Реферат № 15 Рохтин Я.А
..docxРеферат по лекции "Методы коммутации в телекоммуникационных системах"
Введение
Коммутация — это процесс передачи данных в телекоммуникационных системах (ТКС), который позволяет временно использовать канал передачи данных для обмена информацией между различными узлами сети. Коммутация является основным инструментом для соединения пользователей и управления потоками данных в сети. Данная работа рассматривает основные методы коммутации, их задачи, преимущества и недостатки, а также особенности применения различных подходов.
Коммутация сообщений: Метод коммутации сообщений основан на технологии «запомнить и передать». Сообщения передаются через сеть целиком, сохраняя целостность. Данные буферизуются в транзитных узлах, что предотвращает их потерю, но может увеличивать задержки. Коммутация сообщений широко используется в электронных системах, таких как почта и телеконференции. Основные преимущества: отсутствие необходимости в предварительном установлении соединения и возможность сглаживания пиковых нагрузок. Однако метод ограничен в работе в реальном времени из-за задержек передачи.
Коммутация пакетов: Коммутация пакетов сочетает достоинства каналов и сообщений. Сообщение разбивается на небольшие пакеты, которые снабжаются заголовками с информацией об отправителе, получателе и номере пакета. Пакеты могут передаваться различными маршрутами, а затем объединяются в исходное сообщение на стороне получателя. Этот метод позволяет увеличить количество подключаемых пользователей, повысить эффективность использования ресурсов сети и сократить задержки передачи данных. Коммутация пакетов является основой современных сетей передачи данных, включая Интернет.
Символьная коммутация: Данный метод применяется в случаях, когда в одном пакете объединяются данные от нескольких пользователей. Это позволяет сократить задержки, сохраняя оптимальный размер пакета для конкретной среды передачи. Символьная коммутация используется для повышения эффективности передачи данных, особенно в условиях разнородного трафика.
Дейтаграммная передача и виртуальные каналы: Дейтаграммный метод предполагает обработку пакетов независимо друг от друга. Это обеспечивает гибкость маршрутизации, но приводит к размытости путей, что может затруднить обеспечение качества обслуживания (QoS). Виртуальные каналы, напротив, создают фиксированные маршруты для потоков данных, что упрощает управление качеством и уменьшает нагрузку на сеть. Виртуальные каналы широко применяются в технологиях X.25, Frame Relay и ATM.
Методы и задачи коммутации
Задачи коммутации включают в себя:
Определение информационных потоков, для которых необходимо проложить маршруты.
Определение последовательности транзитных узлов (маршрутов) для этих потоков.
Настройка устройств сети для корректной передачи данных.
Продвижение потоков данных через транзитные узлы.
Мультиплексирование и демультиплексирование потоков для более эффективного использования каналов связи.
Информационный поток — это последовательность данных, имеющая общий набор признаков (например, адреса отправителя и получателя), что позволяет коммутаторам направлять поток по определённым маршрутам.
Основные методы коммутации
Коммутация каналов – Предусматривает установление физического соединения между узлами отправления и приёма перед началом передачи данных. Такой канал поддерживается в течение всего сеанса связи.
Преимущества:
Низкая задержка в передаче данных.
Возможность работы в реальном времени.
Поддержка прозрачности передачи данных.
Недостатки:
Длительное время установления соединения.
Невозможность выбора скоростей передачи.
Ограниченная масштабируемость сети.
Коммутация сообщений – Данные передаются в виде целых сообщений, которые хранятся в узлах сети до их полной отправки дальше.
Преимущества:
Не требует предварительного установления соединения.
Сглаживание пиковых нагрузок.
Высокая надёжность передачи.
Недостатки:
Высокие требования к объёму памяти узлов.
Задержки при передаче.
Ограниченная эффективность при работе в реальном времени.
Коммутация пакетов – Данные разделяются на небольшие пакеты фиксированной длины, каждый из которых передаётся независимо по сети.
Преимущества:
Эффективное использование каналов связи.
Возможность альтернативной маршрутизации.
Сокращение времени передачи данных.
Недостатки:
Увеличение затрат на обработку данных.
Потенциальная задержка из-за повторной сборки сообщения.
Символьная коммутация – Обеспечивает объединение небольших частей данных (символов) от разных пользователей в один общий пакет. Используется для уменьшения времени задержки.
Дейтаграммная передача – Каждый пакет обрабатывается независимо от других на основании адреса назначения. Используется в сетях IP и Ethernet.
Виртуальные каналы – Предоставляют устойчивые пути передачи пакетов между узлами сети. Используются в таких технологиях, как X.25, Frame Relay и ATM.
Особенности:
Пакеты используют локальные адреса вместо глобальных.
Возможность разделения трафика по качеству обслуживания (QoS).
Вывод
Методы коммутации являются ключевыми инструментами для обеспечения гибкости, надёжности и эффективности телекоммуникационных систем. Выбор конкретного метода зависит от требований сети, таких как скорость передачи данных, объём трафика и надёжность. В современных сетях всё чаще используются гибридные подходы, сочетающие преимущества различных методов для оптимизации управления трафиком.