Лекции / 5. Лекция № 5. Основы пакетной коммутации 15.10.2024 (КПК АП)

2

Коммутация сообщений (КС) – сообщение хранится в памяти и при освобождении канала целиком передаётся (телеграфия).

Коммутация каналов (КК) – между оконечными устройствами на время передачи сообщения закрепляется временной канал с фиксированной скоростью, например, 64 кбит/с при передачи телефонных сообщений.

Коммутация пакетов (КП) - сообщение делится на пакеты, каждый пакет имеет адресную часть. Пока формируется пакет, по каналу могут передаваться пакеты других сообщений. Так, при передачи голосового сообщения через каждые 125 мкс производятся отсчёты амплитуды сигнала. Каждый отсчёт кодируется одним байтом, пакет (содержит 80 или 160 байт, время пакетирования соответственно 10 или 20 мс).

3

Сети с коммутацией каналов (CS – Circuit Switching)

коммутации каналов

Достоинства

1.Используется звено сигнализации 64 кбит/с для установления соединения, т.е скорость постоянна и известна (канал реального времени).

2.Правильная последовательность прихода данных.

3.Низкий и постоянный уровень задержки передачи информации.

4.Высокое качество канала.

Недостатки

1.Нерациональное использование пропускной способности каналов.

2.Возможен отказ сети в обслуживании вызова из-за занятости линий.

3.Фиксированная скорость канала. Эффективна для трафика с постоянной скоростью передачи. Эффективность снижается, когда информационные потоки имеют пульсирующий характер.

Сети с коммутацией пакетов (PS –

5

Packet Switching)

Важнейшим принципом сетей с КП является представление информации в виде структурно отдаленных друг от друга порций данных (пакетов). Каждый пакет имеет заголовок, в котором содержится адрес назначения и др. вспомогательная информация. Каждый пакет обрабатывается коммутатором независимо от других. Главное отличие пакетных коммутаторов от коммутаторов в сети с КК состоит в том, что они имеют буферную память для временного хранения пакетов для согласования скорости поступления пакетов со скоростью их коммутации.

Начало развитие сетей с КП

•1961-1964: Леонард Клейнрок, лучший студент Массачусетского технологического института, доказывает, что пакетная коммутация очень эффективна при пульсирующем трафике. Клейнрок описал технологию, способную разбивать файлы на части и передавать их различными путями через сеть.

•1967: Лоуренс Робертс представляет проект межсетевого соединения разнородных компьютеров через специальные узлы (коммутаторы), называемые Процессоры интерфейсных сообщений (IMP). Робертс также принимал участие в разработке стека протоколов TCP / IP.

•Проект финансировался Агентством перспективных исследовательских проектов (ARPA) Министерство обороны США: это сеть ARPANET, которая явилась прототипом сети Internet. Министерство обороны США считало, что им нужна надежная сеть на случай войны. Разработка была поручена Калифорнийскому университету в Лос-Анжелесе, Стэнфордскому исследовательскому центру, Университету Юты и Университету штата Калифорния в Санта-Барбаре.

Сеть ARPANET

Первое испытание сети произошло в октябре 1969 года.

Сеть состояла из двух терминалов, первый терминал находился в Калифорнийском университете, а второй на расстоянии 600 км от него — в Стэндфорском университете. Терминалы представляли собой 16ти разрядные компьютеры с 12 кбайт памяти. Линии связи работали со скоростью 56 Кбит/с, были арендованы у телефонной компании AT&T. Тестовое задание за ключалось в том, что первый оператор вводил слово «LOGON», являвшееся кома ндой входа в систему, а второй должен был подтвердить, что он видит его у се бя на экране.

The Network Control Protocol (NCP) —сетевой протокол, который использовался в ARPANET.

Развитие сети ARPANET

К 1971 году к сети было подключено еще 15 терминалов. В 1973 году уже подключились иностранные организации из Великобритании и Норвегии. Сеть стала международной. Стоимость пересылки электронного письма по сети ARPANET составляла 50 центов.

Сеть ALOHANET

•ALOHANET— первая компьютерная сеть передачи данных с коммутацией пакетов, которая в качестве среды доступа к ней использует беспроводную технологию. Гавайское слово ALOHA обозначает «Привет». И сеть ALOHANET была построена между Была разработана и введена в

эксплуатацию в 1968—1970-х годах группой учёных Гавайского Университета под руководством Нормана Абрамсона.

•Цель проекта - изучение возможностей использования радиопередачи как альтернативы проводным технологиям коммутации.

•Правила доступа в сети ALOHA чрезвычайно просты. Если у ПК есть пакет данных он его передает. Если случилась коллизия (т.е. при одновременной передаче пакетов от двух устройств происходит искажение передаваемых данных). При этом ПК выжидает случайное время и опять повторяет передачу.

•Концептуальные наработки этого проекта легли в основу таких технологий и протоколов как Ethernet, Wi-Fi, Bluetooth.