УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФУНКЦИЙ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТОКОВ СООБЩЕНИЙ И СОСТОЯНИЯ СЕТИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ, РЕАЛИЗУЮЩЕЙ РАЗЛИЧНЫЕ ДИСЦИПЛИНЫ ОБСЛУЖИВАНИЯ СООБЩЕНИЙ В МНОГОЛИНЕЙНЫХ И ОДНОЛИНЕЙНЫХ ЦЕНТРАХ Российский патент 2021 года по МПК G06F17/18 

Техническое решение относится к вычислительной технике и телекоммуникационным сетям, может быть использовано для параметрической оценки законов распределения потоков многопакетных сообщений, циркулирующих в сетях передачи данных (СПД), и оценки состояния сетей в целом. Полученные данные могут быть использованы с целью оптимизации процесса управления распределением ресурсов пропускной способности СПД.

Известно устройство для параметрической оценки закона распределения [1], которое содержит входной усилитель, вход которого является входом устройства, блок памяти, блок проверки согласия, блок управления, синтезатор функции распределения, информационный вход которого подключен к второму входу усилителя, а выход подключен к первому входу блока проверки согласия, второй вход блока проверки согласия подключен к выходу блока памяти и управляющему входу анализатора функций распределения, третий выход блока управления соединен с управляющим входом памяти, а четвертый выход блока управления подключен к третьему входу блока проверки согласия.

Это устройство является надежным инструментом для измерения вероятностных характеристик случайных процессов и позволяет определить тип распределения и определять его параметры.

Недостатком аналога является низкое быстродействие, при его использовании для оценки распределения потоков многопакетных сообщений, обусловленный необходимостью перебора М сочетаний параметров распределений.

В качестве прототипа выбрано устройство для параметрической оценки закона распределения [2], состоящий из входного усилителя, блок вычисления параметров, блок вычисления средних арифметических значений, блок определения типа распределений, вычислитель распределения, блок управления. При этом выход входного усилителя подключен к первому входу блока вычисления параметров, второй и третий входы которого соединены соответственно со вторым и третьим выходами блока управления. Первый выход блока управления подключен к шестому входу вычислителя распределений. Первый и второй выходы блока вычисления параметров соединены соответственно с первым и вторым входами блока вычисления средних арифметических значений, первый выход которого подключен к первому входа блока вычисления распределений и к входу блока определения типа распределения. Второй выход блока вычисления средних арифметических значений подключен к второму входу вычислителя распределений. Три выхода блока определения типа распределения соединены с третьим, четвертым и пятым входами вычислителя распределения, выход которого является выходом устройства.

К недостаткам прототипа является низкая точность определения интенсивности потока сообщений, вычисляемого, как среднее арифметическое за интервал наблюдения, границы которого аналитически не определены. Кроме того, устройство не позволяет определить состояние сети передачи данных, состоящей, как правило, из однолинейных и многолинейных центров, реализующих различные дисциплины обслуживания.

Целью изобретения является повышение точности оценки интенсивности потока сообщений за минимальное необходимое количество шагов наблюдения и расширение функциональных возможностей устройства до реализации оценки состояния разнородной, мультидисциплинарной сети передачи данных в целом.

Поставленная цель достигается тем, что из известного устройства для параметрической оценки закона распределения, содержащего входной усилитель, блок вычисления параметров и определения средних арифметических значений, блок определения типа распределений, арифметико-логическое устройство, блок управления, исключен блок вычисления параметров и определения средних арифметических значений и дополнительно введены, второй усилитель, блок формирования оценок интенсивности входящего потока сообщений, блок формирования оценок интенсивности обслуживания сообщений, второе и третье арифметико-логическое устройство, блок вычисления соотношений информационных длин пакетов и сообщений, а в блок управления добавлены четвертый, пятый и шестой выходы соединенные со вторым и третьим входами блока формирования оценок интенсивности потока сообщений и блока формирования оценок интенсивности обслуживания сообщений, третий и второй выходы блока управления соединены с четвертым и пятым входами блока формирования оценок интенсивности потока сообщений и блока формирования оценок интенсивности обслуживания сообщений, второй выход блока управления соединен с третьим входом блока вычисления соотношений информационных длин пакетов и сообщений. При этом вход первого входного усилителя является первым входом устройства, выход первого входного усилителя подключен к первому входу блока формирования оценок интенсивности потока сообщений и первому входу блока вычисления соотношений информационных длин пакетов и сообщений. Вход второго усилителя является вторым входом устройства, выход второго усилителя соединен с первым входом блока формирования оценок интенсивности обслуживания сообщений, выход которого соединен со вторым арифметико-логическим устройством. Первый и второй выходы блока формирования оценок интенсивности потока сообщений соединены со вторым входом блока вычисления соотношений информационных длин пакетов и сообщений, и вторым входом первого арифметико-логического устройства соответственно. Второй выход блока формирования оценок интенсивности потока сообщений соединен с первым входом второго арифметико-логического устройства.

Второй, третий, четвертый и пятый входы блока формирования оценок интенсивности потока сообщений соединены соответственно с пятым, четвертым, третьим и вторым выходами блока управления. Первый выход блока управления подключен к шестому входу первого арифметико-логического устройства. Первый и второй выходы блока формирования оценок интенсивности потока сообщений соединены соответственно со вторым входом вычислителя соотношений и вторым входом первого арифметико-логического устройства. Выход блока вычисления соотношений информационных длин пакетов и сообщений подключен к первому входу первого арифметико-логического устройства и входу блока определения типа распределения три выхода которого соединены с третьим, четвертым и пятым входами первого арифметико-логического устройства соответственно, выход которого является первым выходом устройства. Выход второго усилителя соединен с первым входом блока формирования оценок интенсивности обслуживания сообщений, второй, третий, четвертый и пятый входы блока формирования оценок интенсивности обслуживания сообщений соединены соответственно с пятым, четвертым, третьим и вторым выходами блока управления, выход блока формирования оценок интенсивности обслуживания сообщений соединен с первым входом второго арифметико-логического устройства, второй вход которого подключен ко второму выходу блока формирования оценок интенсивности потока сообщений, первый и второй выходы второго арифметико-логического устройства соединены с первым и вторым входом третьего арифметико-логического устройства, выход которого является вторым выходом устройства.

Принцип создания предлагаемого устройства основан на возможности определения закона распределения с использованием оценочных значений параметров различных разновидностей потоков и дисциплин обслуживания многопакетных сообщений (МПС), определяемых путем оценки характеристик этих потоков по критерию минимума среднего риска. Наиболее полное описание разновидностей потоков МПС пользователей СПД может быть дано рассмотрением следующих распределений [3]:

1. Простой поток информационных сообщений (количество элементов в информационной части пакетов сообщения равно количеству элементов, содержащихся в информационной части ИС, то есть m_п=m_c и ξ=m_п/m_c=1, распределение числа пакетов которого определяется выражением:

2. Сложный поток МПС (m_п<m_c и ξ<1) с распределением:

3. Прореженный поток ИС (m_п>m_c и ξ>1) с распределением:

Анализ выражений позволяет сделать вывод о том, что значения функции плотности распределения потока МПС можно получить на основе формирования несмещенных, состоятельных и эффективных оценочных значений интенсивности потока λ_с и вычислении усредненных значений ξ. Использование в этих целях устройства [2] является не вполне корректным в силу того, что расчет значений распределений выполняется по значениям λ_с, полученным в ходе вычисления среднеарифметических значений интенсивности потока МПС, при этом объем выборочных значений определяется субъективно, что не гарантирует выполнение условий достаточности статистик и существенно снижает точность вычислений значений функций.

Из теории последовательного оценивания известно [4], что оптимальная по критерию минимума среднего байесовского апостериорного риска оценка интенсивностей поступления, обслуживания и выхода пакетов данных из очереди в СПД может быть сформирована по результатам наблюдения интервалов времени между событиями поступления пакетов данных в сеть, их обслуживания и выхода из очередей по причинам поступления на обслуживание и превышения времени ожидания - x_n, n≥1, имеющими, в общем случае, гамма- распределения с плотностями

(Это, и последующие выражения в полной мере относится и к величине интенсивности обслуживания сообщений μ_c).

В этом случае, выражение для оптимальной (в байесовском смысле) оценки интенсивности поступления информационных сообщений λ_с (μ_с) при функции потерь вида

- где С (n) - стоимость n-наблюдений, а выражения для формирования оценочного значения λ_с (μ_с), порога остановки наблюдений и оптимальное правило остановки могут быть представлены следующим образом [4]

- где а параметр гамма-распределения выбирается из условия α≤1, что позволяет уменьшить количество шагов наблюдения до 50% [4].

Для реализации оценки состояния СПД в целом используем модель смешанных СМО [5], состоящих из конечного числа многоканальных и одноканальных центров обслуживания (ЦО), между которыми в соответствии с маршрутной матрицей циркулируют разноприоритетные сообщения (с возможностью изменения приоритета в ходе передачи по сети). Определено четыре класса центров обслуживания, каждый класс характеризуется дисциплиной обслуживания, типом входящего потока и распределением времени обслуживания. Для четырех классов центров обслуживания доказано существование стационарного распределения вероятностей состояний СМО:

- Центр типа 1. обслуживание сообщений в центре осуществляется в соответствии с дисциплиной FCFS. Длительность обслуживания сообщений всех классов имеет одно и то же экспоненциальное распределение с интенсивностью μ_i(n_i) [i - номер данного центра в сети зависящей от числа сообщений в центре n_i. Состояние n_i центра определяется вектором где n_ij - номер класса сообщения, стоящего j-м в очереди (J=1, n_i; n_ij=1, R).

- Центр типа 2. Обслуживание сообщений в однолинейном центре осуществляется в соответствии с дисциплиной PS (разделение процессора). Длительность обслуживания сообщения r-го класса, r=1, 2, …, R, распределена по закону Кокса с параметрами и средним

где -вероятность того, что сообщение класса r достигает е-й стадии обслуживания в i-м узле. Состояние центра n_i определяется вектором (n_i, n_i2, …, n_ir), где n_ir - вектор (n_ir1, n_ir2, …, n_irLir), координата которого означает число сообщений r-го класса в i-м центре, которые находятся на этапе обслуживания. Число сообщений r-го класса в i-м центре составляет n_ir=n_ir1+n_ir2+…+n_irLir,a общее число сообщений в центре n_i=n_i1, n_i2, …, n_iR. Таким образом скорость завершения обслуживания сообщения r-го класса находящегося на этапе в состоянии n_i центра, равна После завершения обслуживания сообщение покидает центр с вероятностью и переходит к следующей стадии с вероятностью

- Центр типа 3. Многолинейный центр с числом обслуживающих приборов, равным или большим максимального количества сообщений в этом центре, и дисциплиной обслуживания IS (обслуживанием без ожидания). Состояние центра и распределение длительности обслуживания, имеющие рациональное преобразование Лапласа описываются так же, как и для центра второго типа.

- Центр типа 4. Однолинейный центр с дисциплиной обслуживания LCFS. Так же, как и для узлов второго и третьего типов, распределение длительности обслуживания имеет рациональное преобразование Лапласа и может отличаться для сообщений разных классов. Состояние центра n₁ определяется вектором где n_i - число сообщений в i-м центре, ( - пара, характеризующая сообщение, стоящее j-м в очереди, при дисциплине обслуживания LCFS, (r_j - номер класса сообщения и - номер прерванного этапа обслуживания). Обслуживание прерванного сообщения начинается с того момента, когда оно было прервано.

Для смешанной СМО, каждый центр которой принадлежит к одному из указанных четырех типов, стационарное распределение вероятностей состояния существует и имеет мультипликативный вид [5]:

Для каждого из типов центров и видов потока стационарное распределение вероятностей имеет следующий вид:

Анализ выражений (1-11), математический аппарат теории массового обслуживания может быть реализован в системе управления СПД - например, для оценки ресурса пропускной способности системы с учетом особенностей построения элементов системы, интенсивности потоков сообщений, дисциплины и интенсивности обслуживания сообщений отдельных подсистем и СПД в целом (FCFS, LIFO, WFQ, IS).

Таким образом, на основе аппаратной реализации выражений (6-8) и подстановки значений λ_с, μ_c в (1-3) и (9-11) можно осуществить расчет распределений входящих потоков (1-3) и показателя состояния СПД (9) в целом. Таким образом, устройство, построенное на таком принципе работы, в отличии от прототипа, в котором определение интенсивности поступлений в сеть производится на основе среднеарифметического усреднения количества сообщений за произвольно назначаемый промежуток времени, позволяет существенно увеличить точность вычислений распределений и сформировать общую оценку состояния СПД за минимальное количество шагов наблюдения за интервалами времени между поступлением в СПД пакетов данных (оценка λ_с), и интервалами времени между окончанием обслуживания пакетов данных (оценка μ_c) на основе выполнения байесовского критерия минимизации среднего риска ошибки наблюдения.

На фиг. 1 представлена функциональная схема заявленного устройства, на фиг. 2 функциональная схема блока формирования оценок интенсивности потока сообщений, на фиг. 3 представлена функциональная схема блока формирования оценок интенсивности обслуживания сообщений, на фиг. 4 представлена функциональная схема блока вычисления соотношений информационных длин пакетов и сообщений, на фиг. 5 представлена функциональная схема блока управления, на фиг. 6 представлена общая функциональная схема реализации заявленного устройства в составе СУ СПД.

Устройство для определения функций распределения потоков сообщений и состояния сети передачи данных, реализующей различные дисциплины обслуживания сообщений в многолинейных и однолинейных центрах (фиг. 1), содержит: входные усилители 1.1 и 1.2, на входы которых подаются бинарные импульсные последовательности входящих и обслуженных сообщений из ОЦ, блок формирования оценок интенсивности потока сообщений 2, блок формирования оценок интенсивности обслуживания сообщений 7, блок вычисления соотношений информационных длин пакетов и сообщений 3, блок определения типа распределения потоков 4, первое арифметико-логическое устройство 5, блок управления 6, второе арифметико-логическое устройство 8 и третье арифметико-логического устройство. При этом выход входного усилителя 1.1 подключен к первому входу 2.1 блока формирования оценок интенсивности потока сообщений 2 и первому входу 31 блока вычисления соотношений информационных длин пакетов и сообщений 3, второй вход которого 32 соединен со вторым выходом 26 блока формирования оценок интенсивности потока сообщений 2, второй выход которого соединен с вторым входом 52 первого арифметико-логического устройства 5 и вторым входом 82 второго арифметико-логического устройства 8, третий 23, четвертый 24 и пятый 25 входы блока формирования оценок интенсивности потока сообщений 2 соединены со вторым 62, третьим 63, четвертым 64 и пятым 65 выходами блока управления соответственно, при этом второй 62 выход блока управления параллельно соединен с третьим 33 входом блока вычисления соотношений информационных длин пакетов и сообщений. Первый выход блока управления 61 соединен с шестым 56 входом первого арифметико-логического устройства, первый вход 51 которого подключен к выходу 34 блока вычисления соотношений информационных длин пакетов и сообщений, который параллельно соединен со входом 40 блока определения типа распределений 4, первый 41, второй 42 и третий выходы которого соединены с третьим 53, четвертым 54 и пятым 55 входом первого арифметико-логического устройства 5, выход 57 которого является первым выходом заявленного устройства. Выход второго усилителя 1.2 подключен к первому входу 7.1 блока формирования оценок интенсивности обслуживания сообщений, второй 72, третий 73, четвертый 74 и пятый 75 входы которого соединены с пятым 65, четвертым 64, третьим 63 и вторым выходами блока управления 6. Выход 76 блока формирования оценок интенсивности обслуживания сообщений 7, соединен с первым входом второго арифметико-логического устройства 8, второй вход которого соединен с вторым выходом 27 блока формирования оценок интенсивности потока сообщений 2, выход 83 второго арифметико-логического устройства подключен к входу 91, а второй выход 84 подключен ко входу 92 третьего арифметико-логического устройства 9 выход 93 которого является вторым выходом заявленного устройства.

Блок формирования оценок интенсивности потока сообщений (фиг. 2) состоит из суммирующего счетчика 2.1 временных интервалов между приходами МПС, счетчика сообщений 2.2, делителей 2.4 и 2.8, сумматоров 2.3 и 2.5, вычитателя 2.7, компаратора 2.6, умножителя 2.9, устройства извлечения квадратного корня 2.10. Бинарная импульсная последовательность с выхода усилителя 1 в параллельном коде поступает на входы 2.1.1 и 2.2.1 счетчика временных интервалов 2.1 и счетчика сообщений 2.2 соответственно, вторые входы 2.1.2 и 2.2.2 счетчиков 2.1 и 2.2 соответственно соединены с выходом компаратора 2.6, первый вход которого соединен с выходом 2.1.3 счетчика временных интервалов 2.1, второй вход компаратора 2.6.3 соединен с выходом 2.10.2 устройства извлечения квадратного корня 2.10, третий вход 2.2.3 счетчика сообщений 2.2 соединен с пятым выходом 65 блока управления 6, второй выход 2.2.4 соединен с первым входом 2.3.1 сумматора 2.3, третий выход 2.2.5 подключен к первому входу 2.5.1 сумматора 2.5. Второй вход 2.3.3 сумматора 2.3 соединен с выходом 64 блока управления 6, выход 2.3.2 сумматора 2.3 подключен ко второму входу 2.4.3 делителя 2.4, первый вход которого 2.4.1 подключен к выходу 2.1.3 счетчика временных интервалов 2.1, второй вход которого 2.1.2 соединен с выходом 2.6.2 компаратора 2.6, к этому же выходу подключены второй вход 2.2.2 счетчика сообщений 2.2, второй вход 2.4.2 делителя 2.4 и второй вход 32 блока 3. Второй вход 2.5.2 сумматора 2.5 соединен с выходом 64 блока управления, выход сумматора 2.5.3 подключен ко входу 2.7.1 вычитателя 2.7, второй вход которого соединен с выходом 63 блока управления, выход которого 2.7.3 соединен со входом 2.9.1 умножителя 2.9 и входом 2.8.1 делителя 2.8. Второй вход 2.9.2 умножителя 2.9 подключен к выходу 62 блока управления 6, выход умножителя 2.9 соединен со вторым входом делителя 2.8, выход 2.8.3 которого соединен со входом 2.10.1 устройства извлечения квадратного корня 2.10, выход которого 2. 10.2 соединен со вторым входом компаратора 2.6.3. Выходом блока формирования оценок интенсивности потока сообщений является выход 2.4.4 делителя 2.4. Блок формирования оценок интенсивности обслуживания сообщений 7 (фиг. 3) имеет, аналогичную структуру, за исключением соединения с блоком 3.

На фиг. 4 представлена функциональная схема блока вычисления соотношений информационных длин пакетов и сообщений. Схема содержит дешифратор заголовков пакетов 3.1, счетчик информационной длины многопакетных сообщений 3.2, вычислитель соотношений информационных длин пакетов и сообщений 3.3. При этом вход 3.1.1 дешифратора заголовков пакетов, являющийся входом блока, параллелью подключен к первому входу 3.2.1 счетчик информационной длины многопакетных сообщений 3.2 второй вход которого 3.2.2 соединен с выходом 3.1.2 дешифратора заголовков пакетов, выход 3.2.3 которого соединен со входом 3.3.1 вычислителя соотношений информационных длин пакетов и сообщений 3.3, вторым входом 3.3.2 которого является выход 26 блока 2, третьим входом вычислителя соотношений информационных длин пакетов и сообщений 3.3, является выход 65 блока управления 6, выход вычислителя 3.3.4 является выходом блока 3 вычисления соотношений информационных длин пакетов и сообщений.

На фиг. 5 представлена функциональная схема блока управления 6, состоящего из генератора тактовых импульсов 6.1 и пяти делителей с переменным коэффициентом деления 6.2 - 6.6. Выход 6.1.1 генератора тактовых импульсов 6.1 соединен со входами 6.2.1, 6.3.1, 6.4.1, 6.5.1, 6.6.1 делителей с переменным коэффициентом деления 6.2 - 6.6 соответственно, выходы делителей 62-65 являются выходами блока управления.

Заявленное устройство работает следующим образом. Исследуемый входящий поток МПС пользователей СПД в виде бинарной импульсной последовательности, пронормированной по амплитуде и длительности усилителем 1.1, со входа ОЦ одного из четырех типов поступает на вход 21 блока 2 формирования оценок интенсивности потока сообщений и на вход 31 блока вычисления соотношений информационных длин пакетов и сообщений. Блок 2 аппаратно реализует выражения 6-8, вычисляя пороговое значение (7) на основе счетчика сообщения 2.2, сумматоров 2.3 и 2.5, вычитателя 2.7, делителя 2.8, умножителя 2.9 устройства для извлечения корня 2.10, реализация оптимального правила остановки наблюдений х°_N (8) за интервалами времени между поступлением МПС и формирования оценки интенсивности потока (6) производится посредством суммирующего счетчика временных интервалов 2.1, счетчика сообщений 2.2, сумматора 2.3 и делителя 2.4, выход 27 которого является информационным выходом блока 2 формирования оценок интенсивности потока сообщений. Второй (26) выход блока, является выходом компаратора 2.6 и служит для передачи сигнала обнуления вычислителя соотношений информационных длин пакетов и сообщений 3.3 после остановки наблюдений при условии удовлетворения оценочным значением интенсивности МПС критерию минимума апостериорного байесовского среднего риска. Кроме того, по сигналу с выхода компаратора 2.6 происходит обнуление счетчика сообщений 2.2, суммирующего счетчика временных интервалов 2.1 и делителя 2.4. Для обеспечения вычислений в соответствии с выражениями 6-8 с выходов делителей с переменным коэффициентом деления (ДПКД) блока управления 6 в блок формирования оценок интенсивности потока сообщений 2 и блок формирования оценок интенсивности обслуживания 7 поступают значения параметра гамма-распределения α≤1 (выход 65), значение принятой на данный момент в СИО информационной длины пакета сообщения m_n (выход 64), логическая единица (выход 63), принятая в системе цена наблюдения c_n (выход 62). Формирование управляющих импульсных последовательностей осуществляется установкой в элементах группы ДПКД соответствующих коэффициентов деления импульсной последовательности, поступающей с выхода генератора 6.1.

Блок формирования оценок интенсивности обслуживания сообщений 7 функционирует аналогичным образом. Отличие состоит только в том, что наблюдение ведется не за временными интервалами между поступлениями МПС в СПД (на вход ОЦ), а за интервалами между выходом обслуженных МПС из сети (с выхода ОЦ).

В блоке 3 вычисления соотношений информационных длин пакетов, посредством дешифратора заголовков пакетов 3.1, счетчика информационной длины многопакетных сообщений 3.2 и вычислителя соотношений информационных длин пакетов и сообщений 3.3 (делителя) производится расчет соотношения ξ=m_n/m_c, по которому в блоке 4 определения типа распределения производится выбор одного из типов распределения (выражения 1-3). Схема блока реализуется аналогично одноименному блоку в устройстве-прототипе. На входы 51, 52 блока 5 арифметико-логического устройства в параллельном двоичном коде поступают из блока 3 значения ξ и из блока 2 значения по которым производится численный расчет значений распределения из состава (1-3), полученные данные хранятся в запоминающем устройстве, которое обнуляется по сигналу из блока управления (выход 61), после чего происходит загрузка расчетных данных основанных на новом цикле наблюдения за интервалами времени между поступлением МПС и их информационными параметрами. Исследуемый обслуженный поток МПС пользователей СПД с выхода одного из четырех ОЦ, в виде бинарной импульсной последовательности, пронормированной по амплитуде и длительности усилителем 1.2 поступает на вход 71 блока формирования оценок интенсивности обслуживания 7, на выходе 7.7.3 которого формируются оценочные значения интенсивности обслуживания сообщений поступающие на вход 81 арифметико-логического устройства 8, реализующего вычисления в соответствии (10-11), на второй вход 82 устройства подаются значения С выхода 83 арифметико-логического устройства 8 значения ƒ_i(n_i) поступают на вход 91 арифметико-логического устройства 9, а значения Λ*(n') с выхода 84 поступают на вход 92 арифметико-логического устройства 9, осуществляющего вычисление значения вероятности пребывания СПД в том или ином состоянии в соответствии с выражением (9). Полученные значения поступают в СУ СПД с выхода 93, являющегося вторым выходом заявленного устройства.

Входящие в состав устройства счетчики, умножители, делители, сумматоры, и компаратор могут быть реализованы аналогично устройствам, описанным в [5-7], арифметико-логические устройства и устройство извлечения квадратного корня 2.10, могут быть реализованы на основе устройств, представленных в [8, 9].

Источники информации.

1. Авторское свидетельство СССР N 1024935, кл. G06F 15/36, G06G 7/52, 1983, Бюл. N24.

2. RU 2094844 1997 (прототип).

3. Советов Б.Я. Яковлев С.А. Построение сетей интегрального обслуживания. Л. Машиностроение, 1990, с. 113-115.

4 Тартаковский А.Г. Последовательные методы в теории информационных систем. М.: Радио и связь, Вып. 33. - 1991. - 280 с.

5. Вишневский В.М. Теоретические основы проектирования компьютерных сетей. - М.: Техносфера, 2003. - 400 с.

6. Мальцев Ё.А. Фромберг Э.М. Ямпольский B.C. Основы цифровой техники. - М. Радио и связь, 1986, с. 41, рас. 34, 35.

7. Аналоговые, цифровые интегральные микросхемы, Под ред. Якубовского С.В. - М. Радио и связь, 1984, с. 348-357.

8. Лебедев О.И. Сидоров A.M. Импульсные цифровые устройства. Цифровые узлы и их проектирование на микросхемах. - Л. ВАС, 1980, с. 123, рис. 4.15, 4.23.

9. Дроздов Е.А. Комарницкий В.А. Пятибратов А.П. Электронно-вычислительные машины Единой системы. - М. Машиностроение, 1981 с. 158-170.

Изобретение относится к вычислительной технике и телекоммуникационным сетям и может быть использовано для параметрической оценки законов распределения потоков многопакетных сообщений, циркулирующих в сетях передачи данных (СПД), и оценки состояния сетей в целом. Техническим результатом является повышение точности оценки интенсивности потока сообщений за минимальное необходимое количество шагов наблюдения и обеспечение оценки состояния сети передачи данных в целом. Устройство содержит входные усилители, на входы которых из обслуживающих центров СПД подаются бинарные импульсные последовательности входящих и обслуженных сообщений соответственно, блок формирования оценок интенсивности потока сообщений, блок формирования оценок интенсивности обслуживания сообщений, блок вычисления соотношений информационных длин пакетов и сообщений, блок определения типа распределения потоков, первое арифметико-логическое устройство, блок управления, второе арифметико-логическое устройство и третье арифметико-логическое устройство. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Устройство для определения функций распределения потоков сообщений и состояния сети передачи данных, реализующей различные дисциплины обслуживания сообщений в многолинейных и однолинейных центрах, содержащее входной усилитель, блок определения типа распределения, вычислитель распределений, блок управления, отличающееся тем, что в него дополнительно введены второй входной усилитель, блок формирования оценок интенсивности потока сообщений, блок вычисления соотношений информационных длин пакетов и сообщений, блок формирования оценок интенсивности обслуживания сообщений, а в блок управления добавлены четвертый и пятый выходы, при этом выход первого входного усилителя подключен к первому входу блока формирования оценок интенсивности потока сообщений и первому входу блока вычисления соотношений информационных длин пакетов и сообщений, второй вход которого соединен со вторым выходом блока формирования оценок интенсивности потока сообщений, второй выход которого соединен с вторым входом первого арифметико-логического устройства и вторым входом второго арифметико-логического устройства, третий, четвертый и пятый входы блока формирования оценок интенсивности потока сообщений соединены со вторым, третьим, четвертым и пятым выходами блока управления соответственно, при этом второй выход блока управления параллельно соединен с третьим входом блока вычисления соотношений информационных длин пакетов и сообщений, первый выход блока управления соединен с шестым входом первого арифметико-логического устройства, первый вход которого подключен к выходу блока вычисления соотношений информационных длин пакетов и сообщений, который параллельно соединен со входом блока определения типа распределений, первый, второй и третий выходы которого соединены с третьим, четвертым и пятым входом первого арифметико-логического устройства, выход которого является первым выходом заявленного устройства, выход второго усилителя подключен к первому входу блока формирования оценок интенсивности обслуживания сообщений, второй, третий, четвертый и пятый входы которого соединены с пятым, четвертым, третьим и вторым выходами блока управления, выход блока формирования оценок интенсивности обслуживания сообщений соединен с первым входом второго арифметико-логического устройства, второй вход которого соединен со вторым выходом блока формирования оценок интенсивности потока сообщений, первый выход второго арифметико-логического устройства подключен к первому входу третьего арифметико-логического устройства, а второй выход подключен ко второму входу третьего арифметико-логического устройства, выход которого является вторым выходом заявленного устройства.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок формирования оценок интенсивности потока сообщений состоит из суммирующего счетчика временных интервалов между приходами многопакетных сообщений в сеть передачи данных, счетчика сообщений, первого и второго делителей, первого и второго сумматоров, вычитателя, компаратора, умножителя, устройства извлечения квадратного корня, выход первого усилителя соединен с первыми входами счетчика временных интервалов и счетчика сообщений, первый вход компаратора соединен с выходом счетчика временных интервалов, второй вход компаратора соединен с выходом устройства извлечения квадратного корня, третий вход счетчика сообщений соединен с пятым выходом блока управления, второй выход соединен с первым входом первого сумматора, третий выход подключен к первому входу второго сумматора, второй вход первого сумматора соединен с четвертым выходом блока управления, выход первого сумматора подключен ко второму входу первого делителя, первый вход которого подключен к выходу счетчика временных интервалов, второй вход которого соединен с выходом компаратора, к этому же выходу подключены второй вход счетчика сообщений, второй вход первого делителя и второй вход блока вычисления соотношений информационных длин пакетов и сообщений, второй вход второго сумматора соединен с четвертым выходом блока управления, выход первого сумматора подключен к первому входу вычитателя, второй вход которого соединен с третьим выходом блока управления, выход вычитателя соединен с первым входом умножителя и первым входом второго делителя, второй вход умножителя подключен ко второму выходу блока управления, выход умножителя соединен со вторым входом второго делителя, выход которого соединен со входом устройства извлечения квадратного корня, выход которого соединен со вторым входом компаратора, первым выходом блока формирования оценок интенсивности потока сообщений является выход первого делителя, вторым выходом блока формирования оценок интенсивности потока сообщений является выход компаратора.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок вычисления соотношений информационных длин пакетов и сообщений содержит дешифратор заголовков пакетов, счетчик информационной длины многопакетных сообщений, вычислитель соотношений информационных длин пакетов и сообщений, при этом вход дешифратора заголовков пакетов, являющийся входом блока, параллелью подключен к первому входу счетчика информационной длины многопакетных сообщений, второй вход которого соединен с выходом дешифратора заголовков пакетов, выход которого соединен со входом вычислителя соотношений информационных длин пакетов и сообщений, вторым входом которого является выход компаратора блока формирования оценок интенсивности потока сообщений, третьим входом вычислителя соотношений информационных длин пакетов и сообщений является пятый выход блока управления, выход вычислителя является выходом блока вычисления соотношений информационных длин пакетов и сообщений.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок формирования оценок интенсивности обслуживания сообщений состоит из суммирующего счетчика временных интервалов между выходами многопакетных сообщений из сети передачи данных, счетчика выходящих сообщений, первого и второго делителей, первого и второго сумматоров, вычитателя, компаратора, умножителя, устройства извлечения квадратного корня, выход первого усилителя соединен с первыми входами счетчика временных интервалов и счетчика сообщений, первый вход компаратора соединен с выходом счетчика временных интервалов, второй вход компаратора соединен с выходом устройства извлечения квадратного корня, третий вход счетчика сообщений соединен с пятым выходом блока управления, второй выход соединен с первым входом первого сумматора, третий выход подключен к первому входу второго сумматора, второй вход первого сумматора соединен с четвертым выходом блока управления, выход первого сумматора подключен ко второму входу первого делителя, первый вход которого подключен к выходу счетчика временных интервалов, второй вход которого соединен с выходом компаратора, к этому же выходу подключены второй вход счетчика сообщений, второй вход первого делителя и второй вход блока вычисления соотношений информационных длин пакетов и сообщений, второй вход второго сумматора соединен с четвертым выходом блока управления, выход первого сумматора подключен к первому входу вычитателя, второй вход которого соединен с третьим выходом блока управления, выход вычитателя соединен с первым ходом умножителя и первым входом второго делителя, второй вход умножителя подключен ко второму выходу блока управления, выход умножителя соединен со вторым входом второго делителя, выход которого соединен со входом устройства извлечения квадратного корня, выход которого соединен со вторым входом компаратора, выходом блока формирования оценок интенсивности обслуживания сообщений является выход первого делителя.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок управления состоит из генератора тактовых импульсов и пяти делителей с переменным коэффициентом деления и выход генератора тактовых импульсов соединен со входами первого, второго, третьего, четвертого и пятого делителей с переменным коэффициентом деления, выходы делителей являются выходами блока управления.