Комутація абонентів у мережі

Серед багатьох можливих підходів до розв’язання задачі комутації абонентів у мережах виділяють два основних:

• комутація каналів (circuit switching);

• комутація пакетів (packet switching).

Зовні обидві ці схеми відповідають наведеній на рисунку 7 структурі мережі, однак, їх можливості та властивості різні.

Мережі з комутацією каналів (КК) мають більш багату історію, вони походять від перших телефонних мереж. Мережі з комутацією пакетів (КП) порівняно молоді, вони з’явились наприкінці 60-х років як результат експериментів з першими ГКМ. Кожна з цих схем має свої переваги та недоліки, але технологія КП більш гнучка та універсальна.

Комутація каналів

При КК комутаційна мережа утворює між кінцевими вузлами безперервний складений фізичний канал, з послідовно з’єднаних комутаторами, проміжних канальних ділянок. Умовою того, що кілька фізичних каналів при послідовному з’єднанні утворять єдиний фізичний канал, є рівність швидкостей передавання даних у кожному зі складових фізичних каналів. Така рівність означає, що комутатори даної мережі не повинні буферизувати дані, які надсилаються. У мережі з КК до передавання даних завжди необхідно виконати процедуру встановлення з’єднання, у процесі якої і створюється складений канал.

Н

Рисунок 7  Загальна структура мережі

з комутацією абонентів

априклад, якщо мережа, зображена на рисунку 7 побудована за технологією КК, то вузол 1, щоб передати дані вузлу 7, спочатку повинен передати спеціальний запит на встановлення з’єднання комутатору A, вказавши адресу призначення 7. Комутатор А повинен вибрати маршрут утворення складеного каналу, а потім передати запит наступному комутатору  E. Потім комутатор E надсилає запит комутатору F, а той  вузлу 7. Якщо вузол 7 приймає запит на встановлення з’єднан-ня, він надсилає по вже встановленому каналу відповідь вихідному вузлу, після чого складений канал вважається скомутованим, і вузли 1 і 7 можуть обмінюватися по ньому даними.

Техніка КК має свої переваги та недоліки.

Переваги КК

1. Постійна та відома швидкість передавання даних по встановленому між кінцевими вузлами каналу. Це дає користувачу можливості, на основі заздалегідь зробленої оцінки, необхідної для якісного передавання даних пропускної здатності, встановити у мережі канал потрібної швидкості.

2. Низький і постійний рівень затримки передавання даних через мережу. Це дозволяє якісно передавати дані, чутливі до затримок (такі дані називають трафіком реального часу)  голос, відео тощо.

Недоліки КК

1. Відмова мережі в обслуговуванні запиту на встановлення з’єднання, яка може виникнути через те, що на певній ділянці мережі слід встановити з’єднання вздовж каналу, через який вже проходить максимально можлива кількість інформаційних потоків. Відмова може трапитись і на кінцевій ділянці складеного каналу, наприклад, якщо абонент здатний підтримувати тільки одне з’єднання.

2. Нераціональне використання пропускної здатності фізичних каналів. Та частина пропускної здатності, що приділяється складеному каналу після встановлення з’єднання, надається йому на весь час існування з’єднання. Але абонентам не завжди потрібна пропускна здатність каналу під час з’єднання (наприклад, у телефонній розмові можуть бути паузи). Взаємодія комп’ютерів у часі часто буває дуже нерівномірною. Неможливість динамічного перерозподілу пропускної здатності є принциповим обмеженням мережі з КК, оскільки одиницею комутації тут є інформаційний потік в цілому.

3. Обов’язкова затримка перед передаванням даних внаслідок фази встановлення з’єднання.

Переваги та недоліки будь-якої мережевої технології відносні. У певних ситуаціях на перший план виходять переваги, а недоліки стають несуттєвими. Так, технологія КК добре працює коли, наприклад, слід передавати тільки трафік телефонних розмов. Тут можна миритися з неможливістю „вирізати” паузи з розмови і раціональніше використовувати магістральні фізичні канали між комутаторами. А при передаванні дуже нерівномірного комп’ютерного трафіку ця нераціональність вже виходить на перший план.

Рисунок 8  Встановлення складеного каналу