3.4. Коммутируемые сети
Дальнейшее увеличение числа абонентов сети приводит на практике к сложной древовидной структуре. Элементы этой сети объединяются через специализированные устройства, такие как, коммутаторы, маршрутизаторы, релеи и т.п. Такие сети называются коммутируемыми.
Все коммутируемые сети можно разделить на три класса:
- сети с коммутацией сообщений: сообщение передается целиком, с возможным промежуточным хранением на релейных станциях. На размер сообщения накладываются некоторые ограничения, но обычно они достаточно велики, так что основная масса реальных сообщений им соответствует;
- сети с коммутацией каналов: сообщение передается целиком, не нигде по дороге не хранится. Пользователям предоставляется канал, обычно полно или полудуплексный, который они могут использовать для передачи одного или нескольких сообщений любого размера или не использовать вовсе. Ограничение на время существования канала не вводится, или вводится, но чрезвычайно большое, например, несколько часов. Многие сети, однако, взимают за установленный канал повременную оплату;
- сети с коммутацией пакетов: сообщение режется на пакеты, обычно очень маленького размера (один или несколько килобайт). Пакеты хранятся на промежуточных узлах, но такие узлы не пытаются собрать их в целое сообщение. Некоторые протоколы предусматривают возможность разрезания относительно крупного пакета на более мелкие не только отправителем, но и транзитными узлами. Проблемы с потерей, порчей и нарушение порядка прибытия пакетов решаются более или менее сложными алгоритмами посылки подтверждений и/или запросов повтора.
3.4.1. Сети с коммутацией сообщений
Такие сети имеют наиболее давнюю и почетную историю. Структура этих сетей копировала способ передачи сообщений, который был организован еще в Персии при Кире и Дарии в пятом столетии до нашей эры, инфраструктуре Римской империи, созданной по приказу императора Октавиана-Августа и распространенной императором Траяном на все провинции Рима. Еще большую сеть эстафет под названием Ям (тюркское – остановка) создал Чингисхан. Русские унаследовали от чингизидов название и принципы организации ямской сети. Регулярное ямское сообщение было создано указом Ивана III.
Суть его заключалась в создании сети эстафетных станций вдоль основных дорог для передачи военных донесений и приказов.
Позднее, по указу Петра I, частным лицам было разрешено использование ямской сети для пересылки частной и деловой почты, а еще несколько позднее сеть была адаптирована для перевозки пассажиров.
Увеличение объема корреспонденции и усложнение правил ее пересылки привело к тому, что ямские станции стали центрами сортировки и промежуточного хранения почты.
Европейские государства продолжали использовать эстафетную почту в той или иной форме вплоть до середины XIX столетия, когда она была вытеснена железной дорогой и телеграфом. Словосочетание релейная станция, (relay station), обозначавшее станции таких сетей, происходит от старофранцузского relaur – оставлять.
Рисунок 3.20.
Возникшая в XIX веке телеграфная сеть значительно уменьшила время отклика, но сохранила основные принципы организации почтовой сети. Роль перегонов между релейными станциями было возложено на телеграфные линии, а сами станции были заменены телеграфными узлами. Маршрутизация сообщений в XIX веке осуществлялась операторами: телеграфист принимал сообщение, записывал его на ленту и передавал по исходящей линии, соответствовавшей его адресу.
Неудивительно, что первые успешные применения в сфере телекоммуникаций были организованы по образцу автоматизированной телеграфной сети, то есть были сетями с коммутацией сообщений (рисунок 3.20).
Желая передать файл на удаленную машину host, пользователь запускает программу, указываю имя локального файла, имя целевой машины, или, возможно, маршрут к целевой машине через несколько промежуточных хостов и, наконец, имя, под которым передаваемый файл следовало разместить на целевой машине.
Недостатком этой системы была необходимость для каждого пользователя знать полный маршрут от своей машины до целевой, что приводило к частым ошибкам и весьма затрудняло работу в сети.
В настоящее время сети с коммутацией сообщений вытеснены на периферию внимания пользователей, но по-прежнему составляют важную часть инфраструктуры Internet и корпоративных сетей.