1.3 Методи комутації

Будь-яка мережа обов’язково використовує той чи інший метод комутації абонентів. Найпоширенішими є три методи комутації (рисунок 1.4): комутація каналів (circuit switching), комутація повідомлень (message switching) і комутація пакетів (packet switching).

Рисунок 1.4 – Класифікація методів комутації

Для застосування методу комутації каналів потрібен фізичний канал для прямого передавання даних між вузлами. Фізичний канал складається з послідовно сполучених канальних ділянок. Ділянки поєднуються за допомогою комутаторів, які встановлені між кінцевими вузлами мережі. Комутація каналів зручна для телефонних мереж. Але для передавання комп’ютерних даних мережі з комутацією каналів не придатні з причин великого значення коефіцієнту пульсації трафіку. Комутація дозволяє скоротити кількість необхідних ліній зв'язку і підвищити завантаження каналів зв'язку. Практично неможливо надати кожній парі вузлів виділену лінію зв'язку, тому в мережах завжди застосовується той або інший спосіб комутації абонентів, що використовує існуючі лінії зв'язку для передачі даних різних вузлів.

Комутація може здійснюватися в двох режимах: динамічно і статично. У першому випадку комутація виконується на час сеансу зв'язку (зазвичай, від секунди до годин) за ініціативою одного з вузлів, а після закінчення сеансу зв'язок розривається. У другому випадку комутація виконується обслуговуючим персоналом мережі на значно триваліший період часу (декілька місяців або років) і не може бути змінена за ініціативою користувачів. Такі канали називаються виділеними (dedicated) або такими, що орендуються (leased).

Під комутацією повідомлень розуміють передачу єдиного блоку даних між вузлами мережі з тимчасовою буферизацією цього блоку кожним з транзитних вузлів. У наш час в чистому вигляді мережі з комутацією повідомлень не існують, втім вони були прототипом мереж з комутацією пакетів.

При комутації пакетів всі дані, які передає користувач, розбиваються передавачем на невеликі (до декількох кілобайт) частини – пакети (packet). Кожний пакет забезпечується заголовком, в якому указується, як мінімум, адреса вузла-одержувача і номер пакету. Передача пакетів по мережі відбувається незалежно один від одного. Комутатори такої мережі мають внутрішню буферну пам'ять для тимчасового зберігання пакетів, що дозволяє згладжувати пульсації трафіку на лініях зв'язку між комутаторами. Пакети іноді називають дейтаграмами (datagram), а режим індивідуальної комутації пакетів – дейтаграмним режимом.

Мережа з комутацією пакетів уповільнює процес взаємодії кожної конкретної пари вузлів, оскільки їх пакети можуть чекати в комутаторах, поки передадуться інші пакети. Проте загальна ефективність (обсяг переданих даних в одиницю часу) при комутації пакетів буде вищою, ніж при комутації каналів. Це пов'язано з тим, що трафік кожного окремого абонента має пульсуючий характер, а пульсації різних абонентів, відповідно до закону великих чисел, розподіляються в часі, збільшуючи рівномірність навантаження на мережу.