13. Буфери і черги. Методи просування пакетів. Побудова таблиць комутації

пакетный коммутатор не может принять решения о продвижении пакета,

не имея в своей памяти всего пакета. Коммутатор проверяет контрольную сумму, и только

если она говорит о том, что данные пакета не искажены, начинает обрабатывать пакет и по

адресу назначения определяет следующий коммутатор. Поэтому каждый пакет последова-

тельно бит за битом помещается во входной буфер. Имея в виду это свойство, говорят, что

сети с коммутацией пакетов используют технику сохранения с продвижением (store-andforward).

Заметим, что для этой цели достаточно иметь буфер размером в один пакет.

Коммутатору нужны буферы для согласования скоростей передачи данных в линиях связи,

подключенных к его интерфейсам. Действительно, если скорость поступления пакетов

из одной линии связи в течение некоторого периода превышает пропускную способность

той линии связи, в которую эти пакеты должны быть направлены, то во избежание потерь

пакетов на целевом интерфейсе необходимо организовать выходную очередь (рис. 3.8).

Буферизация необходима пакетному коммутатору также для согласования скорости по-

ступления пакетов со скоростью их коммутации. Если коммутирующий блок не успевает

обрабатывать пакеты (анализировать заголовки и перебрасывать пакеты на нужный ин-

терфейс), то на интерфейсах коммутатора возникают входные очереди. Очевидно, что

для хранения входной очереди объем буфера должен превышать размер одного пакета.

Существуют различные подходы к построению коммутирующего блока. Традиционный

способ основан на одном центральном процессоре, который обслуживает все входные

очереди коммутатора. Такой способ построения может приводить к большим очередям,

так как производительность процессора разделяется между несколькими очередями. Со-

временные способы построения коммутирующего блока основаны на многопроцессорном

подходе, когда каждый интерфейс имеет свой встроенный процессор для обработки пакетов.

Пакетный коммутатор может работать на основании одного из трех методов продвижения

пакетов:

• дейтаграммная передача;

• передача с установлением логического соединения;

• передача с установлением виртуального канала.

Процедура согласования двумя конечными узлами сети некоторых параметров процесса обмена пакетами называется установлением логического соединения. Параметры, о которых договариваются два взаимодействующих узла, называются параметрами логического соединения.

Единственный заранее проложенный фиксированный маршрут, соединяющий конечные узлыв сети с коммутацией пакетов, называют виртуальным каналом (virtual circuit или virtual channel).

Таблица коммутации в сетях, использующих виртуальные каналы, отличается от таблицы коммутации в дейтаграммных сетях. Она содержит записи только о проходящих через коммутатор виртуальных каналах, а не обо всех возможных адресах назначения, как это имеет место в сетях с дейтаграммным алгоритмом продвижения. Обычно в крупной сети количество проложенных через узел виртуальных каналов существенно меньше общего количества узлов, поэтому и таблицы коммутации в этом случае намного короче, а следова- тельно, анализ такой таблицы занимает у коммутатора меньше времени. По той же причине метка короче адреса конечного узла, и заголовок пакета в сетях с виртуальными каналами переносит по сети вместо длинного адреса компактный идентификатор потока.