46. Коммутация вычислительных сетей. Маршрутизация

Коммутация - это метод, определяющий соединение и обработку перемещения данных в сетях передачи данных, а также способ соединения абонентов коммуникационной сети через транзитные узлы.

По способу коммутации СПД подразделяются на сети долговременной коммутации, оперативной коммутации, коммутации канала, коммутации сообщений, коммутации пакетов и гибридной коммутации.

Долговременной, или кроссовой, коммутацией называется такой способ коммутации, при котором между двумя точками сети устанавливается постоянное прямое соединение, длительность которого может измеряться часами, сутками или большим интервалом времени. Каналы, участвующие в организации таких соединений, называются выделенными.

Оперативной коммутацией называется такой способ коммутации, при котором между двумя точками сети организуется временное соединение (любой дискретный интервал).

Коммутацией канала называется способ коммутации, при котором обеспечивается временное прямое соединение каналов сети передачи данных между любой парой оконечных пунктов этой сети. Коммутация каналов имеет следующие недостатки:

1. Неэффективное использование среды передачи данных - соединение остается выделенным даже в том случае, если оно простаивает, и никакие другие устройства использовать его не могут.

2. Выделенные каналы требуют большей полосы пропускания, чем невыделенные. Поэтому среда передачи данных становится достаточно дорогой.

Коммутацией сообщений называется способ коммутации, при котором в каждом узле коммутации производится прием сообщений, его накопление и последующая передача в соответствии с адресом получателя. К недостаткам относится то, что задержка из-за передачи сообщений с промежуточным хранением делает коммутацию сообщений не подходящей для приложений реального времени. Кроме того, при больших размерах сообщений возникает ситуация, аналогичная коммутации каналов. Канал занят передачей одного длинного сообщения, а другие источники простаивают. Если в таком длинном сообщении была обнаружена ошибка, то придется передавать его повторно.

Коммутацией пакета называется способ коммутации, при котором сообщение делится на части определенного формата - пакеты, которые принимаются, буферизируются и передаются через сеть. Если все пакеты одного сообщения передаются по фиксированному маршруту, то такой режим коммутации называется виртуальным; если же передача каждого пакета может производиться по самостоятельному маршруту, то такой режим коммутации называется дейтаграммным.

Гибридной коммутацией называется способ, при котором в одном и том же узле производится коммутация с использованием двух или более описанных выше видов коммутации.

Цель маршрутизации - доставка пакетов по назначению с максимизацией эффективности. Чаще всего эффективность выражена взвешенной суммой времен доставки сообщений при ограничении снизу на вероятность доставки. Маршрутизация сводится к определению направлений движения пакетов в маршрутизаторах. Выбор одного из возможных в маршрутизаторе направлений зависит от текущей топологии сети (она может меняться хотя бы из-за временного выхода некоторых узлов из строя), длин очередей в узлах коммутации, интенсивности входных потоков и т.п.