ПТВТ (компьютерные сети) / КС лк 29.04

Глобальные сети предназначены для объединения станций и узлов, расположенных на большой территории на больших расстояниях. То есть это сети, выходящие за пределы города, то есть расположенные в области, региона, страны, континента. Для построения глобальных сетей используются существующие линии и каналы связи, которые служат для соединения локальных сетей и абонентов. Обычно это корпоративные сети, создаваемые предприятиями и организациями, имеющими подразделения в разных городах и населенных пунктах. Например: РЖД, ГАЗПРОМ и тд.

Обычно глобальная сеть строиться на основе выделенных каналов, которые соединяют коммутаторы сети между собой. Абоненты сети также подключаются к коммутаторам с помощью выделенных каналов. Конечными узлами глобальной сети являются:

1. Отдельные компьютеры.

2. Локальные сети.

3. Маршрутизаторы

4. Мультиплексоры обеспечивают одновременную передачу телефонных сообщений и данных.

Устройства, которые подключаются к глобальной сети являются оконечным оборудованием данных глобальной сети и называются сокращенно DTE (Data Terminal Equipment)

По-русски ООД (оконечное оборудование данных)

Локальные сети подключаются к глобальной сети с помощью моста или маршрутизатора. Для глобальной сети в качестве DTE будет порт маршрутизатора или моста. К которому подключается глобальная сеть.

Передача пакетов с использованием виртуальных каналов.

Виртуальные каналы используются для передачи пакетов во всех глобальных сетях, кроме сетей, использующих протокол IP, которые используют дэйтаграммный способ передачи.

Виртуальный канал это когда первый канал прокладывает путь по сети, а остальные пакеты за ним.

При передаче пакетов по сети с использованием виртуальных каналов, сначала устанавливается соединение между оконечными узлами (станциями).

Есть два типа виртуальных соединений:

• Коммутируемый виртуальный канал

• Постоянный виртуальный канал.

При создании коммутируемого вирт канала, коммутаторы сети сами устанавливают канал для передачи пакетов по запросу от оконечного узла (станции).

Постоянный виртуальный канал создается заранее администратором сети, который задает необходимые натсройки коммутатора с помощью централизованной системы управления сетью. Т.о. коммутируемы прокладывается первым пакетом, а постоянный закладывается администратором.

При создании виртуального канала маршрутизация пакетов происходит только один раз, при передаче пакетов с запросом на установление соединения. Первый пакет маршрутизируется и марш запоминают его путь. После создания виртуального канала, передача пакетов коммутаторамми происходит по этому каналу с использованием номеров виртуальных каналов. Каждому индивидуальному каналу присваивается свой номер VCI (Virtual Channel Identifier).

То каждому каналу присваивается номер при создании. Этот номер является локальным, т.е. на каждом участе между маршрутизаторами канал может иметь свой номер. То есть каждый коммутатор сам нумерует новый виртуальный канал.

Кроме нумерации виртуальных каналов, каждй коммутатор создает таблицы коммутации портов.

Эти таблицы указывают, на какой порт надо передать пакет, пришедший с определенным номером виртуального канала. И на какой номер должен быть изменен номер виртуального канала. Поэтому после прокладки виртуального канала коммутаторы не используют таблицу маршрутизации, а передают пакеты на основании номеров виртуальных каналов (VCI), которые имеют небольшую разрядность. Таблица коммутации портов обычно значительно меньше, чем таблицы маршрутизации, так как в них находится информация только об имеющихся в данный момент соединениях, проходящих через данный порт.

Передача пакетов по сети в этом случае происходит быстрее, так как не надо выбирать маршрут.

Режим передачи пакетов на основе таблицы коммутации портов называется коммутацией, а не маршртизацией.

При установлении соединения между конечными узлами (станциями), посылается специальный пакет – запрос на установление соединения (первым передается пакет с запросом на установление соединения (Call Request), который содержит адрес узла назначения). Этот пакет проходит, маршрутизируется, пока не проходит до станции назначения, маршрутизаторы запоминают машрут.

Предположим, что 15320 хочет установить связь с 15370. Адрес назначения Da=15370. Наша станция сформирует пакет с номером станции 15370 и VCI=4. Этот пакет попадает на 1й порт 1го коммутатора. Коммутатор принимает пакет и обращается к таблице маршрутизации, чтобы определить, куда передать.

Табл Маршрутизации ком1 Табл коммут порта 1 ком1

Адрес назначения	Порт		VCIin	VCIout	Порт		VCIin	VCIout	Порт
15320	1		VCI=3	7	2		VCI=9	8	4
15350	2		4	10	3		10	4	1
15370	3

Оказывается в 3 порт. Предположим что VCI=9 до 9го заняты. Для уточнения заполняется сразу таблица коммутации порта. Предположим что на первый порт пришел номер каала 4 то его надо передать на 3 порт с номером канала 7 (с ближайшим свободным номером канала).

При передаче на третий порт заполняется соответственно и таблица коммутации третьего порта коммутатора 2. 4 VCout так как потом если по 10 захочет передать, обратно, будет исп 4й, который в начале указала станция.

Например, конечный узел с адресом 15320 начинает устанавливать соединение с узлом с адресом 15370. Одновременно с адресом назначения в пакете запроса на соединение указвается номер виртуального канала VCI. Через 1 порт может устанавливаться несколько соединений, поэтому выбирается ближайший свободный номер для этого порта. Если через порт уже есть три соединения, будет присвоен номер вци=4 по которому будут отличаться пакеты данного соединения от пакетов других соединений, приходящих на этот порт.

Затем пакет запроса с адресом назначения 15370, номером виртуального канала вци=4 и адресом источника 15320, поступает в порт 1 коммутатора К1 сети. Адрес назначения используется для маршрутизации пакета на основе таблиц маршрутизации. В этих таблицах указан адрес назначения и номер порта, на который надо передать пакет. Адрес следующего коммутатора не нужен, так как все связи между коммутаторами типа «точка-точка» (то есть прямые связи).

В данном случае пакет запроса на соединение в соответствии с таблицей маршрутизации надо передать с порта 1 на порт 3. Одновременно с передачей пакета маршрутизатор изменяет номер виртуаального канала, присваивается первый свободный номер виртуального канала для выходного порта этого коммутатора. Кроме таблицы маршрутизации для каждого порта составляется таблица коммутации. В таблице коммутации порта 1 коммутатор отмечает, что пакеты, прибывшие на этот порт с номером виртуального канала VCI=4, должны передаваться на порт 3. При этом номер виртуального канала меняется на 10.

Пакеты, пришедшие на порт 3 в обратном направлении по виртуальному каналу 10, нужно передавать на порт с номером 1, изменяя номер виртуального канала на 4. При прохождении пакетов в обратном направлении по этому виртуальному каналу, конечный узел будет получать пакеты с тем же номером виртуального канала, с каким он их отправлял в сеть.

Полный адрес узла назначения несет только пакет запроса соединения. Таким образом в сети прокладывается виртуальный канал, который не изменяется за все время существования соединения. Его номер меняется от коммутатора к коммутатору, но для конечных узлов он остается постоянным. При отказе какого-либо канала (или коммутатора), соединение надо устанавливать заново.

При создании виртуальных каналов используется 2 режима передачи пакетов:

Режим обычной маршрутизации при установлении соединения (на основании адреса станции назначения)

Режим коммутации на основании номера виртуального канала.

Маршрутизация пакетов без предварительного установления соединения. Как в IP сетях, эффективно при кратковременных потоках данных. Маршрутизация позволяет распараллеливать потоки пакетов, что повышает производительность сети при наличии параллельных путей сети.

При отказе маршрутизатора или канала связи, пакеты просто пойдут по другому пути. Это достоинство дэйтаграммного способа.

При использоавании виртуальных каналов эффективно передаются долговременные потоки. Для кратковременных он не очень эффективен, так как требуется время на установление соединения. Например самые быстрые коммутаторы тратят на установление соединения 5-10мс каждый. Таким образом, виртуальные каналы эффективны для передачи информации в реальном масштабе времени. Когда объем пакетов невелик, невыгодно передавать большой адрес в небольшом пакете, так как доля полезной информации уменьшается и сеть передает большой объем служебной информации.

Т.о. заголовки потребителю информации не нужны.