuperChip використовують той або інший метод паралельного опрацювання, хоча ці ідеї з'явилися досить давно і були реалізовані у деяких комп'ютерах у 60-70 роках. Після належного відпрацьовування технології і здешевлення виробництва ідеї паралельного опрацювання даних почали використовуватися в комп'ютерах середнього класу, а сьогодні все це в повному обсязі втілюється в робочих станціях і персональних комп'ютерах.

Сьогодні розвиток високопродуктивної обчислювальної техніки проводиться у чотирьох напрямках:

Векторно-конвейєрні комп'ютери. Особливістю таких машин є конвеєрні функціональні пристрої, які містять набір векторних інструкцій у системі команд. На відміну від традиційного підходу, векторні команди оперують цілими масивами незалежних даних, що дозволяє ефективно завантажувати доступні конвеєри. Типовим представником даного напрямку є лінія векторно-конвеєрних комп'ютерів CRAY компанії Cray Research.

Масивно-паралельні комп'ютери з розподіленою пам'яттю. Ідея побудови комп'ютерів цього класу досить проста, реалізується з серійних мікропроцесорів з локальною пам'яттю, об'єднаних за допомогою комунікаційного середовища, наприклад, мережі. Серед переваг виділяють простий підбір оптимальної конфігурації, якщо потрібна висока продуктивність — додаються процесори, якщо ні — вилучаються. Недоліком є мала швидкість міжпроцесорної взаємодія відносно локального опрацювання даних самими процесорами. Написати ефективну програму для таких комп'ютерів досить складно, а для деяких алгоритмів іноді просто неможливо.

До даного класу належать комп'ютери Intel Paragon, IBM SP1, Parsytec, до певної міри IBM SP2 і CRAY T3D/T3E, хоча в цих комп'ютерах вплив зазначеного недоліку намагаються зробити мінімальним. До цього ж класу можна віднести і мережі комп'ютерів, що досить часто розглядають як дешеву альтернативу дорогим суперкомп'ютерам.

Паралельні комп'ютери з загальною пам'яттю. Вся оперативна пам'ять таких комп'ютерів розподіляється між кількомами однаковими процесорами. Це знімає проблеми попереднього класу, але додає нові -число процесорів, що мають доступ до загальної пам'яті з технічних причинах не можна зробити великим. До даного напрямку входять багато сучасних багатопроцесорних SMP-комп'ютерів, сервер HP Т600 або Sun Ultra Enterprise 5000.

Останній напрямок не є самостійним, а скоріше являє собою комбінації попередніх трьох. З кількох процесорів, традиційних або векторно-конвеєрних і загальної для них пам'яті формується обчислювальний вузол. Якщо обчислювальної потужності отриманого вузла не досить, то об'єднують кілька вузлів високошвидкісними каналами. Подібну архітектуру називають кластерною, по такому принципу побудовані CRAY SV1, HP Exemplar, Sun StarFire, NEC SX-5, останні моделі IBM SP2 і інші. Саме цей напрямок на сьогодні є найбільш перспективним.

Продуктивність багатопроцесорних систем не зростає пропорційно числу використовуваних процесорів. Відповідно приципу Амдала максимальний виграш, що можна отримати, незалежить від кількості використовуваних процесорів у системі і не перевищуватиме 10-кратного прискорення виконання програми. 10 - це теоретична верхня оцінка найкращого випадку, коли ніяких інших негативних факторів немає.

37. Що розуміють під «відкритим середовищем для створення послуг» та «відкритою платформою керування послугами»?

Ідея концепції OSA полягає в тому, щоб забезпечити мережеві елементи, які працюють за різними протоколами, можливістю взаємодіяти з застосованнями та послугами через стандартні інтерфейси API за допомогою сервера доступу до послуг. Даний сервер призначено для втілення ідеї «мосту», тобто шлюзу.

Створюючи конвергентні платформи на основі OSA, передбачають такі принципово важливі аспекти:

Відкрите середовище для створення послуг, в рамках концепції OSA, в усьому базується на стандартних API та передбачає розробку нових програмних блоків послуг і компонування послуги, використовуючи спеціальні інструментальні засоби програмування. Закладені в ці засоби принципи модульності дають змоги сервіс-провайдеру самостійно комбінувати й налаштовувати програмні компоненти в своїй мережі.

OSA дає можливість операторам і сервіс-провайдерам інтегрувати в мережі застосовання від різних сторонніх виробників, а також розробляти свої власні програми.

Інтерфейси API розміщують на серверах застосовань, забезпечуючи доступ до інфокомунікаційних послуг.

Використання API та протоколу ініціації сесії SIP дає змогу легко долучати нові послуги. На сервері застосовань можна розміщувати також моделі традиційної інтелектуальної мережі IN та необхідні для неї протоколи сигналізації СС-7. І, нарешті, сервер застосовань і абонент, якому надають послугу, можуть знаходитися в мережах, що належать різним операторам.

Відкрита платформа керування послугами містить такі елементи, як медіасервер і транспортні шлюзи.

Медіасервери призначено для реалізації послуг, забезпечуючи спеціалізовані ресурси, такі, наприклад, як засоби конференц-зв'язку, інтерактивну мовленнєву систему, факсимільне передавання та ін. Медіасервер і сервери застосовань є незалежними пристроями, але можуть розгортатися як на окремих фізичних платформах, так і на одній платформі. Сервер застосовань може використовувати ресурси, розташовані на медіасервері, наприклад, для забезпечення послуг, які вимагають доступу до мультимедійної інформації користувача. Якщо сервер застосовань використовується в поєднанні з медіасервером, то логіка послуг у сервері застосовань має доступ до всіх подій у процесі обслуговування виклику засобами протоколу SIP.

Транспортні шлюзи – це сервери, налаштовані в режимі шлюзу, тобто комунікаційного устатковання (на відміну від серверів застосовань і медіасерверів, які налаштовані в режимі хосту). Транспортні шлюзи завжди розташовуються на межі мережі, а медіасервери можуть розташовуватися як на межі, так і в ядрі мережі. Крім своїх основних функцій – сполучування сегментів мереж різних операторів– транспортні шлюзи можуть виконувати обробку інформації користувачів спільно з медіасервером.

Таким чином, операторам зв'язку надано всі механізми, що дають змогу швидко та гнучко розгортати, а також змінювати послуги залежно від індивідуальних потреб користувачів.

38. Охарактеризуйте перспективи переходу на конвергентні платформи надання послуг? У чому складність такого переходу?

Єдиної думки про те, як і коли слід переходити на конвергентні платформи надання послуг, не існує. Найбільші витрати з впровадження конвергентних послуг несе, безумовно, мережевий оператор. Вибір технології для побудови конвергентної платформи надання послуг визначатиметься моделлю ведення бізнесу оператора та його вимогами.

Якщо оператор мобільного зв'язку прагне лише збільшити покриття за рахунок широкосмугової мережі, перевага буде надана UMA. У даній моделі керування викликами навіть у широкосмуговій частини, як і раніше, лежить на центрі комутації мережі мобільного зв'язку, а набір послуг обмежено наявними послугами 2G/2.5G – мобільним голосом та передаванням даних. Перевагами UMA є повне підтримування функції хендовер (handover) і мінімальні зміни в наявних системах експлуатаційної підтримки.

Архітектура IMS ідеально підтримує модель партнерства у процесі виходу на ринок з послугами FMC, оскільки основана на протоколі SIP. Вона створює умови для розширення спектру послуг, підтримує нові мультимедійні послуги IMS. Підтримка функції хендовер в цій архітектурі також є присутньою, що продемонструвала компанія Cisco Systems для приватних абонентів.

Важливою перевагою IMS є також різноманітність підтримуваних інтерфейсів, що дає змогу адаптувати операторські послуги для різних терміналів незалежно від типу мережі.

Зазначимо, що перші програми IMS у мобільному зв'язку буде сфокусовано на послугах, не пов'язаних з двостороннім (дуплексним) спілкуванням. Це обумовлено тим, що традиційна мережа радіодоступу поки що має значні обмеження у доставці VoIP. При переході на VoIP слід звернутися за допомогою до сервіс-провайдерів, адже вони, крім іншого, здатні запропонувати й керовані послуги – кероване передавання голосу по IP і керовану безпеку.

Очевидно, що сервіс-провайдери повинні вносити інвестиції в мережеву інфрастктуру IMS, так як від IMS вони отримують все необхідне для надання конвергентних мультимедійних послуг.

Таким чином, можна припустити, що за умови збереження теперішніх темпів розвитку операторами конвергентних платформ, а також розвитку мобільних мереж третього покоління вже в недалекому майбутньому конвергентні послуги стануть настільки ж звичною частиною нашого життя, як телефон, Інтернет і телевізор. Завдяки цьому оператори зможуть значно знизити собівартість впровадження нових сервісів, а абоненти отримають різноманітні послуги, для доступу до яких буде достатнім один багатофункціональний пристрій.

39. Що таке конвергентні послуги? Які функції виконуються на рівні конвергенції послуг?

Конвергенція – процес взаємопроникнення та об'єднання різних телекомунікаційних мереж, технологій та послуг. Таким чином, процес конвергенції послуг неможливо відокремити від конвергенції мереж і технологій.

Конвергентні послуги – це послуги доступні при використанні будь-якого методу доступу до мережі та з будь-якого кінцевого пристрою користувача.

На рівні конвергенції мереж відбувається злиття транспортних мереж та мереж доступу, мереж фіксованого та мобільного зв'язку, наприклад, у єдину магістральну мережу IP/MPLS, що підтримує широкий спектр методів доступу: традиційної телефонії, DSL, виділених каналів, METRO Ethernet, безпроводових мереж (WLAN) та мереж радіодоступу (RAN) у мережах операторів мобільного зв'язку.

Конвергенція транспортної мережі та мереж доступу є найбільш опрацьованим етапом процесу злиття мереж, які функціонують на основі різних технологій. Вона складається з конвергенції магістралей фіксованих і мобільних мереж, зокрема для передавання значних обсягів мовленнєвого трафіку з тієї ж магістралі IP, якою доправляють широкосмугові дані, послуги GPRS і UMTS.

У конвергенції технологій провідною є концепція конвергенції фіксованого та мобільного зв'язку (Fixed Mobile Convergence, FMC), що, з одного боку, підвищує доходи операторів, з іншого – задовольняє щораз вищі вимоги замовників, які орієнтовані на мобільні та IP-технології. Під час передавання трафіку мереж 2.5G й 3G через IP-мережі конвергенція технологій забезпечує глибину проникнення аж до мережі доступу оператора мобільного зв'язку.

40. Перерахуйте особливості інформаційно-комунікаційних послуг та вимоги до платформ їх надання.

Кінцевий результат процесу конвергенції на всіх рівнях (мереж, технологій, послуг та програм), так званої повної конвергенції, – це можливість виробництва й надання інфокомунікаційних послуг. Інфокомунікаційні послуги називають ще послугами Глобального Інформаційного Суспільства (ГІС). Технічною та технологічною основою ГІЗ має стати Глобальна Інформаційна Інфраструктура (ГІІ), яка має на меті забезпечити кожного користувача різними послугами зв'язку й рівноправним доступом до інформаційних ресурсів планети за конкурентноздатною ціною та з безперервністю послуг при перетині кордонів різних сегментів глобальної мережі.

На сьогоднішній день розвиток інформаційнокомунікаційних послуг спостерігається, в основному, в межах глобальної мережі Інтернет, доступ до послуг якої відбувається, як і раніше, через традиційні мережі зв'язку. До того ж нерідко, зважаючи на обмежені можливості транспортної інфраструктури, послуги Інтернету не відповідають вимогам, які висувають до послуг ГІС.

Розвиток комунікаційних послуг потребує вирішення низки завдань ефективного керування інформаційними ресурсами з одночасним розширенням функціональності транспортних мереж та мереж доступу.

Відмінні особливості інфокомунікаційних послуг. Основними технологічними особливостями, які вирізняють інфокомунікаційні послуги, є такі:

• доступність для користувачів незалежно від способів доступу до мережі та гарантована якість обслуговування;

• використання додаткової адресації в межах конкретної інфокомунікаційної послуги при ідентифікації абонентів;

• залучення верхніх рівнів моделі ISO/OSI для реалізації інфокомунікаційної послуги;

• розподілення функціональності інфокомунікаційних послуг між устатковання сервісного вузла провайдера й термінальним обладнанням користувача, оскільки більшість комунікаційних послуг є мережевими застосованнями:

• більшість інфокомунікаційних послуг передбачає наявність клієнтської й серверної частин. Клієнтську частину реалізують у обладнанні користувача, а серверну – на сервісному сайті провайдера;

• наявність можливостей з керування інфокомунікаційними послугами з боку користувачів, тому що для них прикметним є різноманіття прикладних протоколів;

• несиметричність вхідного та вихідного інформаційних потоків і вимога високих швидкостей для передавання мультимедійних даних;

• для надання інфокомунікаційних послуг часто необхідними є складні багатоточкові схеми з'єднань;

• забезпечення користувачеві комплексної можливості отримання послуг за допомогою єдиного уніфікованого інтерфейсу.

Ґрунтуючись на вищевикладеному, наведемо визначення інфокомунікаційної послуги.

Інфокомунікаційних послуга – це послуга, здатна задовольнити телекомунікаційні, інформаційні (або ті й інші одночасно) потреби користувача при будь-якому (проводовому, безпроводовому, стаціонарному або мобільному) доступі до мережі та з можливістю вибору різних режимів зв'язку, інтегрованих у формі єдиного терміналу.

Вимоги до платформи надання інфокомунікаційних послуг. Розглянуті вище особливості інфокомунікаційних послуг висувають досить значні вимоги до платформи їх надання, що власне й передбачає перехід до мереж наступного покоління (NGN). Ці вимоги можна сформулювати так:

• мультисервісність, під якою розуміють незалежність технологій надання послуг від транспортних технологій;

• широкосмуговість, тобто можливість гнучкої та динамічної зміни швидкості передавання інформації в широкому діапазоні залежно від поточних потреб користувача;

• мультимедійність, під якою розуміють здатність мережі передавати багатокомпонентну інформацію (мовлення, дані, відео, аудіо) з необхідною синхронізація цих компонентів у реальному часі та використанням різних схем з'єднань;

• інтелектуальність, тобто можливість керування послугою, викликом і з'єднанням як з боку користувача, так і сервіс-провайдера;

• інваріантність доступу – можливість організації доступу до послуг незалежно від технології, яку застосовують;

• багатооператорність – можливість участі декількох операторів у процесі надання послуги та розподілення їх відповідальності з урахуванням сфери діяльності Крім того, формуючи вимоги до перспективних мереж зв'язку, необхідно враховувати особливості діяльності на ринку телекомунікацій у нових умовах як сервіс-провайдерів, так і мережевих операторів.

Сучасні підходи в діяльності сервіс-провайдерів передбачають доступ усіх провайдерів, навіть тих, які не мають власної інфраструктури, до ресурсів мереж загального користування. При цьому до основними вимогами, які висувають до сервіс-провайдерів щодо нового типу мереж,є:

• забезпечення можливості роботи устатковання в "мультиоператорському" середовищі, тобто збільшення кількості інтерфейсів для під’єднання до мереж відразу декількох операторів зв'язку, і на рівні доступу також;

• забезпечення взаємодії сервіс-вузлів для спільного надання послуг;

• можливість застосування "масштабованих" технічних рішень при мінімальній стартовій вартості обладнання.

Потреба операторів мереж зв'язку отримувати нові прибутки також змушує їх замислитися над створенням мережі, яка б дала змогу:

• якнайшвидше та якнайдешевше створювати нові послуги для того, щоб постійно залучати нових абонентів;

• зменшувати витрати на обслуговування;

• бути незалежними від постачальників обладнання;

• бути конкурентоспроможними.

Можна констатувати, що мережа наступного покоління NGN буде здатна задовольнити потреби сервіс-провайдерів та мережних операторів. У цьому контексті підсумкові переваги NGN є такими:

• отримання однієї універсальної мережі для надання різних послуг;

• підвищення середньої дохідності від абонентів за рахунок надання додаткових мультимедійних послуг;

• можливість оператора найбільш оптимально виділяти смугу пропускання для інтеграції різних видів трафіку при наданні різних послуг в NGN і забезпеченні їх якості;

• NGN краще пристосована до модернізації та розширення, є легкою для керування та експлуатації.

Безперечні переваги матимуть і користувачи:

• абстрагування від технологій реалізації послуг (принцип “чорної скрині”);

• гнучке отримання необхідного набору, обсягу та якості послуг;

• мобільність отримання послуг.

Крім того, NGN буде підтримувати будь-яке термінальне устатковання, зокрема аналогові телефонні апарати, факсимільні апарати, обладнання ЦМІС (цифрова мережа з інтеграцією служб), стільникові телефони різних стандартів, термінали телефонії за IP-протоколом (SIP і H.323), кабельні модеми та ін.

41. У чому полягає суть концепцій Triple Play і Quad Play? Назвіть їхні переваги і недоліки.

На практиці здійснити принцип конвергенції в повному обсязі виявилося не так просто, оскільки телекомунікаційні технології є дуже відмінними для того, щоб їх взаємопроникнення було простим і безболісним.

Коректність реалізації конвергенції мереж і технологій можна перевірити на рівні послуг. Від того, наскільки нові послуги будуть популярними, залежить ефективність роботи й конкурентноздатність операторів зв'язку та інших учасників ринку послуг зв'язку.

Незважаючи на все розмаїття сучасних послуг зв'язку їх, як правило, можна звести до комбінації так званих базових послуг, або тріади: дані, голос, відео. Прикладами комбінованих послуг є: IPTV, VoD (Video on Demand), GoD (Game on Demand), AoD (Application on Demand), MoD (Music on Demand), IVR (Interactive Voice Rresponse), VM (Voice Mail), VoIP, Unified Messaging і багато інших.

Перераховані послуги часто називають послугами Triple Play або 3Play, у перекладі – «три в одному». По суті всі вони надаються окремо але можуть використовувати одну й ту ж саму лінію кабельної мережі доступу.

Вимоги послуг Triple Play до характеристик мережі в основному висувають до двох показників:

• швидкості передавання (смуга пропускання) напрямку до користувача («вниз») і в напрямку від користувача («вгору»);

• QoS (диференційований, пріоритетний або без гарантії якості).

Для надання більшої частини мультимедійних послуг, як відомо, смуга пропускання в бік абонента становить близько 2–3 Мбіт/с. Причому для відео й аудіо послуг обов'язковою є підтримка заданого QoS.

Отримання послуг Triple Play здійснюється за допомогою комп'ютера користувача або звичайного телевізора з приставкою-адаптером Set Top Box (STB).

Концепція Triple Play, описана в Рекомендації Y. 1541 ITU-T, заснована на традиції конвергенції, передбачає використання для надання послуг «тріади» єдину інфраструктуру мультисервісної мережі, що забезпечує поєднання різних послуг як на рівні транспортної мережі, так і на рівні мережі доступу. Крім того, послуги «тріади» не повинні залежати від типу мережі абонентського доступу (домашня Ethernet, абонентські лінії ADSL або оптичні системи FTTH та PON). При цьому принципи функціонування та правила надання послуг також повинні бути однаковими.

Відмінною особливістю концепції Triple Play є також підхід, який, можливо, домінуватиме в майбутнього розвитку послуг. Його суть полягає в тому, що вперше було запропоновано процедури композиціїйі декомпозиції послуг.

При цьому «тріаду» (дані, голос, відео) продовжують розглядати як базові послуги, а будь-яка послуга, яку можна реалізувати в мережі, проходить процедуру декомпозиції, тобто поділу на три базові послуги. Таким чином, рівень послуг поділяється на дві підрівня. На верхньому підрівні знаходяться всі наявні та перспективні, але поки ще не реалізовані послуги зв'язку, а на нижньому – тільки три базові послуги.

(рисунок: сверху уровень с Web-Hosting/IP-phone/PVR/PPV/VoD/HD-IPTV/Internet TV; внизу VoIP, IPTV, Data; связаны между собой цветастой косичкой)

Операторові досить реалізувати в своїй мережі механізми надання лише трьох базових послуг. Найбільш ефективно це досягається завдяки переходу до мереж NGN.

Три базових компоненти послуги, передані мережею, за певними правилами об'єднуються на приймальному кінці, що можна трактувати як процедуру композиції послуги. У результаті користувач отримує послугу в тому вигляді, який йому є необхідним. Для цього у нього має бути термінальний пристрій, обладнаний спеціальним універсальним програмним забезпеченням. До того часу, поки не буде створено таке програмне забезпечення, послуга Triple Play не сприйматиметься як єдина послуга, а тільки, як і раніше, як «три в одному».

Тоді, коли базових послуг не вистачає для композиції будь-якої нової послуги, послуга Triple Play сама долучається до набору базових послуг. При цьому, звичайно, мережу необхідно модернізувати таким чином, щоб вона могла надавати не три, а вже чотири послуги. Необхідно також розвинути алгоритми декомпозиції та композиції. Далі процес надання послуг розвивається за тією ж схемою. Прикладом такого підходу може бути поява концепції 4Play.

Концепція Quad Play може бути реалізована лише на інтегрованій платформі, наприклад, IMS (див. розділ 16). На рівні доступу для реалізації концепції Quad Play також потрібними є зміни, що забезпечують швидкості передавання даних до абонента не менше 24 Мбіт/с. Жодна технологія стільникових мереж зв'язку поки що не дає змогу досягти такої швидкості. Крім того, сучасні мобільні телефони не забезпечують достатній рівень комфортності отримання послуг Quad Play у зв’язку з малим екраном та іншими обмеженнями.

Отже, фактор мобільності додає низку проблем у реалізації широкосмугових концепцій, рішення яких покладено на мережі NGN та інноваційні технології.

42. Що розуміють під «автономним застосуванням» і «мережевим застосуванням»?

Застосовання (Application) – це програми користувачів прикладного рівня, які підтримує мережа.

Застосовання може бути автономним (наприклад, навчальний курс, скачаний з Інтернет). Таке застосовання користувач отримує аналогічно як і послугу, але у вигляді кінцевого програмного продукту, який можна потім багаторазово використовувати.

Окрім того в мережі можуть виконуватися й розподілені застосовання. Розподілене застосовання містить декілька частин, кожна з яких виконує певну закінчену роботу для розв'язання прикладної задачи (наприклад, система дистанційного навчання, система електронної комерції та ін).

Розподілені застосовання в повному обсязі використовують можливості мережі для організації взаємодії своїх компонентів, а тому їх називають мережевими застосованнями.

Прикметно, що індустрія телекомунікацій історично розвивалася у напрямку розширення спектру послуг зв'язку, водночас індустрія інформаційних технологій з самого початку була спрямована надавати послуги у формі застосовань.

43. Поясніть терміни «послуга мережі», «служба мережі», «обслуговування мережею».

Послуга – це наданая мережею можливість задовольнити телекомунікаційні та/або інформаційні (або ті та інші одночасно) потреби користувача.

Послуга є продуктом мережі, який має вартість, що залежить від її типу й якості, і який споживає користувач мережі.

Службою мережі називають комплекс апаратних, програмних ресурсів мережі, а також організаційних засобів, задіяних для виробництва і надання конкретної послуги або виду послуг.

Таким чином, на відміну від послуги, служба є можливостью мережі (тобто мережевою компонентою), а не продуктом мережі.

Під термінами «сервіс» і «обслуговування» розуміють специфікацію (Specification) послуг, які надає мережа, а саме:

• спектр додаткових видів обслуговування;

• функціональну повноту (специфічних особливостей послуги);

• клас обслуговування (рівень комфортності послуг);

• якість обслуговування QoS (Quality of Service).

44. Яким принципам згідно зі стандартами повинна відповідати СКС? Охарактеризуйте схему структуризації СКС.

Структурована кабельна система (СКС) є невід'ємною частиною будь-якого сучасного будинку, істотно підвищує ринкову вартість об'єкта нерухомості. Її створюють на етапі будівництва або переобладнання об’єкта під будівлю офісного типу. Офісною будівлею є будь-який будинок або його частина, основна площа якого призначена для організації робочих місць співробітників. Типовими прикладами офісних будівель є бізнес-центри, державні та фінансові установи, навчальні заклади тощо.

На сьогодні у світі чинними є три основні стандарти СКС:

• Американський - EIA/TIA-568-A;

• Міжнародний - ISO/IEC 11801;

• Європейський - EN 50173.

У вказаних стандартах СКС визначено як кабельну систему, принцип побудови якої відповідає трьом основним ознакам: структуризації, універсальності та надлишковості.

Структуризація припускає розбивку кабельної проводки та її аксесуарів на окремі підсистеми, кожна з яких виконує певні функції й забезпечена стандартизованим інтерфейсом для зв'язку з іншими підсистемами та активним комунікаційним устаткованням. Кожна підсистема обов'язково складається з великого набору засобів перемикання, що забезпечує її високу гнучкість і можливість швидкої зміни конфігурації.

Універсальність кабельної системи полягає в тому, що її споруджують без прив'язки до будь-якої конкретної мережевої технології та будують за принципами відкритої архітектури, набір основних технічних характеристик якої зафіксовано в стандартах. У нормативних документах визначено параметри як електричних і оптичних кабельних трас кожної з підсистем, так і їх інтерфейсів.

Для з'єднання підсистем СКС між собою, а також з активним устаткованням передбачено обмежений набір шнурів з універсальними роз'ємами.

Можливість використання кабельної проводки СКС мережевою апаратурою, яка не підтримує передавання по симетричному або волоконно-оптичного кабелю, забезпечено наявністю розвиненої номенклатури адаптерів і перехідників.

Хоча ці елементи формально не потрапляють у межі чинності стандартів, розробники створюють ці вироби з урахуванням вимог СКС.

Надлишковість припускає долучення до складу СКС додаткових інформаційних розеток, кількість та розміщення яких визначають площею та топологією робочих приміщень, а не планом розміщення обладнання робочих місць співробітників і офісних меблів. Оскільки тривалість експлуатації СКС у кілька разів перевищує аналогічний показник для інших компонентів інформаційної інфраструктури будівлі, цей принцип є особливо важливим.

Для створення ефективної СКС та її експлуатації необхідними є такі умови:

• наявність каталогу продукції;

• наявність чинних стандартів, які регламентують норми й методику проектування СКС;

• можливість адміністрування СКС відповідно до стандартних процедур;

• система підготовки кадрів та забезпечення гарантії виробника.

На рис. 12.5 подано основні підсистеми та обмеження в кабельній підсистемі, що передбачено стандартами СКС.

Відповідно до міжнародного стандарту ISO/IEC 11801 СКС містить три наступні підсистеми.

Підсистема зовнішніх магістралей складається з зовнішніх магістральних кабелів між КЗМ і КБ, комутаційного устатковання в КЗМ і КБ, до якого під’єднано зовнішні магістральні кабелі, й комутаційних шнурів і перемичок в КЗМ. Підсистема зовнішніх магістралей є тією основою, яка поєднує в єдину мережу кампусу локальні мережі будинків, розташованих на невеликій відстані один від одного. Якщо СКС налаштовують тільки в одній будівлі, то підсистема зовнішніх магістралей відсутня. У висотних будівлях підсистему зовнішніх магістралей складають також ті кабелі, які мають довжину понад 500 м, хоча вони фактично не виходять за межі будівлі.

Підсистема внутрішніх магістралей, яку ще називають вертикальною підсистемою, містить прокладені між КБ і КП внутрішні магістральні кабелі, під’єднане до них комутаційне устатковання в КБ та КП, а також частину комутаційних шнурів і перемичок в КБ. Кабелі розглянутої підсистеми фактично пов'язують між собою окремі поверхи будівлі й просторово рознесені приміщення в межах однієї будівлі.

Якщо СКС обслуговує один поверх, то підсистема внутрішніх магістралей може бути відсутньою.

Горизонтальна підсистема утворена горизонтальними кабелями між КП та інформаційними розетками (ІР), самими ІР, а також комутаційним устаткованням у КП, до якого під’єднано горизонтальні кабелі. Горизонтальна підсистема складається також зі значної частини комутаційних шнурів і перемичок в КП. У побудові горизонтальної проводки допускається використання однієї точки переходу (ТП) на тракт, у якій відбувається зміна типу кабелю, який прокладають (наприклад, перехід на плоский кабель для прокладки під килимовим покриттям з еквівалентними передавальними характеристиками).

Поділ СКС на окремі підсистеми застосовують незалежно від призначення мережі: він буде однаковим, наприклад, для кабельної системи в офісній будівлі й у виробничому комплексі.

Узагальнено-типова СКС згідно з чинними рекомендаціями міжнародних нормативно-технічних документів містить у собі такі компоненти:

• лінійно-кабельне устатковання підсистеми зовнішніх магістралей;

• комутаційне устатковання зовнішніх магістралей;

• лінійно-кабельне устатковання підсистеми внутрішніх магістралей;

• комутаційне устатковання внутрішніх магістралей;

• лінійно-кабельне устатковання горизонтальної підсистеми;

• комутаційне устатковання горизонтальної підсистеми;

• точки переходу;

• інформаційні розетки.

Використання структурованої кабельної системи, замість хаотично прокладених кабелів, забезпечує підприємству гарантовану якість циркульованого трафіку.

45. Як забезпечується надійність передавання даних у протоколі ТСР?

Протокол керування передаванням (Transmission Control Protocol, TCP) описано в документі RFC 793. Його використовують як надійний транспортний засіб для взаємодії розподілених прикладних процесів у TCP/IP мережах. Протокол TCP працює, як і протокол UDP, на транспортному рівні.

Він забезпечує надійне транспортування даних між прикладними програмами шляхом налаштування логічного з'єднання між ними. Для забезпечення надійного передавання даних налаштованими логічними з'єднаннями між парами прикладних програм протокол TCP повинен забезпечувати виконання таких функцій:

• передавати необхідні дані;

• підтримувати достовірність даних під час передавання;

• керувати потоком даних;

• розділяти канали зв'язку;

• обслуговувати налаштовані з'єднання;

• підтримувати встановлений пріоритет користувачів і відповідний рівень безпеки.

Сегмент є одиницею даних протоколу TCP. Вихідні від застосовання дані буферизують засоби TCP. Для передавання на мережевий рівень з буферу «вирізають» певну безперервна частина даних, яку називають сегментом. Розмежування сегментів TCP здійснює протокол IP. He всі сегменти, надіслані через з'єднання, будуть однакового розміру. Однак обидва учасники з'єднання повинні домовитися про максимальний розміру сегменту, який вони будуть використовувати. Цей розмір вибирають таким чином, щоб при пакуванні сегменту в IP-датаграму він містився туди цілком.

Адресатом інформації є модуль протоколу TCP на приймальному кінці. Цей модуль, у свою чергу, розміщує дані сегменту в буфер прикладної програми одержувача та сповіщає його про прибуття даних. З кожним модулем TCP пов'язано модуль протоколу IP, який забезпечує передавання локальною мережею. При цьому відбувається інкапсуляція сегменту TCP у датаграму протоколу IP. Ця датаграма, у свою чергу, поміщається в кадр канального рівня відповідного типу.

Протокол IP здійснює фрагментацію та збирання сегментів TCP, необхідне для здійснення передавання та доставки їх через безліч мереж із різними технологіями канального рівня.

Передавання здійснюється надійно завдяки використанню підтверджень після отримання даних і механізму нумерації черг. Концептуально кожному байту даних присвоюють номер черги. Номер черги для першого байта даних у сегменті передають разом із цим сегментом і називають номером черги для сегмента. Оскільки кожен байт пронумеровано, то їх можна розпізнати. Механізм розпізнання байтів має накопичувальний характер, тобто розпізнання номера N означає, що всі байти з попередніми номерами (N - 1, N - 2,...) вже отримано та розпізнано. Цей механізм дає змогу реєструвати появу дублів у разі повторного передавання. Нумерація байтів у межах сегменту здійснюється так, щоб перший байт даних відразу вслід за заголовком мав найменший номер, а наступні байти нумерувалися по зростаючій. Діапазон номерів лежить в межах від 0 до (232 - 1). Так як набір обмежено, то всі арифметичні операції з номерами черг повинні здійснюватися за модулем 232.

Номери черг не встигають пройти весь діапазон номерів у 232 значень, перш ніж пов'язані з ними дані з сегменту, який відправляють, отримають підтвердження від одержувача, а всі дублікати цього сегмента покинуть мережу. В іншому випадку двом сегментам можуть бути призначені однакові номери, що викличе проблему в одержувача. На швидкості 100 Мбіт/с один цикл використання всіх номерів складе 5,4 хв.

Сегменти також несуть номер підтвердження, який є номером наступного очікуваного байта даних, що передається у зворотному напрямку. Коли протокол TCP передає сегмент з даними, він поміщає його копію в чергу повторного передавання та запускає таймер. Після приходу підтвердження для цих даних відповідний сегмент видаляють з черги повторної передавання. Якщо підтвердження не приходить до закінчення часу, то сегмент посилають повторно.

Пошкодження під час передавання фіксують за допомогою додавання до кожного сегменту, який передають, контрольної суми, перевірки її під час отримання та подальшої ліквідації дефектних сегментів.

Протокол TCP дає можливість одержувачеві керувати кількістю даних, які надсилає йому відправником. Це досягається посилкою разом з кожним підтвердженням так званого вікна. Вікно визначає кількість сегментів інформації, яку відправник може послати до отримання подальших вказівок. У вікні вказано діапазон номерів, наступних після номеру успішно прийнятого сегменту.

Правильність передавання кожного сегменту підтверджує квитанція одержувача. Для організації повторного передавання раніше перекручених даних відправник нумерує сегменти для передавання. Для кожного сегменту відправник чекає від одержувача позитивну квитанцію, тобто службове повідомлення, яке повідомляє про те, що вихідний сегмент отримано, а дані в ньому є коректними. Час очікування квитанції є обмеженим. Відправляючи сегмент, відправник запускає таймер, і якщо після закінчення часу таймера квитанцію не отримано, то сегмент вважається загубленим.

Вибираючи величину часу очікування, так званого «тайм-ауту», чергової квитанції необхідно враховуватися швидкість і надійність фізичних каналів зв'язку, їх довжину і багато інших факторів. У протоколі TCP для кожного передавання фіксують час від моменту відправлення сегменту до приходу квитанції про його прийом (час обігу). Отримані значення часу обігу усереднюють з ваговими коефіцієнтами, які зростають від попереднього заміру до наступному. Як тайм-аут вибирають середній час обігу, помножений на деякий коефіцієнт. Варіюючи величину вікна, можна вплинути на завантаження мережі. Чим більшим є вікно, тим більшу порцію непідтверджених даних можна надіслати в мережу.

Якщо прийомний буфер протоколу TCP переповнено, то він, відправляючи чергову квитанцію, вміщує в неї новий, зменшений розмір вікна. Якщо одержувач зовсім відмовляється від прийому, то в квитанції вказується вікно нульового розміру. Винятки є можливими в ситуації, коли надсилається повідомлення з позначкою «терміново». Порт зобов'язаний прийняти сегмент, навіть якщо для цього доведеться витіснити з буферу вже розміщені там дані.

У деяких реалізаціях протоколу TCP одержувач, якщо отримано спотворений сегмент, повинен відправити негативну квитанцію. Існує два підходи до організації обміну позитивними й негативними квитанціями: з простоями та з організацією вікна.

Метод з простоями вимагає, щоб відправник очікував отримання квитанції від одержувача та тільки після цього посилав наступний сегмент.

Використовуючи метод з організацією вікна, названого ще методом безперервного відправляння сегментів, відправник може передати деяку кількість сегментів безперервно – без отримання на ці сегменти квитанції.

Кількість сегментів, які дозволено передавати таким чином, вказується розміром вікна.

46. Для чого призначено таблиці маршрутизації? Охарактеризуйте їх специфіку.

Маршрутизація (Routing) – це поєднання процедур пошуку зв'язних шляхів (маршрутів) між вузлами мережі з метою формування таблиць маршрутизації та встановлення зв'язку між входами та виходами пристрою на основі адресної інформації повідомлень та з урахуванням вибору найкращого (за обраним критерієм) маршруту проходження повідомлення мережею.

Рішення про просування пакету маршрутизатор приймає на основі таблиці маршрутизації. Побудова коректних таблиць маршрутизації на всіх маршрутизаторах у великій складеній мережі є трудомістким завданням. Таблицю маршрутизації для відображення поточної мережевої топології необхідно періодично коригувати, тобто керувати динамічно.

Маршрутизатор виконує це завдання, беручи участь у процесі обмінювання інформацією про маршрути з іншими маршрутизаторами на основі протоколів маршрутизації.

Протоколами маршрутизації, які забезпечують обмінювання інформацією про маршрути в мережах на базі протоколу IP, є протоколи RIP, OSPF, EGP і BGP. Залежно від структури складеної мережі деякі маршрутизатори можуть одночасно підтримувати роботу декількох протоколів маршрутизації.

Будь-який із маршрутизаторів має не менше ніж два порти для під’єднання різних логічних мереж. Кожен порт можна розглядати як окремий вузол мережі, оскільки він має власну мережеву адресу та власну локальну адресу в кожній мережі, яку до нього під’єднано.

Маршрутизатори самі ініціюють обмін спеціальними службовими пакетами, повідомляючи сусідам про відомі їм мережі, маршрутизатори та про зв'язки цих мереж з маршрутизаторами. Зазвичай до уваги береться не тільки топологія зв'язків, але й їхня пропускна здатність і стан. Це дає змогу маршрутизаторам швидше адаптуватися до змін конфігурації мережі, а також правильно передавати пакети в мережах з довільною топологією, що допускає наявність замкнутих контурів.

За допомогою протоколів маршрутизації маршрутизатор складає «карту» зв'язків мережі різної деталізації. На підставі цієї інформації для кожного номера мережі приймається рішення про те, якому наступному маршрутизатору треба передавати пакети, які прямують за цією адресою, щоб маршрут був раціональним. Результати таких рішень заносять до таблиці маршрутизації. У таблиці 11.2 наведено приклад простої таблиці маршрутизації. У цій таблиці розміщено типові записи для протоколів маршрутизації, таких, наприклад, як RIP, які використовують в якості метрики маршруту кількість переходів, так званих хопів (hop count). У деяких технічних джерелах можна зустріти також термін «транзитні вузли», під яким розуміють кількість маршрутизаторів, через які повинен пройти пакет до приходу до одержувача.

Кожен запис у таблиці маршрутизації містить таку інформацію:

• наступний маршрут на шляху містить IP-адресу віддаленого маршрутизатора, якому необхідно послати пакети для доставки їх за адресою призначення;

• кількість переходів визначає кількість переходів (хопів) між даним маршрутизатором і одержувачем пакетів;

• протокол маршрутизації визначає протокол маршрутизації, за допомогою якого запис з'явився в таблиці маршрутизації;

• часовий таймер визначає час з моменту останнього поновлення запису в таблиці. Цей таймер скидує показання щоразу після отримання оновлення.

В основному маршрутизатори керують таблицею маршрутизації, яка містить тільки один маршрут для кожної мережі призначення. Деякі протоколи маршрутизації можуть керувати більш ніж одним маршрутом у певну мережу (прикладом є протокол OSPF).

Маршрутизатори повинні перевіряти свої таблиці маршрутизації, відшукуючи шлях для кожного пакету. Зміна конфігурації мережі деякі записи в таблиці спростовує. У подібних випадках пакети можуть бути відправлені за помилковими маршрутами, можуть зациклюватися та губитися. Якщо маршрут неможливо знайти, то маршрутизатору, який виконує пошук, необхідно видалити пакет з обігу.

Існує спеціальна IP-адреса 0.0.0.0, яка позначає маршрут за замовчуванням. Якщо потрібний шлях не знайдено й визначено маршрут за замовчуванням, маршрутизатор не буде видаляти пакет, а передасть його за цим маршрутом. Введення поняття маршруту за замовчуванням дає змогу значно зменшити розмір таблиць маршрутизації. У результаті процес маршрутизації спрощується, оскільки таблиця маршрутизації містить кілька записів для локальних мереж і маршрут за замовчуванням для всіх інших. Особливо помітною є перевага для під’єднання до Інтернету організацій. Окрім того використання маршруту за замовчуванням значно зменшує обсяги інформації, якими обмінюються маршрутизатори.

Недоліком маршруту за замовчуванням є потенційна можливість утворення петель маршрутизації.

Слід зазначити, що таблиця маршрутизації існує не тільки в маршрутизаторів із декількома портами, а й у хостів, які під’єднуються до мережі через один мережевий адаптер.

Відмінність у цій ситуації полягає в тому, що всі пакети необхідно видавати тільки через один-єдиний порт, незалежно від їх адреси призначення.

Від того, наскільки швидко вміст таблиці маршрутизації приводиться у відповідність до реального стану мережі, залежить якість роботи всієї мережі. Для автоматизації цього процесу в складених мережах розроблено вищезазначені протоколи маршрутизації (або маршрутизувальні протоколи). Ці протоколи слід відрізняти від власне мережевих протоколів (наприклад, IP). Як перші, так другі забезпечують функції мережевого рівня: беруть участь у доставці пакетів адресатові через різнорідну складену мережу.

Але в той час, як перші збирають і передають мережею тільки службову інформацію, другі призначено для передавання даних користувачеві. Протоколи маршрутизації використовують мережеві протоколи як транспортний засіб.

Маршрутизувальні протоколи можуть бути реалізовані на основі різних алгоритмів, які відрізняються методами побудови таблиць маршрутизації, способами вибору найкращого маршруту та іншими особливостями.

47. Поясніть доцільність упровадження розрахункових центрів для IP-телефонії?

Вихід IP-телефонія на національний та міжнародний рівні, забезпечує відкритий протокол взаєморозрахунків (Open Settlement Protocol, OSP) і підтримка його провідними виробниками, а також вихід на ринок IP-телефонії спеціалізованих провайдерів - так званих провайдерів розрахункових центрів. За допомогою протоколу OSP численні провайдери послуг IP-телефонії можуть довірити розрахунки за передачу трафіку третій стороні - розрахунковому центру.

Схема використання протоколу OSP полягає в наступному. Якщо виклик не може бути термінірован усередині мережі деякого провайдера, то він передається програмним комутатором по протоколу OSP в розрахунковий центр. Отримавши запит, сервер OSP аутентифікує провайдера по своїй базі даних клієнтів і при позитивному результаті повертає запросила стороні відповідь, де указується до трьох варіантів маршрутів до провайдерів IP-телефонії, які можуть термініровать даний виклик. Маршрути вибираються з урахуванням вартості послуги термінірованія. Після одержання відповіді шлюз вихідного провайдера з'єднується з шлюзом одного з вказаних сервером OSP провайдерів, в результаті чого встановлюється зв'язок між абонентами. Після закінчення сеансу зв'язку обидва шлюзу посилають повідомлення сервера OSP, на підставі яких він проводить розрахунок вартості послуги і передає ці дані серверам провайдерів.

Розрахункові центри особливо потрібні для IP-телефонії, тому що в цьому сегменті ринку діє багато невеликих маловідомих компаній. У більш сталому світі традиційної телефонії аутентифікація операторів часто взагалі не потрібно.

Якщо виклик прийшов по певному виділеному каналу, значить, він виходить від давнього партнера із стійкою репутацією.

Поява стандартного протоколу OSP створює основу для масштабного вирішення даної проблеми, сприяючи появі крупних розрахункових центрів IP-телефонії.

48. Яким чином, звертаючись до застосувань і нових послуг мереж на сервісному рівні, можна досягти їх універсальності

Складність практичної реалізації конвергентних платформ надання послуг полягає в тому, що наявні мережі фіксованого зв'язку, мобільного зв'язку та Інтернет спочатку будували за різними стандартами, тому програмне забезпечення однієї мережі на іншу не можна перенести. Це означає, що для забезпечення однакового набору послуг неможливо створити універсальні для цих мереж застосовання, що, природно, гальмує розвиток ринку послуг.

У зв'язку з цим постає завдання досягти універсальності, звертаючись до застосовань і нових послуг на сервісному рівні мереж.