23. Комутація пакетів

Пакетом називають набір двійкових даних спеціального формату, що містить власне дані, сигнали управління з'єднанням і інформацію для контролю помилок. Пакети можуть передаватися двома способами: віртуальними каналами й у вигляді датаграм.

Віртуальний канал або віртуальне з'єднання, встановлюється перед початком передавання даних і руйнується після його завершення. При необхідності передавання повідомлення через віртуальний канал відправник посилає запит адресатові на встановлення з'єднання. Пакет запиту, проходячи через центри комутації, ініціює формування запису маршруту в маршрутну таблицю кожного центру (рис. 98). У таблиці зазначається адреса вузла, з якого прийшов запит, і адреса вузла, на який запит був відправлений далі. Маршруту привласнюється унікальний номер. Дійшовши до адресата, запит обробляється і приймається рішення про отримання повідомлення або про відмову щодо його отримання. При позитивному рішенні назад вирушає підтвердження про прийняття запиту, яке відправляється вже прокладеним маршрутом. У разі негативної відповіді запит повертається до відправника за початковим маршрутом з одночасним руйнуванням останнього.

Рис. 98. Створення віртуального каналу

Після отримання підтвердження запиту сторона відправника розбиває повідомлення на пакети й передає їх послідовно через віртуальний канал. Після завершення передавання спрямовується пакет закриття з'єднання. Проходячи через вузли комутації, цей пакет ініціює стирання з маршрутної таблиці запису про це з'єднання. При отриманні цього пакету стороною одержувача віртуальний канал вважається зруйнованим. При віртуальному з'єднанні адреса відправника й одержувача наявні тільки в першому пакеті запиту. В інших пакетах як адреса використовується тільки номер маршруту.

Датаграмою називають самостійний пакет, що переміщується по мережі незалежно від інших пакетів повідомлення. У кожній датаграмі, окрім даних, присутні адреси відправника й одержувача. Маршрут кожної датаграми визначається наявністю вільних каналів зв'язку. Відправлення датаграми в кожному вузлі супроводжується пошуком вільного напрямку передавання. Кожна датаграма спрямовується на перший центр комутації, що дав позитивну відповідь на запит передавання (рис. 99)

Порівняння методів пакетної комутації наведене в таблиці 2.

Таблиця 2

Методи комутації пакетів

Властивість	Віртуальний канал	Датаграми
Адресація	адреса в першому пакеті	у кожному пакеті
Приймання пакетів	у порядку передавання	у довільному порядку
Маршрут	усі пакети за одним маршрутом	кожен пакет за своїм маршрутом

Рис. 99. Датаграмне з'єднання

Контрольні запитання та завдання до розділу 23

1. Пакети та методи їх передавання.

2. Розкрийте поняття віртуального каналу.

3. Поняття датаграми, датаграмне з’єднання.

24. Еталонна модель взаємодії відкритих систем

З метою стандартизації й спрощення проектування й опису мереж зв'язку була розроблена еталонна модель взаємодії відкритих систем. Відкритою системою називають таку систему, яка може взаємодіяти з будь-якою іншою відкритою системою, що відповідає вимогам. Використання відкритої системи дозволяє розробникам подолати жорстку прив'язку до апаратного й програмного забезпечення конкретних систем.

Відкрита система складається із семи рівнів: фізичного - найнижчого, канального, мережевого, транспортного, сеансового, представницького й прикладного - найверхнього рівня. Кожен рівень надає наступному вищестоящому набір послуг або сервіси. Сусідні рівні взаємодіють між собою через інтерфейс.

Прикладний рівень надає прикладним програмам доступ до мережі. Представницький рівень перетворить або перекодує дані в необхідний формат. Сеансовий рівень підтримує діалог між двома системами. Розбиття повідомлень на пакети і їх зворотне збирання з оптимальним передаванням даних між системами здійснює транспортний рівень. Мережевий рівень відстежує правильність доставки пакетів у мережі за необхідною адресою, тобто займається маршрутизацією пакетів. На канальному рівні здійснюється управління потоком даних і їх захист від помилок. Пакет обрамляється спеціальними прапорами й службовою інформацією. Фізичний рівень організовує процес передавання сигналу через середовище поширення.

Рис. 100. Еталонна модель взаємодії відкритих систем

Взаємодія двох відкритих систем відбувається через однойменні рівні. Умовні лінії між однойменними рівнями двох систем називають логічним каналом. Динамічний об'єкт у мережі, що змінюється за заданим алгоритмом, називають процесом. Завдяки еталонній моделі взаємодії відкритих систем два різнорідні процеси в мережі дістають можливість обмінюватися даними. З погляду процесу дані передаються через верхній логічний канал, а все що відбувається з даними нижче, ніяк не впливає на процес. Для доступу до процесу використовується порт, через який процес здійснює введення-виведення повідомлень. У відкритій моделі порт розташовується між транспортними й сеансовим рівнями. Відрізок часу, протягом якого відбувається взаємодія процесів, називається сеансом або сесією.

Передавання даних в еталонній моделі здійснюється від верхнього рівня до нижнього, приймання, навпаки, - від нижнього до верхнього. При передаванні даних зверху вниз рівень, що знаходиться нижче, не має права їх якось обробляти й аналізувати. Рівень обрамляє дані своєю службовою інформацією від заголовка до закінчення. Однойменний рівень протилежної сторони аналізує ці службові дані й приймає рішення про подальші дії (рис. 101).

Рис. 101. Передавання даних через еталонну модель

Контрольні запитання та завдання до розділу 24

1. Поняття відкритої системи.

2. Структура еталонної моделі взаємодії відкритих систем.

3. Передавання даних через еталонну модель.