РАЗДЕЛ 2
Создание виртуальных каналов сети хранения данных
2.1. Организация каналов для передачи данных
Для изложения основных научных положений, которые отображают суть механизма, в
дальнейшем рассматривается сетевая модель, которая отображает основные принципы
функционирования механизма и организации обмена информацией между узлами сети,
а также будет приведено описание разработанной на базе теории множественных
чисел, теории вероятности и теории массового обслуживания математической модели
процессов организации сети хранения данных. На основании разработанной
математической модели и ряда полученных аналитических выражений возможно
синтезировать алгоритм работы подсистемы для обеспечения качества
обслуживания.
В диссертационной работе рассматривается процесс последовательной передачи
информации между двумя узлами сети, предусматривающий установленные соединения
и резервирование в массиве данных соответствующих ресурсов, а также способ
организации канала с использованием широковещательного запроса, отличный от
других аналогичных соединений. Для упрощения опроса узлов сети и определения
наличия необходимого ресурса, опрос проводится среди всех компонентов, которые
входят в широковещательный домен и поддерживают работу предложенного
механизма.
2.1.1. Этапы взаимодействия с локальной сетью при установлении виртуальных
каналов. В сети перед передачей данных всегда необходимо выполнять процедуру
установления соединения, в процессе которой и создается виртуальный канал. И
только после этого можно начинать передавать данные.
Работа сети, изображенная на рис. 2.1, предполагает [46]:
1. Узел 1, чтобы передать данные узлу 2, сначала должен передать
широковещательный запрос на установление соединения, указав адрес назначения
узел должен проанализировать, а затем передать запрос следующему узлу.
2. Узел 2 принимает запрос на установление соединения, он направляет по уже
установленному каналу ответ исходному узлу, после чего виртуальный канал
считается с коммутированным, и узлы 1 и 2 могут обмениваться по нему данными.
Рис. 2.1. Установление соединения.
Применение метода виртуального соединения гарантирует поступление всех пакетов
сообщения без нарушения порядка. В этом смысле виртуальное соединение обладает
одним из основных свойств реального физического канала – сохранения
последовательности передаваемой информации. При этом очевидно, что один и тот
же физический канал связи доступен для одновременного использования во многих
виртуальных соединениях.
Организация виртуального соединения требует выполнения функций его установления
и ликвидации и состоит из фазы вызова, фазы обмена пакетами и фазы окончания.
На первом этапе “запрос–ответ” в соответствии с принятым в сети алгоритмом
маршрутизации передается адресату, который может принять или разорвать
соединение. Если запрос принят, то узлу отправителю предлагается пакет
получивший согласие на соединение, после чего по установленному пути
отправляются пакеты данных. Сеанс связи заканчивается обменом между узлом
отправителем и адресатом пакетом ликвидации соединения и пакетом подтверждения
разрыва соединения.
Виртуальное соединение может устанавливаться также на определенный промежуток
времени (такое соединение называют коммутационным). При этом, в отличие от
постоянного виртуального соединения, процедуры установления и разрыва
постоянного соединения реализуются только в начале и конце определенного
времени. При использовании коммутационных виртуальных соединений в сети
хранения данных обычно применяется фиксированная маршрутизация, в соответствии
с которой между каждой парой узел отправитель–адресат заранее выбирается
оптимальный по критерию эффективности путь [49].
Для функционирования файлообменной сети необходимо выделить:
1. Формирование и распространение широковещательного запроса (данные для
хранения в массивах) и получение ответов от узлов сети;
2. Согласование необходимых параметров и уточнение предмета запроса;
3. Обмен информацией в пределах организованного виртуального канала;
4. Освобождение зарезервированных узлов, между которыми сформирован ВК;
5. Передача данных для хранения.
Узел сети, осуществляющий поиск нужного ему ресурса, является узлом
отправителем запроса. Прежде всего узел отправляющий широковещательный запрос
всем узлам сети служит основой для формирования сразу нескольких ВК к разным
узлам. Поскольку любой узел в сети может одновременно выступать как в роли узла
отправителя запроса так и в роли обычного узла, функционирование такого
соединения несколько усложняется.
Для более детального понимания принципов работы этого алгоритма рассмотрим
процесс установления ВК с использованием одного узла отправителя.
На первой стадии от узла отправителя поступает запрос на каждый узел конечного
множества Щ{1, 2..., N}. Получив запрос каждый узел из множества Щ,
проанализировав информацию, которая содержится в запросе, принимается решение
об отправлении (или неотправление) узлу отправителю ответа и в случае
положительного результата формируется ответ на запрос узла отправителя. Только
некоторое конечное множество Щ2{1, 2..., М}, которое содержит необходимую
информацию, отправляют ответ, при этом Щ2Щ, (рис.2.2) [32].
Рис. 2.2. Процесс установления ВК на первых двух этапах:
1, 2– запрос–ответ на первом этапе;
3, 4 – запрос–ответ на втором этапе.
Анализ информации, содержащейся в ответах, которые получены от М узлов,
приводит к тому, что формируются запрос на втором этапе соответствующий такому
же количеству узлов.
Для формирования соединения, на третьей стадии второ