А.Г. Крылов1, Г.В. Никитин2, А.В. Передрий3, К.В. Семенов4

1–4 Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского (Санкт-Петербург, Россия)
1–4 vka@mil.ru

Постановка проблемы. Непрерывное и динамичное развитие спутниковых систем связи (ССС) актуализирует вопросы эффективности использования частотного и канального ресурсов каналов связи. В условиях применения пакетных видов передач фрагментация пакетов пользовательских данных является одним из способов повышения эффективности использования канального ресурса. Широкое разнообразие подходов к формированию канального уровня и их функциональная неоднозначность в условиях применения фрагментации, повышают уровень неопределенности выбора варианта стека протоколов, что в свою очередь создает предпосылку к снижению качества использования канального ресурса. Ввиду этого актуальна задача моделирования процедуры формирования кадров фрагментированных пакетов пользовательских данных, учитывающая возможные варианты нестандартизированных заголовков протокольных блоков на канальном уровне.

Цель. На основе нестандартизированных заголовков протокольных блоков канального уровня, отражающих особенности их формирования, представить модель формирования кадров фрагментированных пакетов пользовательских данных. Это позволит выделить необходимый набор информативных признаков, исследование которых предоставит возможность эффективно и с высокой долей вероятности распознавать кадры фрагментированных пакетов в цифровом потоке передачи данных с коммутацией пакетов в каналах ССС различного назначения.

Результаты. Рассмотрена процедура формирования кадров фрагментированных пакетов пользовательских данных с нестандартизированными заголовками протокольных блоков на канальном уровне, применяемых в каналах передачи данных с коммутацией пакетов ССС различного назначения. Разработаны структурная и структурно-лингвисти­ческая модели кадров фрагментированного пакета пользовательских данных в условиях передачи по каналу ССС. Представлена и исследована структура сигналов с фрагментированными пакетами пользовательских данных на основе ориентированного графа. Проведено оценивание показателей уровня обслуживания модели формирования кадров фрагментированного пакета пользовательских данных по параметрам, позволяющим объективно оценить эффективность и обоснованность использования фрагментации при передаче данных в каналах ССС.

Практическая значимость. Полученные с использованием разработанной модели данные позволяют качественно оценивать показатели уровня обслуживания канала передачи данных с фрагментацией пакетов пользовательских сообщений и аргументированно доказывают эффективность применения фрагментации, описанной моделью, при необходимости разбиения искомого сообщения на части при его передаче по каналу ССС.

Крылов А.Г., Никитин Г.В., Передрий А.В., Семенов К.В. Модель формирования кадров фрагментированных пакетов пользовательских данных с нестандартизированными заголовками протокольных блоков на канальном уровне // Динамика сложных систем. 2024. Т. 18. № 2. С. 11−27. DOI: 10.18127/j19997493-202402-02

1. Чепурнов П.А., Яковлев Р.С., Петриченко А.В., Мишуков А.Н. Анализ развития систем спутниковой связи ведущих зарубежных стран с космическими аппаратами на геостационарной орбите на период до 2025 года // Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов «Радиотехника и связь». 2020. № 3. С. 34–41.
2. Postel J. DARPA internet program protocol specification, rfc 791. rfc 791. USA. 1981.
3. McCann J., Deering S., Mogul J. Path MTU Discovery for IP version 6. RFC 791. USA. 1996.
4. Томаси У. Электронные системы связи. Изд. 1-е. М.: Техносфера. 2007. 1360 c.
5. Bochmann G.V., Sunshine C.A. Formal Methods in Communication Protocol Design. IEEE Trans. Commun. 1980. V. 28. № 4. P. 643–650.
6. Калниньш Я.Я., Крастиньш П.Я. Языки формального описания протоколов информационно-вычислительных сетей // Автоматика и вычислительная техника. 1986. № 1. С. 3–23.
7. Чигарина Е. И., Литвинов В. Г. Теория формальных языков и грамматик: Учеб. пособие // Мин-во науки и высш. образования Рос. Федерации, Самар. нац. исслед. ун-т им. С.П. Королева (Самар. ун-т). Самара: Изд-во Самар. ун-та. 2018. [Электронный ресурс].
8. Гладкий А.В. Формальные грамматики и языки. М.: Наука. 1973. 368 с.
9. Лаздин А. В. Формальные языки, грамматики, автоматы / Под рецензией В.И. Полякова. СПб.: Университет ИТМО. 2019. 99 c.
10. Волкова И.А., Вылиток А.А., Руденко Т.В. Формальные грамматики и языки. Элементы теории трансляции / Под рецензией И.В. Машечкина и А.Н. Терехина. М.: Изд. отдел факультета ВМиК МГУ им. М.В. Ломоносова. 2009. 115 c.
11. Степанов С.Н. Теория телетрафика: концепции, модели, приложения: учеб. пособие // Московский технический университет связи и информатики. М.: Горячая линия – Телеком. 2015. 868 с. (Сер.: Теория и практика инфокоммуникаций»).
12. Mogul J.C., Deering S.E. RFC1191. Path MTU discovery. 1990.