2.3. Два подхода к телекоммуникациям

Существует два типа глобальных сетей: сети с коммутацией каналов и сети с коммутацией пакетов. Представителем сети с коммутацией каналов является аналоговая телефонная сеть. В таких сетях процессу обмена данными всегда предшествует процесс коммутации, то есть создания реальной физической "проволоки" между двумя абонентами, непрерывной во времени в пределах сеанса. В сетях с пакетной коммутацией (СКП) любое сообщение разбивается на пакеты конечной длины, которые передаются, в общем, с другими пакетами временном потоке. На приемном или транслирующем оборудовании осуществляется фильтрация пакетов по их заголовкам и выделение либо собственно конечной информации из пакета, либо информации для алгоритма вычисления дальнейшего маршрута. Такие трансляторы потоков пакетов, всегда проводят вычисления топологии сети для определения маршрута посылки пакетов и называются маршрутизаторами (routers).

В СКП пакеты, принадлежащие одному сеансу работы, могут проходить по разным маршрутам, что существенно увеличивает надежность сети, потому что при достаточно сложной топологии для пакетов всегда находятся альтернативные маршруты. Однако у таких сетей существует недостаток: они не гарантируют заданного максимального времени доставки пакетов, что существенно затрудняет их использование при передаче речи и видеоданных в реальном времени.

2.4. Две среды, образующие топологию скп

При организации пакетных сетей всегда предполагается возможность создания полносвязной физической архитектуры сети. При этом считается, что все машины сети соединены при помощи интерфейсов типа точка-точка. Однако при организации сетей различают как минимум два больших класса интерфейсов: интерфейсы в виде моноканала с множественным доступом, будем называть их КМД, и интерфейсы точка-точка, будем называть их ТТ. Если машины объединены с помощью КМД, то полносвязность архитектуры такой сети достигается автоматически. Каждая машина, использующая моноканал, может установить соединение с другой непосредственно, так как моноканал один для всех, что и означает приставка Ether в слове Ethernet.

Большинство интерфейсов, применяемых при создании локальных вычислительных сетей, представляют собой моноканалы и различаются лишь способом разделения канала между абонентами. В вычислительных сетях используется три способа временного разделения канала между абонентами: это каналы со случайным доступом (например, Ethernet, каналы с маркерным доступом (например, ArcNet, TokenRing) , и каналы с тактируемым доступом (например,Cambridge Ring).

2.5. Две архитектуры скп

При реализации сетей широкого охвата в архитектуре сетей преобладают интерфейсы типа ТТ. Обеспечение полносвязности таких сетей задача трудно выполнимая и заведомо избыточная. Если предположить, что маршрут между двумя машинами может проходить через любое количество промежуточных машин, то должен быть компромисс между полносвязной и иерархической архитектурами. При полносвязной архитектуре маршрутизация вообще не нужна. При древовидной архитектуре используются простейшие централизованные алгоритмы маршрутизации с генераторами маршрутов в корне дерева. Смешанную архитектуру можно определить либо как древовидную с добавочными связями, либо как неоконченную полносвязную. Частным случаем смешанной архитектуры с единственной добавочной связью является кольцо.

Если в архитектуре сети встречаются внутренние кольца, то для обеспечения оптимальных путей распространения пакетов в таких сетях, быстрого переключения с одного маршрута на другой в случае отказа канала, а также для оптимального перераспределения траффика по каналам связи в зависимости от загруженности и требуемой интерактивности, применяются самые сложные устройства — маршрутизаторы.

Маршрутизаторы непрерывно обмениваются между собой управляющей информацией с помощью протоколов маршрутизации, таким образом, поддерживая топологию сети в зависимости от технических характеристик, требований интерактивности, секретности и других критериев.