CC BY
64
ПРЕДЛОЖЕНИЕ ПО АДРЕСОВАНИЮ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ ПЕРСПЕКТИВНОЙ СЕТИ РАДИОСВЯЗИ СПЕЦИАЛЬНОГО
НАЗНАЧЕНИЯ
Лящук Михаил Зиновьевич,
к.т.н., старший научный сотрудник,
Военная академия связи, г. Санкт-Петербург, Россия,
lyaschuk.mz@inbox.ru
Ткачев Дмитрий Федорович,
к.т.н., старший научный сотрудник,
Военная академия связи, г. Санкт-Петербург, Россия,
dimas.portnoy@inbox.ru
Дворников Александр Сергеевич,
к.т.н., старший научный сотрудник,
Военная академия связи, г. Санкт-Петербург, Россия,
pitercry@yandex.ru
Ткачев Алексей Федорович,
инженер, Военная академия связи, Ключевые слова: радиосвязь,
г. СанктПетербург, Россия, сеть специального назначения, радиостанция,
aleks.tk@mail.ru адресование, иерархический адрес.
Одним из определяющих свойств перспективных радиосредств для построения сети радиосвязи специального назначения должна стать возможность работы в сетях ячеистой топологии, которые строятся на принципах пакетной передачи информации в территориально-зоновой многоузловой архитектуре, адаптивной динамичной маршрутизации пакетов, самоконфигурирования и обеспечения работоспособности в процессе движения узлов (радиостанций). Здесь становятся особенно востребованными mech-технологии беспроводных ячеистых сетей на основе IP-адресации и маршрутизации [1, 2]. Построение перспективных сетей радиосвязи специального назначения основывается на принципах создания мобильных, ячеистых (неполносвязных) самоорганизующихся, самонастраивающихся и самовосстанавливающихся сетей с возможностью ретрансляции. Данные сети, основанные на mesh-технологии, будут состоять из идентичных узлов, каждый из которых должен сочетать в себе функции маршрутизатора и оконечного устройства. Mesh-технология представляет наиболее перспективное направление развития сети радиосвязи специального назначения, обеспечивающей высокоскоростную передачу цифровой информации различного вида, устойчивую к отказам и ухудшению характеристик каналов и линий связи в условиях ведения боевых действий [3].
В сетях радиосвязи специального назначения идентификация элементов осуществляется с помощью искусственно присвоенных им условных наименований, называемых адресами. При этом сам элемент (базовая станция или абонентская, которые могут быть узловой или ретранслятором) называется адресатом (объектом адресования), а правила, в соответствии с которыми назначаются адреса, определяются способом адресования. Представлен способ ступенчатой системы адресования пользователей перспективной сети радиосвязи специального назначения, который накладывается на организационную структуру подразделения, включая и структуру самой сети радиосвязи и является понятным и удобным для должностных лиц, что позволит однозначно определять путь прохождения информации от одного абонента к другому.
Для цитирования:
Лящук М.З., Ткачев Д.Ф., Дворников А.С., Ткачев А.Ф. Предложение по адресованию пользователей перспективной сети радиосвязи специального назначения // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. - 2016. - Том 10. - №5. - С. 32-35.
For citation:
Lyaschuk M.Z., Tkachev D.F., Dvornikov A.S., Tkachev A.F. Proposai for addressing of prospective network users spécial radiocommunication. T-Comm. 2016. Vol. 10. No.5, pр. 32-35. (in Russian)
Перспективная сеть радиосвязи специального назначения представляет собой сеть, состоящую из произвольного числа перемещающихся (мобильных) узлов (радиостанций), основная особенность которой - это отсутствие централизованной координации или фиксированной инфраструктуры. Каждый узел (радиостанция) является не только конечным пользователем системы, но и, при необходимости, выступает в качестве маршрутизатора для пересылки информации других узлов. Такие сети позволяют оперативно организовать сетевое взаимодействие между пользователями на больших площадях без серьезных затрат на развертывание специализированной инфраструктуры. Самоорганизующиеся сети также характеризуются динамической, случайной и быстро меняющейся топологией, В связи с этим, для оперативного взаимодействия абонентов (пользователей) перспективной сети радиосвязи специального назначения необходимо разработать предложения по адресованию пользователей, понятные для должностных лиц и обеспечивающие однозначное определение нуги прохождения информации от одного абонента к другому.
Адресование пользователей сети радиосвязи специального назначения следует рассматривать как комплексное решение, в состав которого входят |4, 5|:
способы установления отношения эквивалентности между элементами множества адресов и элементами множества объектов адресация;
правила, устанавливающие формат адреса пользователя;
правила формирования множеств адресов;
способы присвоения адресов, регламентирующие процесс назначения адреса пользователю.
Для установления отношения эквивалентности между элементами множеств адресов и адресуемых объектов в большинстве случаев используются специальные протоколы разрешения (трансляции) сетевых адресов в имена, используемые на прикладном уровне, и в физические адреса, используемые на уровне звена данных и физическом.
Правилами, устанавливающими формат адреса пользователя, определяется количество бит адреса и используемые в адресе символы.
Правила формирования множеств адресов могут отражать иерархическую структуру сети радиосвязи (например, зона, подзона, подсеть, локальная сеть и т.п.) и назначать множества адресов специального назначения - для циркулярной (широковещательной) и групповой (по списку) рассылки сообщений.
Адресование обеспечивает возможность индивидуально« го обращения к произвольному узлу сети или к любому конечному пользователю радиосети. При этом в радиосети должны генерироваться уникальные адреса для объектов адресования - пользователей сети. Мощность множества адресов должна быть не меньше чем число объектов адресования в сети.
К способу атресования предъявляются следующие основные требования [5]:
-однозначность идентификации элементов сети (уникальность адреса);
- инвариантность к изменению физической структуры сети (избыточность адресного множества);
— сопрягаем ость с другими способами адресования (через ретрансляцию адресов);
- адрес должен иметь иерархическую (древовидную) структуру. Это позволяет при обработке адресов отказаться от просмотра больших таблиц но вложенности объектов в иерархии сетей;
- обеспечение возможности оптимизации маршрутов;
- адрес должен иметь минимальную разрядность для уменьшения служебной нагрузки на пропускную способность сети;
- удобство использования адресов для абонентов сети;
- возможность многоадресной рассылки;
- простота решения задачи назначения, смены и корректировки адресов.
Эффективность способа адресования во многом зависит от выбора объектов, которым присваиваются адреса, т.е. от правила формирования адресуемых имён, В общем случае объектами адресования (адресатами) могут быть [5]:
- физические элементы сети (комплекты аппарагуры, центры коммутации, каналы, тракты, стыки, шлюзы, ЭВМ, зоны памяти и т.п.);
- процессы и программы;
- места возможного подключения физических элементов системы обмена данными (порты);
- конкретные должностные лица или группа (список) должностных лиц.
При разбиении множества пользователей перспективной сети радиосвязи специального назначения согласно иерархическому делению войск на подразделения можно говорить об иерархическом ступенчатом способе адресования пользователей (абонентов) [2, 5]. Сущность данного способа заключается в гом, что ступенчатая система адресации накладывается на организационную структуру подразделений, включая и структуру самой радиосети специального назначения.
Система адресации, основанная на иерархическом представлении адреса, позволяет однозначно определить путь прохождения информации от одного абонента к другому.
В рассмотренной обобщенной архитектуре сети радиосвязи можно выделить наиболее крупные структурные элементы, которыми являются магистральная опорная сеть и распределенные опорные сети. Эги структурные элементы целесообразно определить, как некоторые подмножества пользователей, называемые в дальнейшем сеть и обозначаемые буквой А - первая ступень адреса.
В каждом подмножестве А выделим подмножества, называемые подсеть и обозначаемые буквой В - вторая ступень адреса.
И наконец, каждая подсеть будет объединят ь в ссбс конкретных пользователей (адресатов), обозначаемых буквами Х|Х2 - третья ступень адреса.
Таким образом, полный адрес пользователя сети (адресата) будет иметь трехступенчатую структуру, каждая ступень которого указывает на принадлежность адресата к конкретной сети, подсети и дает адрес пользователя в подсети, т. е. адрес пользователя имеет следующий вид - АВХ,\2.
Анализ данного адреса в узле коммутации производится по ступеням, начиная с первой, с переходом при её совпадении с адресом первой ступени получателя ко второй ступени и далее до третьей ступени при полном совпадении адреса с адресом получателя. При несовпадении анализируемых адресов переход к следующей ступени не осуществляется, и
Т-Сотт Уо1.10. #5-2016
сообщение передаётся в соответствии с маршрутными признаками для несовпадающей ступени анализируемого адреса.
Для выбора символов па позициях адреса существенное значение имеет максимальное количество адресуемых объектов в подмножествах, т.е. количество сетей в подсистеме радиосвязи, количество подсетей в сети и количество абонентов в подсети.
СПОСОБ АДРЕСОВАНИЯ (иерархический, ступенчатый)
I ступень
(сеть) 40 символов
(0...9; 30 букв)
А В XX
II ступень (подсеть) 40 символов (0.-.9; 30 букв)
III ступень (абонент) 10 символов на ка>едой позиции (0—9)
40 сетей
40 подсетей
100 абонентов
Таким образом, предложенный иерархический ступенчатый способ адресования (рис. I) позволяет адресовать 40 сетей, 40 подсетей и 100 конкретных абонентов в подсети, а общий адресный ресурс составит 40 х 40 х 10 х 10 = 160000 адресов.
Для уменьшения размера адреса и удобства им пользоваться, применяя только цифры, в адресной части пакета, выходящего в канал, внутри своей подсети, целесообразно указывать только номер на позициях X[Xi. И только если сообщение предназначено для другой подсети или сети указывать полный адрес.
Перспективная радиостанция должна обеспечивать IP-адресование в соответствии с протоколами RFC 990, 997 [6,7], для чего необходимо программное преобразование трехступенчатых адресов вида АВХ(Хг в IP-адреса. Поддержка радиостанцией адресации сетевого уровня в соответствии с протоколом IPv.4 (четвертая версия) позволяет создавать распределённые сети на основе радиоканалов различных диапазонов и технологий.
Таким образом, представленное предложение по ступенчатому адресованию пользователей перспективной сети радиосвязи специального назначения, которое накладывается на организационную структуру подразделений, включая и структуру самой сети радиосвязи, является понятным и удобным для должностных лиц и позволит однозначно определять путь прохождения информации от одного абонента к другому.
АДРЕСНЫЙ РЕСУРС : 40x40x100=160000
8 адресе используются цифры и буквы русского алфавита кроме: Ё, Ь, Ъ
Рис, 1. Иерархический ступенчатый адрес абонентов сети радиосвязи специального назначения
Учитывая приведенные значения адресуемых объектов и закладывая резерв адресов, прогнозируя в перспективе увеличение количества радиостанций, предлагается следующее использование символов:
- на первой ступени адреса (позиция А) - 30 прописных букв русского алфавита (кроме Ё, Ь, Ъ) и цифры от 0 до 9, т.е. всего 40 символов;
- на второй ступени адреса (позиция В) - 40 символов, аналогичных позиции А;
- на третьей ступени для позиции Х( — 10 цифр {0...9) и аналогично для позиции Хг - 10 цифр (0.. .9),
Литература
1. Отчет о НИР «Аванпост»,-СПб.: ВАС, 2012.-285 с.
2. Отчсто НИР «Волнорез», СПб.: ВАС, 2012. - 240 с.
3. Ефремов А. Ю., Легович Ю.С. К вопросу выбора беспроводных технологий в задачах сетецентричного управления системами с маневрирующими объектами. Труды Третьей российской конференции с международным участием «Технические и программные средства систем управления, контроля и измерения» [Электронный ресурс]: труды и пленарные доклады участников конференции УКИ' 12. - Электрон, дан. - М.: ИПУ РАН, 2012. С. 154-157.
4. Кульгин МБ. Практика построения компьютерных сетей. Для профессионалов. - СПб.: Питер, 2003. - 462 с,
5. Лящук М.3. Адресование в системах обмена данными военного назначения / Сборник Труды Академии № 75. - СПб.: ВАС, 2012. С. 61-65.
6. Гольштейн Б.С.. Соколов H.A., Яновский Г.Г. Сети связи: Учебник для ВУЗов. СПб.: БХВ-Петербург, 2011. -400 с.
7. Олифер В.Г., Олифер H.A. Компьютерные сети Принципы, технологии, протоколы: Учебник для ВУЗов. 4-е изд. - СПб.: Питер, 2010. - 916 с.
COMMUNICATIONS
PROPOSAL FOR ADDRESSING OF PROSPECTIVE NETWORK USERS SPECIAL RADIOCOMMUNICATION
Michael Lyaschuk, Military Academy of Communications, Senior Researcher, lyaschuk.mz@inbox.ru Dmitri Tkachev, Military Academy of Communications, Senior Researcher, dimas.portnoy@inbox.ru Alexander Dvornikov, Military Academy of Communications, Senior Researcher, pitercry@yandex.ru Alex Tkachev, Military Academy of Communications, Engineer, aleks.tk@mail.ru
Abstract
One of the defining characteristics of promising radio to build a radio network of special purpose should be able to work in networks, mesh topologies that are based on the principles of packet data in a geographically-zonal multi-node architecture, adaptive dynamic packet routing, self-configuration and ensure efficiency in the process of moving nodes (stations). There are particularly popular mech-technology wireless mesh networks to IP-based addressing and routing [1, 2]. Building a promising radio networks for special purposes based on the principles of creating a mobile, cellular (nepolnosvyaznyh) self-organizing, self-tuning and self-healing network with the ability to relay. These networks, based on the mesh-technology will consist of identical units, each of which has to combine the functions of the router and the terminal apparatus. Mesh-technology is the most promising direction of development of the radio network, special purpose, providing high-speed digital data of various types, resistant to failures and poor performance channels and communication lines in the conditions of warfare [3]. In radio networks, special purpose identification elements by means of artificially assigned to them the code name called addresses. At the same time the element (base station or subscriber, which can be a node or repeater) is a target (object of targeting), and the rules under which the addresses are assigned, determined by the method of addressing. The paper presents a method step of addressing user perspective radio network for special purposes, which is superimposed on the organizational structure of the department, including the structure of the radio network and is understandable and convenient for officials, which will clearly define the path information from one user to another.
Keywords: radiocommunications, network of special purpose, radio station, addressing, hierarchical address. References
1. Research report 2012, 'Outpost', St. Petersburg, Military Academy of Communications, p. 285. (in Russian)
2. Research report 2012, 'Breakwater', St. Petersburg, Military Academy of Communications, p. 240. (in Russian)
3. Efremov, A & Legovich, S 2012, 'The choice of wireless technologies in the problems of network-centric systems management to maneuvering objects'. Proceedings of the "Third Russian conference with international participation "of hardware and software systems control, monitoring and measurement" [electronic resource]: proceedings and plenary sessions of the conference participants, Electron. Dan, Moscow, Institute of Control Sciences, pp. 154-157. (in Russian)
4. Kulginov, M 2003, 'Practice of construction of computer networks. For professionals', St. Petersburg, Peter, p. 462. (in Russian)
5. Lyaschuk, M 2012, 'Addressing in data exchange systems for military purposes'. Proceedings of the Academy, number 75, St. Petersburg, Military Academy of Communications, pp. 61-65. (in Russian)
6. Holstein, B & Sokolov, N & Janowski, G 201 1, 'Communication networks: Textbook for High Schools', St. Petersburg, BHV-Petersburg, p. 400. (in Russian)
7. Olifer, V & Olifer, N 2010, 'Networks Principles, technologies, protocols: Textbook for High Schools'. 4th ed, St. Petersburg, Peter, p. 916. (in Russian)
