Центры коммутации сообщений: структура и алгоритмы
Тема 4.3 Центры коммутации сообщений
Структурная схема ЦКС. Обслуживание вызовов. Категории телеграмм. Форматы сообщений.
Центры коммутации сообщений
Для повышения надежности ЦКС содержит две параллельных ветви вычислительного комплекса. Ветви БК в зависимости от программы обеспечения могут работать в режиме параллельной и разделенной нагрузки. В режиме параллельной нагрузки каждая поступающая телеграмма обрабатывается параллельно в каждой ветви. После анализа качества прохождения телеграммы через каждую ветвь производиться передача ее в канал связи под управлением той ЭВМ, которая в данный момент является ведущей. В случае выхода из строя одной из ветвей технологическим процессом управляет одна ЭВМ.
В режиме разделенной нагрузки (РН) в ЦКС-Т (РН) функционируют две равнозначные ветви, каждая из которых включает одну ЭВМ, свои ВЗУ и устройства ввода-вывода. Обмен информацией между обеими ЭВМ осуществляется через два адаптера «канал-канал». При этом каждая из ЭВМ имеет возможность доступа к любому из накопителей на лентах или дисках. Аппаратура сопряжения также дублируется.
Одна из ЭВМ ЦКС-Т РН является «ведущей», вторая – «ведомой». Первая обеспечивает выполнение всех основных операций по управлению процессами коммутации, вторая функционирует в соответствии с командами первой. Нагрузка обрабатывается каждой из ЭВМ независимо. Если одна из ЭВМ по какой-либо причине прекращает функционировать, все операции по обработке полного потока телеграмм принимает на себя вторая ЭВМ.
Структурная схема центра коммутации сообщений
ЦКС построены на основе технических средств единой серии ЭВМ и предназначены для автоматизации процесса обработки телеграмм в сети общего пользования и улучшения её качественных показателей. В ЦКС может применяться параллельная, либо раздельная обработка сообщений. При параллельной обработке одна из ветвей оборудования является рабочей, и информация по каналу связи поступает только с этой ветви. Другая ветвь центра является резервной – она работает в синхронном режиме с рабочей, но выдачу сообщений не производит. Смена состояния ветвей осуществляется либо автоматическим, либо по команде обслуги персонала станции. Раздельная обработка сообщений предполагает, что команда из ветвей обслуживает свою группу каналов связи. В случае необходимости каждая из ветвей может взять всю нагрузку станции. Функциональная схема ЦКС содержит:
Рекомендуемые материалы
УС – устройство сопряжения,
ВК – вычислительный комплекс,
ВЗУ – внешнее ЗУ,
СФКУ – служба функционального контроля и управления,
СМО – система математического обеспечения.
УС предназначено для сопряжения телеграфных каналов с каналами связи, формирования передачи и приёма знаков или блоков сообщения из ЭВМ и выдачи в каналы связи. Отдельные ветви УС могут работать либо параллельно, либо раздельно с двумя ЭВМ станции.
ВК – состоит из двух ЭВМ и ОМВ – оборудования межмашинного взаимодействия. ВК предназначен для накопления, анализа и обработки информации, коммутации её по требуемому адресу и организации процесса хранения в текущем и долговременном архивах.
 | |||||||||
 | |||||||||
 | |||||||||
 | |||||||||
 |
Рисунок. Структурная схема ЦКС
ОМВ – предназначена для обеспечения параллельной работы двух ЭВМ. Каждая ЭВМ содержит:
- процессор, для выполнения всех арифметических и логических операций;
- ОЗУ, для приёма, хранения и выдачи информации;
- мультиплексорный канал, осуществляющий взаимодействие между ОЗУ и УВВ.
- селекторные каналы, с помощью которых осуществляется взаимообмен информации между ОЗУ и ВЗУ.
В состав ВК входят также: печатающая машина, алфавитно- цифровое печатающее устройство, устройство ввода-вывода перфокарт.
ВЗУ – предназначено для хранения больших массивов информации, ввода данных, требуемых для обработки и вывода результатов этой обработки. В качестве ВЗУ используются НМД и НМЛ.
СМО – предназначена для реализации на ВК задач коммутации сообщений с обеспечением требуемых качеств, показателей по обработке сообщений и высокой надёжности работы оборудования. Она состоит из набора программ, которые в зависимости от выполняемых функций делятся:
ОП - организующие программы;
ТП – технические программы;
ПУПР – программы управления параллельной работой ЭВМ;
ТСП – тестовые программы;
СП – сервисные программы;
СФКУ предназначена для обеспечения контроля и выполнения требований общей и техническогй эксплуатации в УКС. В состав СФКУ входят:
СД – секция диспетчера,
СИТ – секция индексации телеграмм,
СОВТ – контрольно-справочная служба,
СТК – секция технического контроля.
Алгоритм взаимодействия с оконечным пунктом, с сетью коммутации каналов, ЦКС-ЦКС.
Взаимодействие ЦКС-ЦКС осуществляется в режиме одновременной передачи. Если канал находиться в рабочем состоянии, ЦКС проверяет формат сообщения, предзаголовок и содержание. При обнаружении неправильного формата, а также ошибок в предзаголовке и тексте ЦКС направляет смежному ЦКС-Т запрос и приводит канал в состояние восстановления связи. При получении подтверждения, что смежный канал принял запрос, данный ЦКС-Т переводит канал связи вновь в рабочее состояние.
Смежный ЦКС-Т повторяет передачу искаженного сообщения. Если подтверждение приема запроса не поступило в данный ЦКС-Т в течение контрольного срока, канал переводиться в состояние диспетчерской блокировки. В этом режиме данный ЦКС-Т не принимает поступающие сообщения. Для перевода канала вновь в рабочее состояние должны быть предусмотрены специальные процедуры, например, вмешательство оператора или автоматическая передача запроса через определенное время.
Взаимодействие ЦКС-СКК-ОП осуществляется следующим образом. ЦКС-Т связаны СКК раздельными (исходящими и входящими) пучками 50-Бодных каналов. Максимальное количество каналов в пучке до 50. В СКК направление от ЦКС кроссируется как направление от регистровой станции. Телеграммы из ЦКС-Т (кроме телеграмм категории срочности Р, категорий обработки К, В и циркулярной передачи) направляются по коммутируемым связям, т.е. ЦКС-Т осуществляет набор номера направляемый в СКК, СКК осуществляет соединение с требуемым ОП.
При получении отказа ЦКС-Т может делать несколько попыток набора номера для соединения через равные промежутки в течение определенного периода времени (зависящего от контрольного срока обработки телеграмм данной категории). При установлении соединения происходит обмен автоответами (АО). Причем к последнему АО присоединяются реквизиты телеграммы, необходимые при ее поиске.
Направление к ЦКС-Т кроссируется в СКК как внезональное. Оператор ОП для установления соединения с ЦКС-Т набирает тот же шестизначный номер, который должен быть указан в предзаголовке телеграммы. Им предоставляется возможность за одно соединение с ЦКС-Т передать серию телеграмм (не более 5). При этом каждой телеграмме в серии предшествует АО ОП и ЦКС-Т и завершают ее также эти АО. К АО ЦКС-Т, передаваемому после приема телеграммы, добавляют ее реквизиты.
Форматы сообщений
Одним из показателей работы ЦКС является применение стандартных форматов сообщений. Формат сообщения – формализованное расположение отдельных его элементов, позволяющих осуществлять его автоматическую обработку. Формат сообщения при передаче из ОП в ЦКС:
3Ц3Ц ® 002 ® АП 008 ® 837 ® Ð º
заголовок телеграмм Ð º
текст телеграммы НННН ® ®
В первой стоке подзаголовка телеграммы проставляются: признак начала телеграммы 3Ц3Ц; её порядковый номер 002, под которым она передаётся из ОП в ЦКС; категория срочности А; категория обработки П; магистральный индекс 008; низовой индекс пункта назначения 837; конец предзаголовка Ð º .
Во второй строке располагается заголовок телеграммы и конец заголовка.
В третьей строке текст телеграммы и признак конца сообщения НННН.
Порядковый номер изменяется циклически от 001 до 999. Телеграммы имеют 5 категорий срочности:
Р – внекатегорийная,
А – авиателеграмма,
С – срочная,
П – простая,
Б – праздничная (поздравительная).
Телеграммы имеют 4 категории обработки:
К – криптограмма (зашифрованная),
В – особо важная (правительственная),
П – переводная (денежный перевод),
Ц – циркулярная (сразу во все ОП).
Магистральный индекс определяет зону, а низовой индекс 837 пункт (отделение связи) приёма телеграммы.
В формате телеграммы, исходящей из ЦКС, формируются справочные данные ЦКС, в который впервые поступила телеграмма. В справочных данных проставляется: индекс ЦКС, куда впервые поступила телеграмма, эксплуатационный номер канала, по которому поступила телеграмма в ЦКС, порядковый номер, дата приёма, время приёма. После признака конца телеграммы ЦКС проставляет время передачи её в ОП. В подзаголовке перед концом проставляется цифра количества переприёмов. Каждый ЦКС, через который проходит телеграмма, прибавляет 1.
Обработка телеграмм в ЦКС
Приём сообщений. Последовательные телеграфные символы, поступающие в АС из каналов связи в коде МТК-2, преобразуются в телеграфные знаки, которые накапливаются в индивидуальных регистрах накопления. Знаки формируются методом сканирования средней части посылок. Аппаратура сопряжения, с помощью мультиплексного канала, параллельным кодом передаёт знаки в ОЗУ (2 буфера). Буферы работают поочерёдно: пока происходит заполнение одного , другой обрабатывает заказы. Каждому знаку в буфере выделена ячейка (2 байта). Из поступивших в буфер знаков формируются блоки сообщений по 59 знаком в каждом.
СКС заканчивает приём сообщения при получении условных знаков конца сообщения.
Обработка сообщений. После приёма знака конца предзаголовка производится анализ предзаголовка по формату и содержанию в соответствии с алгоритмом. При обнаружении искажений СКС не принимает дальше сообщение, аннулирует полученную часть и выдаёт в канал связи служебное извещение.
Каждому сообщению в ОЗУ выделяется строка в таблице сообщений, равной 32 байтам. В неё записываются все необходимые данные для обработки: номер канала, маршрутный индекс, длина сообщения, адрес его в ОЗУ.
В соответствии с маршрутным индексом сообщение ставится в очередь на направление выдачи.
Составление архивов телеграфных сообщений. Архивы телеграфных сообщений составляются для обеспечения автоматического повтора текстов и последних телеграмм и хранения текстов телеграмм в течение определённого времени.
В СКС предусмотрен текущий архив текстов телеграмм, а также хранимый архив.
Каждому сообщению после его приёма присваивается станционный номер, и сообщение записывается на НМД. Переданные в каналы связи телеграммы остаются до его заполнения. Затем содержимое текущего архива переписывается на НМЛ. Магнитная лента, снятая с НМЛ, хранится установленное время в КСС.
Передача сообщений. Перед непосредственной выдачей сообщения из СКС происходит подготовка его к выдаче. Она осуществляется для первого в очереди сообщения при наличии свободного канала. Подготовка к выдаче предусматривает:
- считывание его с НМД,
- формирование служебных извещений,
- формирование предзаголовка и знаков конца телеграммы,
- подготовку необходимой информации для пересылки знаков в буфер выдачи.
В ОЗУ для каждого модуля АС выделено 2 буфера. Выдача из ОЗУ знаков в АС производится по команде из программы. Информация в каналы выдаётся синхронно, после заполнения регистров. При передаче сообщения АС осуществляет обратное преобразование знаков в последовательность телеграфных посылок. После выдачи сообщения в исходящем журнале формируется запись по выходным данным. После этого информация о выданном сообщении стирается из ТС, освобождая ОЗУ.
Меры по сохранности информации. Сохранность имеющейся в СКС информации обуславливается надёжным функционированием станции. Надёжное функционирование станции зависит от безотказной работы оборудования, способности станции сохранять работоспособность при сбоях и перегрузках.
Надёжное функционирование оборудования обеспечивается наличием 2-х ветвей и соответствующими программными средствами.
К специальным мерам по сохранности информации относятся:
- применение метода слежения за последовательностью нумерации всех сообщений;
- наличие дополнительного внутрицентрового номера;
- защиту таблиц коммутации и других массивов от повреждения.
Вопросы для самоконтроля
1. Перечислите основные эксплуатационно-технические характеристики ЦКС.
Бесплатная лекция: "Система проектирования MAX+PLUS II для ПЛИС Altera" также доступна.
2. В чем отличие режимов параллельной и разделенной нагрузки?
3. Поясните функциональную схему ЦКС
4. Изложите основные этапы обработки телеграмм в ЦКС.
5. Поясните структурную схему вычислительного комплекса.
6. Алгоритм взаимодействия с оконечным пунктом, с сетью коммутации каналов, ЦКС-ЦКС.
7. Поясните формат сообщения при передаче из ОП в ЦКС.
