Оцінка часу доставки повідомлень у протоколах організації обміну в телекомунікаційних систеах

Запропоновано підходи щодо аналізу ефективності протоколів обміну інформацією в телекомунікаційних системах за швидкістю та вірністю передачі, а також за комплексним показником. Наведено вирази для їх розрахунків....

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2005
Автори: Матов, О.Я., Василенко, В.С., Будько, М.М.
Формат: Стаття
Мова:Ukrainian
Опубліковано: Інститут проблем реєстрації інформації НАН України 2005
Назва видання:Реєстрація, зберігання і обробка даних
Теми:
Онлайн доступ:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/50769
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:Оцінка часу доставки повідомлень у протоколах організації обміну в телекомунікаційних систеах / О.Я. Матов, В.С. Василенко, М.М. Будько // Реєстрація, зберігання і оброб. даних. — 2005. — Т. 7, № 2. — С. 66-76. — Бібліогр.: 3 назв. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-50769
record_format dspace
spelling irk-123456789-507692013-11-02T03:07:30Z Оцінка часу доставки повідомлень у протоколах організації обміну в телекомунікаційних систеах Матов, О.Я. Василенко, В.С. Будько, М.М. Системи збереження і масового розповсюдження даних Запропоновано підходи щодо аналізу ефективності протоколів обміну інформацією в телекомунікаційних системах за швидкістю та вірністю передачі, а також за комплексним показником. Наведено вирази для їх розрахунків. Предложены подходы к анализу эффективности протоколов обмена информацией в телекоммуникационных системах по скорости и верности передачи, а также по комплексному показателю. Приведены выражения для их расчетов. Approaches relative to the analysis of efficiency of information exchange protocols in the telecommunication systems by speed and correctness of transmission and by a complex index are offered. Expressions for their calculations are given. 2005 Article Оцінка часу доставки повідомлень у протоколах організації обміну в телекомунікаційних систеах / О.Я. Матов, В.С. Василенко, М.М. Будько // Реєстрація, зберігання і оброб. даних. — 2005. — Т. 7, № 2. — С. 66-76. — Бібліогр.: 3 назв. — укр. 1560-9189 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/50769 681.3 uk Реєстрація, зберігання і обробка даних Інститут проблем реєстрації інформації НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Ukrainian
topic Системи збереження і масового розповсюдження даних
Системи збереження і масового розповсюдження даних
spellingShingle Системи збереження і масового розповсюдження даних
Системи збереження і масового розповсюдження даних
Матов, О.Я.
Василенко, В.С.
Будько, М.М.
Оцінка часу доставки повідомлень у протоколах організації обміну в телекомунікаційних систеах
Реєстрація, зберігання і обробка даних
description Запропоновано підходи щодо аналізу ефективності протоколів обміну інформацією в телекомунікаційних системах за швидкістю та вірністю передачі, а також за комплексним показником. Наведено вирази для їх розрахунків.
format Article
author Матов, О.Я.
Василенко, В.С.
Будько, М.М.
author_facet Матов, О.Я.
Василенко, В.С.
Будько, М.М.
author_sort Матов, О.Я.
title Оцінка часу доставки повідомлень у протоколах організації обміну в телекомунікаційних систеах
title_short Оцінка часу доставки повідомлень у протоколах організації обміну в телекомунікаційних систеах
title_full Оцінка часу доставки повідомлень у протоколах організації обміну в телекомунікаційних систеах
title_fullStr Оцінка часу доставки повідомлень у протоколах організації обміну в телекомунікаційних систеах
title_full_unstemmed Оцінка часу доставки повідомлень у протоколах організації обміну в телекомунікаційних систеах
title_sort оцінка часу доставки повідомлень у протоколах організації обміну в телекомунікаційних систеах
publisher Інститут проблем реєстрації інформації НАН України
publishDate 2005
topic_facet Системи збереження і масового розповсюдження даних
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/50769
citation_txt Оцінка часу доставки повідомлень у протоколах організації обміну в телекомунікаційних систеах / О.Я. Матов, В.С. Василенко, М.М. Будько // Реєстрація, зберігання і оброб. даних. — 2005. — Т. 7, № 2. — С. 66-76. — Бібліогр.: 3 назв. — укр.
series Реєстрація, зберігання і обробка даних
work_keys_str_mv AT matovoâ ocínkačasudostavkipovídomlenʹuprotokolahorganízacííobmínuvtelekomuníkacíjnihsisteah
AT vasilenkovs ocínkačasudostavkipovídomlenʹuprotokolahorganízacííobmínuvtelekomuníkacíjnihsisteah
AT budʹkomm ocínkačasudostavkipovídomlenʹuprotokolahorganízacííobmínuvtelekomuníkacíjnihsisteah
first_indexed 2025-07-04T12:34:17Z
last_indexed 2025-07-04T12:34:17Z
_version_ 1836719756271419392
fulltext Системи збереження і масового розповсюдження даних 66 УДК 681.3 О. Я. Матов1, В. С. Василенко2, М. М. Будько2 1Інститут проблем реєстрації інформації НАН України вул. М. Шпака, 2, 03113 Київ, Україна 2ВАТ «КП ОТІ» вул. Ф. Пушиної, 30/32, 03115 Київ, Україна Оцінка часу доставки повідомлень у протоколах організації обміну в телекомунікаційних системах Запропоновано підходи щодо аналізу ефективності протоколів обміну інформацією в телекомунікаційних системах за швидкістю та вірніс- тю передачі, а також за комплексним показником. Наведено вирази для їх розрахунків. Ключові слова: вірність інформації, завада, інформаційний обмін, по- відомлення, протоколи обміну, телекомунікаційна система, швидкість передачі. Вступ Для забезпечення обміну інформаційними об’єктами між елементами телеко- мунікаційних систем (ТКС) використовується велика кількість протоколів обміну, кожен із яких забезпечує певні швидкість та вірність обміну. Усе різноманіття протоколів може бути розподіленим на два типи: протоколи із забезпеченням ли- ше високої швидкості обміну без «турботи» про вірність переданих даних та про- токоли із забезпеченням певного рівня вірності переданих даних [1]. Протоколи першого типу або взагалі не здійснюють такого контролю, або в разі виявлення викривлень інформаційного об’єкта вилучають його з мережі (приклад — протоколи типу frame relay, ІР). При цьому задача забезпечення цілі- сності чи достовірності інформаційних об’єктів покладається на протоколи більш високого рівня. Більшість протоколів другого типу забезпечують корекцію можливих викри- влень за рахунок використання кодів, які виявляють наявність викривлень, з на- ступним перезапитом викривленої інформації — протоколи з вирішуваним зворо- тним зв’язком (приклад — протоколи транспортного рівня —ТСР). У той же час на основі теорії завадостійкого кодування можлива розробка і використання про- токолів, які забезпечують корекцію можливих викривлень за рахунок використан- © О. Я. Матов, В. С. Василенко, М. М. Будько Оцінка часу доставки повідомлень у протоколах організації обміну в телекомунікаційних системах ISSN 1560-9189 Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2005, Т. 7, № 2 67 ня коригувальних кодів (їх апаратурна реалізація досить широко відома з теорії передачі даних). У статті здійснено спробу визначення часу доставки та часу затримки в дос- тавці інформаційних об’єктів (повідомлень) та порівняння за цими показниками протоколів із застосуванням вирішуваного зворотного зв’язку (ВЗЗ) та із застосу- ванням виявлення та корекції викривлень — завадостійких коригувальних кодів (протоколи з ЗКК). Оцінка впливу протоколів організації обміну в телекомунікаційних системах на абсолютну швидкість інформаційного обміну Попередньо відмітимо, що у будь-якому випадку для отримання достовірної інформації неминучими є витрати часу для контролю, а в разі виявлення наявності викривлень, і для поновлення порушеної цілісності інформаційних об’єктів. Ці витрати зменшують швидкість обміну інформацією і, як наслідок, збільшують час затримки в доставці повідомлень. На відміну від технічної швидкості передачі В — швидкості передачі у відповідних каналах будь-яких символів, незалежно від їх семантичного змісту та достовірності, будемо називати швидкість передачі дос- товірної інформації абсолютною швидкістю інформаційного обміну — Ва. Будемо вважати, що передача інформації здійснюється у вигляді пакетів, а контроль цілі- сності здійснюється після приймання даного пакета. Вважатимемо також, що по- тік впливів на інформаційні об’єкти (потік викривлень) є найпростішим. З ураху- ванням останнього припущення слід вважати, що кількість викривлень на інтер- валі передачі повідомлення підпорядкована закону Пуассона, а ймовірність вини- кнення рівно к подій розраховується за формулою: Pк(tcк) = (λtп)к exp(–λtп)/(к!), де tп — часова тривалість (tп = n/В) повідомлення; λ — інтенсивність впливів. Тоді для протоколів із використанням ВЗЗ час tв, необхідний для приймання повідомлення споживачем, складається з незмінної частини — часу власне при- йому цього повідомлення tп і середнього часу контролю його цілісності ΔТк1. При цьому час ΔТк1 складається, в свою чергу, з незмінної частини — часу контролю цілісності повідомлень Δtк, а також з випадкової частини — часу формування і передачі зворотним каналом запитів на повторну передачу викривлених повідом- лень. При цьому величину ΔТк1 можна визначити як ΔТк1 = Δtк + Δtп1·q2, де ∆tк — час, необхідний для контролю цілісності повідомлень; ∆tп1 — час, необ- хідний для формування і передачі зворотним каналом запитів на повторну пере- дачу викривлених повідомлень; q2 — ймовірність наявності порушення цілісності повідомлення, яку, вважаючи закон розподілу ймовірностей пуассонівським, мо- жна визначити як ймовірність здійснення на інтервалі tп хоча б одного викривлен- ня в пакеті (кількість викривлень є більшою нуля): О. Я. Матов, В. С. Василенко, М. М. Будько 68 q2 = P>0(tп) = 1 – exp(–λtп). Таким чином, tв = n/В + Δtк + Δtп1(1 – exp(–λtп)). (1) Оскільки за цей час приймається m суто інформаційних символів, то абсолю- тна швидкість aВ¢ ВЗЗ передачі інформації у цьому випадку (на часовому інтервалі, який дорівнює тривалості повідомлення) дорівнює: aВ¢ ВЗЗ = m/tв = m/{q/В + Δtк + Δtп1 (1 – exp(–λtп))}, (2) де m = (n - к) — кількість двійкових символів змістовної частини повідомлення при реалізації цих методів; к — кількість службових символів (включаючи над- лишкові, в тому числі необхідні для організації контролю і, в разі застосування ЗКК, поновлення цілісності пакетів); В — технічна швидкість передачі даних. Із (2) неважко отримати вираз для розрахунку абсолютної швидкості Ва для протоколів організації обміну з ВЗЗ. При цьому слід мати на увазі не враховані в [1-3] факти, що, по-перше, викривлення повідомлення має місце лише тоді, коли вплив завади або іншої причини порушення цілісності приходиться на інтервал часу, протягом якого передається повідомлення, і, по-друге, здійснюється з пев- ною ймовірністю. З урахуванням прийнятих припущень щодо потоку цих впливів існує відмінна від нуля ймовірність того, що при будь-яких значеннях λ можливе приймання невикривлених повідомлень (з кількістю викривлень, що дорівнює ну- лю) з імовірністю P0(tп) = exp(–λtп). Тоді абсолютна швидкість для протоколів ор- ганізації обміну з ВЗЗ при відсутності викривлень (з імовірністю P0(tп) = exp(–λtп)) розраховується з виразу (2), а при їх наявності (з імовірністю P>0(tп) = 1– exp(–λtп)) її слід вважати такою, що дорівнює нулю (оскільки при цьому здійснюються лише перезапити, які є еквівалентними простою каналу). Зрозуміло, що вираз для роз- рахунку середнього значення цієї швидкості можна записати у вигляді: ВаВЗЗ = aВ¢ ВЗЗ exp(–λtп) = exp(–λtп)·m/{n/В + Δtк + Δtп1·(1 – exp(–λtп))}. (3) Звернемо увагу, що в точці λ = 0 значення абсолютної швидкості для прото- колів організації обміну з ВЗЗ дорівнює: Ва1 = m/(n/В + Δtк1), а в точці λ = B/n = 1/tп: Ва2 = exp(–1)·m/(n/В + Δtк1 + Δtп1·(1 – exp(–1))) = 0,37m/(n/В + Δtк1 + 0,63·Δtп1). Залежності абсолютної швидкості передачі Ва від інтенсивності впливів λ представлені на рис. 1 (крива 1). Для протоколів з використанням ЗКК і з урахуванням найбільш несприятли- вих для забезпечення високої швидкості умов, якщо передача інформації здійсню- Оцінка часу доставки повідомлень у протоколах організації обміну в телекомунікаційних системах ISSN 1560-9189 Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2005, Т. 7, № 2 69 ється окремими пакетами, а контроль і поновлення цілісності здійснюється після приймання пакета, час tв, необхідний для приймання повідомлення споживачем, складається з часу прийому цього повідомлення (tпр = n/В) і середнього часу конт- ролю та поновлення його цілісності ΔТк2. При цьому величину ΔТк2 можна визна- чити як і для протоколів з ВЗЗ: ΔТк2 = Δtк2 + Δtп2q2, де ∆tк2 — час, необхідний для контролю цілісності повідомлень; ∆tп2 — час, необ- хідний для виправлення викривлень у повідомленні (у випадку їх виявлення); q2 — ймовірність наявності порушення цілісності повідомлення, яке можна, як і ра- ніше, визначити ймовірністю q2 = P>0(tп) = 1 – exp(–λtп). Таким чином, tв = n/В + Δtк2 + Δtп2·(1 – exp(–λtп)). (4) Оскільки за цей час прийнято mЗКК суто інформаційних символів, то абсолю- тна швидкість aВ¢ ЗКК передачі інформації у цьому випадку (як і вище, на часовому інтервалі, який дорівнює тривалості повідомлення) дорівнює: aВ¢ ЗКК = mЗКК /tв = mЗКК /(n/В + Δtк2 + Δtп2·(1–exp(–λtп))), (5) де mЗКК — кількість двійкових символів змістовної частини повідомлення при ре- алізації цих методів; В — технічна швидкість передачі даних; n/В = tп — час приймання усього повідомлення з n символів. При цьому, як і для протоколів організації обміну з ВЗЗ, абсолютна швид- кість для протоколів організації обміну з ЗКК (із застосуванням найбільш розпо- всюджених коригувальних кодів з виправленням одного викривлення) при наяв- ності не більше одного викривлення (з імовірністю P≤1(tп) = (1 + λtп)exp(–λtп)) роз- раховується з виразу (5), а при наявності більшої кількості впливів (з імовірністю P>1(tп) = 1 – (1 + λtп)exp(–λtп)) її слід вважати такою, що дорівнює нулю (оскільки при цьому здійснюються приймання недостовірної інформації, що є еквівалент- ним простою каналу). Зрозуміло, що вираз для розрахунку середнього значення цієї швидкості можна записати у вигляді: ВаЗКК = aВ¢ ЗКК·(1 + λtп)exp(–λtп) = (1 + λtп)exp(–λtп)·mЗКК/{n/В + Δtк2 + + Δtп2·(1 – exp(–λtп))} + 0 (1 – (1 + λtп)exp(–λtп)) = (6) = (1 + λtп)exp(–λtп)·mЗКК/{n/В + Δtк2 + Δtп2·(1 – exp(–λtпk))}. Звернемо увагу, що в точці λ = 0 значення абсолютної швидкості для прото- колів організації обміну з ЗКК дорівнює: ВаЗКК0 = mЗКК/(n/В + Δtк2), О. Я. Матов, В. С. Василенко, М. М. Будько 70 а в точці λ = B/n: Ва3 = 0,74В mЗКК/(n + В·Δtк2 + 0,63 Δtп2). Залежності абсолютної швидкості передачі Ва від інтенсивності впливів λ представлені на рис. 1 (крива 2). Рис. 1. Залежності абсолютної швидкості від інтенсивності впливів: 1 — зі зворотним зв’язком; 2 — із застосуванням корегувальних кодів Із рис. 1 видно, що протоколи організації обміну з ВЗЗ за абсолютною швид- кістю передачі є більш ефективними (за умови Ва1 > BаЗКК) ніж протоколи органі- зації обміну з ЗКК лише при доброму стані каналу (малому значенні λ < λгр1, де λгр1 —величина інтенсивності впливів, при якій абсолютні швидкості передачі ін- формації для різних методів організації обміну є однаковими). Звернемо увагу на той факт, що умова Ва1 > BаЗКК може бути трансформова- ною в умову: mЗКК/m < (n/В + ΔТк2)/(n/В + ΔТк1). (7) Із цього виразу нескладно зробити висновок, що для зменшення інтервалу ін- тенсивностей впливів, коли протоколи організації обміну з ЗКК є менш ефектив- ними ніж протоколи організації обміну з ВЗЗ, необхідно застосовувати ефектив- ніші (з погляду надлишковості і алгоритмічної складності) завадостійкі коригува- льні коди, в яких величина mЗКК ≈ m, а ΔТк2 ≈ 0, тобто якщо значення BаЗКК набли- жається до значення Ва1 ≈ BаЗКК. Оцінка впливу протоколів організації обміну в телекомунікаційних системах на цілісність повідомлень Цілісність інформаційного об’єкта (повідомлення) при його передачі (прави- льність передачі даних, ймовірність правильної доставки повідомлення або отри- B а В /n 2 1 B а з к к 0 В а 1 0 ll г р 1 В а 2 В а 3 Оцінка часу доставки повідомлень у протоколах організації обміну в телекомунікаційних системах ISSN 1560-9189 Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2005, Т. 7, № 2 71 мання на приймальній стороні невикривленої інформації) для протоколів органі- зації обміну з ВЗЗ РВЗЗ розраховується за формулою [1]: Рн = РВЗЗ = 1 - 2–(n–m) = const, а для протоколів організації обміну з ЗКК з урахуванням наведених вище мірку- вань: Рн = РЗКК = (1 - 2–(n–m1))·(1+ λn/В)·exp{–λn/В}, де m1 = mЗКК. Графіки залежності цих величин (Рн) від інтенсивностей (λ) впливів (шумів, завад) на інформаційне повідомлення наведені на рис. 2. Рис. 2. Залежність цілісності (вірності) передачі інформації від стану каналу: 1 — для протоколів із ВЗЗ; 2 — для протоколів із ЗКК На цьому рисунку А1 = 1 - 2–(n–m), A2 = 1 - 2–(n–m1). Із рисунка видно, що з пог- ляду цілісності інформації протоколи організації обміну з ЗКК дещо перевершу- ють протоколи організації обміну з ВЗЗ лише тоді, коли інтенсивність впливів λ є незначною (λ < λгр2), у решті випадків канали з ВЗЗ, з погляду цього показника, більш ефективні. Однак, навіть при λ = В/n величина ймовірності РЗКК не суттєво відрізняється від відповідної ймовірності для протоколу організації обміну з ВЗЗ (при λ = В/n РЗКК = 0,74А2). Оцінка впливу протоколів організації обміну в телекомунікаційних системах на ефективну швидкість інформаційного обміну Виходячи з аналізу окремих показників, наведених у перших двох розділах, неможливо віддати перевагу тому або іншому протоколу організації обміну дани- ми, оскільки спосіб більш ефективній за одним показником є менш ефективним за другим. Тому доцільно ввести комплексний показник ефективності у вигляді до- бутку швидкості на цілісність передачі — ефективну швидкість обміну Е. Р н 1 2 A 2 A 1 гр2 B /n 0 ,74A 2 l l О. Я. Матов, В. С. Василенко, М. М. Будько 72 Вирази для розрахунків такої ефективної швидкості для протоколів організа- ції обміну з ВЗЗ мають вигляд (з урахуванням того, що А1 ≈ 1, А2 ≈ 1): ЕВЗЗ ≈ Ва = exp(–λtпк) m/{n/В + Δtк1 + Δtп1 (1 – exp(–λtпк))} згідно з виразом (3) із збереженням, зрозуміло, тієї ж залежності від інтенсивності впливів. Для протоколів організації обміну з ЗКК: ЕЗКК ≈ (1 + λn/В)·exp{–λn/В}·(1 + λtпк)exp(–λtпк)) × × mЗКК/(n/В + Δtк2 + Δtп2·(1 – exp(–λtпк))). Графіки залежності ефективної швидкості Е від інтенсивностей λ впливів (шумів, завад) на інформаційне повідомлення наведені на рис. 3. Рис. 3. Залежність ефективної швидкості передачі від інтенсивності завад: 1 — для каналів із ЗКК, 2 — для каналів із ВЗЗ На цьому рисунку величини Ва1 і Ва2 відповідають обрахованим раніше і на- веденим на рис. 1. Величина А3 відповідає ефективній швидкості при λ = 0: А3 = (mЗККВ/n)/(1 + ΔТк2/n), і при λ = n/B: ЕЗКК = 0,57(mЗККВ/n)/(1 + ΔТк2/n + 0,63ВΔtп2/n) ≈ 0,57А3. Як видно з рис. 3 ефективна швидкість протоколів організації обміну з ВЗЗ перевищує ефективну швидкість протоколів організації обміну з ЗКК, якщо інтен- сивність впливів λ менше деякого її граничного значення λгр (висока якість ка- налу обміну), а ефективна швидкість протоколів організації обміну з ЗКК пере- Е l 1 2 B а 1 А 3 0 , 5 7 А 3 B а 2 l г р n /B Оцінка часу доставки повідомлень у протоколах організації обміну в телекомунікаційних системах ISSN 1560-9189 Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2005, Т. 7, № 2 73 вищує ефективну швидкість протоколів організації обміну з ВЗЗ, якщо інтенсив- ність впливів λ більше деякого цього граничного значення (канали досить низької якості — зашумлені канали). Неважко показати, що граничні значення можуть бути визначені з наступних виразів: — для абсолютної швидкості λгр1 ≈ В(m/mЗКК – 1)/n; (8) — для цілісності даних при передачі: λгр2 ≈ 0, (9) що пояснюється незначною різницею величин А1 і А2; — для ефективної швидкості: λгр ≈ λгр1 ≈ В(m/mЗКК – 1)/n. (10) Вирази (9), (10) дозволяють у залежності від стану каналів обирати той або інший спосіб організації обміну, або побудувати адаптивні комбіновані системи передачі даних, в яких у залежності від інтенсивності завад використовується ре- жим роботи або з ВЗЗ, або з ЗКК. Приклад 1. Оцінимо значення λгр для випадку використовування протоколу Frame Relay в каналах передачі даних зі швидкістю В = 2400 біт/с, якщо довжина повідомлення n = 256 символів (байтів), а довжина його інформаційної частинки для методу ВЗЗ m = 250 байтів (при довжині службової частини кадру 6 байтів, із яких контрольна ознака в 2 байти, 16-бітовий циклічний код HDLC) і для методу ЗКК mЗКК = 220 байтів при довжині контрольної ознаки в 32 байти. Підставивши ці дані в (10), отримаємо граничне значення сумарної інтенсив- ності впливів λгр = 0,159 1/с. Якщо використовувати дані про інтенсивність лише природних впливів для телефонних каналів (Рпом = 2´10–3, що еквівалентне λ = 4,8 1/с), то можна зробити висновок, що інтенсивність лише природних впливів знач- но перевищує граничне значення λ > λгр, тобто в цих умовах доцільно застосову- вати способи організації обміну з ЗКК. Оцінка впливу протоколів організації обміну в телекомунікаційних системах на час доставки повідомлень Окрім вищерозглянутих показників ефективності для оцінки забезпечення доступності ТКС (чи їх каналів передачі даних) необхідно і дуже важливо вико- ристовувати таку функціонально пов’язану зі швидкістю передачі характеристику як час затримки доставки повідомлення, яка суттєво впливає на доступність ресу- рсів ТКС і, в цілому, АС. Під часом затримки доставки повідомлення будемо розуміти різницю між ча- сом фактичної доставки, тобто часом отримання абонентом повідомлення з ура- О. Я. Матов, В. С. Василенко, М. М. Будько 74 хуванням часових затрат на визначення викривлень і їх виправлення, і часом, який необхідний для його доставки в умовах відсутності такої затримки. Неважко помітити, що ця різниця є різницею між часом видачі ТКС правиль- ного (виправленого або отриманого внаслідок перезапитів) повідомлення і часом видачі цього ж повідомлення у випадку відсутності впливу на нього загроз (чи не виявлення такого впливу). Іншими словами, можна вважати, що величина часу затримки доставки повідомлення дорівнює величині збільшення тривалості часу передачі повідомлення внаслідок реагування ТКС на виявлене порушення цього повідомлення. Зрозуміло, що часова тривалість повідомлення tпВЗЗ або tпЗКК, у залежності від протоколу організації обміну, визначається його довжиною n і швидкістю переда- чі Ва (див. вирази (3), (5)) і для протоколів організації обміну з ВЗЗ дорівнює: tпВЗЗ = n/[exp(–λtп)·m/{n/В + Δtк1 + Δtп1·(1 – exp(–λtп))}]. Часову тривалість повідомлення для протоколів організації обміну з ЗКК мо- жна розрахувати аналогічно, скориставшись виразом (6): tпЗКК = n/[(1 + λtп) exp(–λtп)·mЗКК/{n/В + Δtк2 + Δtп2 (1 – exp(–λtп))}]. Мінімальні значення тривалостей повідомлень (при λ = 0) для протоколів ор- ганізації обміну з ВЗЗ: tпВЗЗ = n/[m/{n/В + Δtк1}] = n{n/В + Δtк1}/m, і для протоколів організації обміну з ЗКК: tпЗКК = n/[mЗКК/{n/В + Δtк2}] = n{n/В + Δtк2}/mЗКК При цьому величина затримки для протоколів з ВЗЗ дорівнює: ΔtпВЗЗ = n(n/В + Δtк1 + Δtп1)·(exp(λtп) – 1)/m, (11) і при λ = B/n значення величини затримки ΔtпВЗЗ: ΔtпВЗЗ = 1,7n(n/В + Δtк1 + Δtп1)/m. (12) Час затримки для протоколів організації обміну з ЗКК ΔtпЗКК також дорівнює різниці між часом tв, необхідним для видачі повідомлення приймачу, і його міні- мальним значенням ΔtпЗКК = n{[(n/В + Δtк2 + Δtп2)·(exp(λtп) – 1)] – λtп·(n/В + Δtк2)}/[(1 + λtп)·mЗКК], (13) і при λ = B/n значення величини затримки ΔtпЗКК: ΔtпЗКК = n{0,35·(n/В + Δtк2) + 0,85·Δtп2}/mЗКК. (14) Оцінка часу доставки повідомлень у протоколах організації обміну в телекомунікаційних системах ISSN 1560-9189 Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2005, Т. 7, № 2 75 Неважко найти різницю величин (12) і (14). За умови mЗКК ≈ m, Δtк1 ≈ Δtк2, Δtп1 ≈ Δ tп2 значення цієї різниці можна записати у вигляді: Δtс = ΔtпВЗЗ – ΔtпЗКК ≈ n{1,35·(n/В + Δtк2) + 0,85Δtп2}/mВЗЗ. (15) Із виразу (15) витікає, що оскільки час затримки повідомлень для протоколів організації обміну з ВЗЗ при λ = B/n завжди перевищує час затримки повідомлень для протоколів організації обміну з ЗКК, то з погляду доступності інформаційних ресурсів застосування ЗКК є більш доцільним. На рис. 4 представлена залежність часу затримки доставки повідомлення від інтенсивності впливів. Рис. 4. Залежність часу затримки повідомлення від інтенсивності впливів: 1 — для способів обміну з ЗКК; 2 — для способів обміну з ВЗЗ Як видно з рис. 4, час затримки доставки повідомлення для протоколів орга- нізації обміну з ВЗЗ зі збільшенням інтенсивності впливів стрімко зростає до не- скінченості, в той час як для протоколів організації обміну з ЗКК час затримки зростає значно повільніше. Це ще раз свідчить про неможливість використання протоколів із ВЗЗ в умовах значної інтенсивності в каналі штучних впливів і не- обхідність використання швидкодіючих алгоритмів поновлення цілісності для протоколів із ЗКК. Приклад 2. Величина затримки повідомлення для умов прикладу 1 і для зна- чень Δtк1 = Δtк2 = Δtп2 = 4,17·10–4, Δtп1 = 6,7·10–3 при застосуванні протоколів орга- нізації обміну з ВЗЗ складає 51,35 с (при часі передачі 0,853 с), тобто загальний проміжок часу, через який повідомлення буде прийнято на приймальній стороні дорівнює 52,2 с, у той час як при застосуванні протоколів організації обміну з ЗКК ці величини дорівнюють відповідно 10,56 с і 11,31 с. Такі значні затримки повідомлень поясняються неузгодженістю параметрів повідомлення n з параметрами каналу (В, Рпом або λ = 4,8 1/с). Дійсно, при таких параметрах λ > В/n = 1,17, тобто система повинна знаходитись у режимі безперер- вного перезапиту. t В / n 0 l D tп з в з D 2 D t п з к к 1 О. Я. Матов, В. С. Василенко, М. М. Будько 76 Як уже підкреслювалося, шляхами виходу з такої ситуації є підвищення аб- солютної швидкості (при збереженні співвідношення сигнал/шум) або зменшення довжини повідомлення. Приклад 3. При підвищенні абсолютної швидкості до В = 28,8 кГц (В/n = 14,06), значення величини затримки повідомлення зменшується до 4,24 с — для протоколів організації обміну з ВЗЗ і до 0,87 с — для протоколів організації обмі- ну з ЗКК. Приклад 4. Ще більш ефективним є така організація передачі, коли інформа- ційний блок передається у вигляді сукупності (наприклад 16) коротких повідом- лень (по 16 байтів кожен) з їх перемежуванням. При цьому навіть для В = 2,4 кГц час затримки знижується до 0,32 с і до 0,029 с для протоколів організації обміну з ВЗЗ і ЗКК відповідно. Даний приклад підтверджує вже зроблені висновки щодо ефективності різних протоколів організації обміну. 1. Матов О.А., Василенко В.С. Будько М.М. Аналіз протоколів обміну інформацією у теле- комунікаційних системах // Реєстрація, зберігання і оброб. даних. — 2004. — Т. 6, № 4. — С. 82– 93. 2. Василенко В.С., Колесніков М.Ю., Косяк І.В. Защита информации на оптических картах // Безпека інформації. — 1995. — № 3. — С. 42–48. 3. Будько М.М., Василенко В.С., Короленко М.П. Варіант формалізації процесу захисту інфо- рмації в комп’ютерних системах та оптимізації його цільової функції // Реєстрація, зберігання і оброб. даних. — 2000. — Т. 2, № 2. — С. 73– 84. Надійшла до редакції 10.03.2005 Вступ Вступ Вступ Вступ Вступ Вступ Вступ Вступ Оцінка впливу протоколів організації обміну в телекомунікаційних системах на абсолютну швидкість інформаційного обміну Рис. 1. Залежності абсолютної швидкості від інтенсивності впливів: 1 — зі зворотним зв’язком; 2 — із застосуванням корегувальних кодів 1 — зі зворотним зв’язком; 2 — із застосуванням корегувальних кодів 1 — зі зворотним зв’язком; 2 — із застосуванням корегувальних кодів 1 — зі зворотним зв’язком; 2 — із застосуванням корегувальних кодів 1 — зі зворотним зв’язком; 2 — із застосуванням корегувальних кодів 1 — зі зворотним зв’язком; 2 — із застосуванням корегувальних кодів 1 — зі зворотним зв’язком; 2 — із застосуванням корегувальних кодів 1 — зі зворотним зв’язком; 2 — із застосуванням корегувальних кодів Оцінка впливу протоколів організації обміну в телекомунікаційних системах на цілісність повідомлень Рис. 2. Залежність цілісності (вірності) передачі інформації від стану каналу: 1 — для протоколів із ВЗЗ; 2 — для протоколів із ЗКК Рис. 3. Залежність ефективної швидкості передачі від інтенсивності завад: 1 — для каналів із ЗКК, 2 — для каналів із ВЗЗ Рис. 4. Залежність часу затримки повідомлення від інтенсивності впливів: 1 — для способів обміну з ЗКК; 2 — для способів обміну з ВЗЗ