OPFI / 01_-_OPFI_VI_Seti_peredachi_dannykh_i_Internet

Коммутация каналов - обзор

Коммутация каналов была разработана для управления передачей голосовых сообщений

Сетевые ресурсы выделяются на отдельный вызов

Для голосовых соединений канал связи используется очень эффективно

поскольку большую часть времени одна или другая сторона разговаривают

При передаче данных в сетях с коммутацией каналов

большую часть времени линия простаивает

 используется постоянная скорость передачи, что ограничивает использование сети при подключении разнообразных хосткомпьютеров и терминалов

Коммутация пакетов

Изучение новой формы цифровой передачи данных на большие расстояния началось в 1970-х гг. С тех пор технология коммутации пакетов претерпела существенные изменения, однако базовая концепция осталась той же.

Коммутация пакетов остается одной из немногих эффективных технологий передачи данных на большие расстояния.

Две самые новые технологии ГВС (ретрансляция кадров и асинхронный режим передачи данных) являются по существу разновидностью коммутации пакетов.

Большая часть технологии коммутации пакетов используется в Интернете

 Преимущества: гибкость, совместное использование ресурсов, надежность, способность к реагированию

Это достигается за счет использования сложных алгоритмов для уменьшения времени задержки и сглаживания дополнительной нагрузки на сеть

Коммутация пакетов –

Основные положения

Данные передаются короткими блоками, которые называются

пакетами

Обычно длина пакета ограничена 1000 октетами (байтами)

Длинное сообщение разбивается на серии пакетов

Каждый пакет содержит порцию данных пользователя (или все данные для коротких сообщений) плюс некоторую управляющую информацию

Управляющая информация содержит сведения о маршруте пакета по сети

В каждом попутном узле пакет принимается, некоторое время хранится и передается на следующий узел

Передающий компьютер отправляет сообщение в виде последовательности пакетов

Пакет включает информацию, указывающую на станцию - адресат

 Пакеты сначала посылаются на узел, к которому подключена станция

Узел недолго хранит пакет, определяет следующую ветвь маршрута и ставит пакет в очередь на передачу по линии связи

Когда линия связи доступна, каждый пакет передается на следующий узел

Все пакеты проходят по сети и доставляются на станцию назначения

Рисунок 1.2 Использование пакетов

Коммутация пакетов – Недостатки

▬Задержки

Задержка передачи равна длине пакета, деленной на скорость обработки данных канала

Задержки при обработке данных и постановке их в очередь на узле

▬Различная длина пакетов

Что может привести к различным маршрутам следования пакетов и к различным задержкам по времени на коммутаторах

Общее время отправки пакетов может существенно отличаться, это эффект называется неустойчивой синхронизацией (jitter), что весьма нежелательно в приложениях реального времени, таких как телефонные переговоры и видеозапись в реальном времени (т.к. пакеты доставляются не в том порядке, в котором отправлялись)

▬Добавление служебной информации, включающей адрес доставки и информацию об упорядочивании

Что уменьшает пропускную способность канала для передачи пользовательских данных

▬Повышается интенсивность обработки данных на каждом узле

Техника коммутации – Дейтаграмма

Дейтаграмма: пакеты обрабатываются индивидуально

Нет взаимосвязи с пакетами отправленными ранее

Каждый узел выбирает следующий узел на пути следования пакета

Пакеты с одинаковым адресом доставки могут следовать разными маршрутами

Последовательность следования пакетов может быть нарушена

Выходной узел или станция назначения восстанавливает исходную последовательность пакетов

Пакет может быть разрушен в сети

Выходной узел или станция назначения выявляет утерянный пакет и принимает решение о его восстановлении

Нет необходимости в этапе установки соединения

При обмене небольшим числом пакетов доставка происходит быстрее

 Гибкость

Если в одном фрагменте сети возникает перегрузка, то входящие дейтаграммы могут направляться в обход этого участка

Надежность

Если узел выходит из строя, последовательность пакетов может быть перенаправлена

Рисунок 1.3

Коммутация пакетов: Дейтаграмма

Техника коммутации –

Виртуальный канал

Планируемый маршрут устанавливается перед посылкой пакетов

Все пакеты следуют одним и тем же маршрутом

На время логической связи маршрут остается постоянным, что аналогично технологии коммутации каналов, отсюда и название –

виртуальный канал

Каждый пакет содержит идентификатор виртуального канала

Каждый узел в виртуальном канале знает, куда направлять пакеты

Не требуется решать задачу маршрутизации

Виртуальный канал отличается от канала в сети с коммутацией пакетов

Пакет буферируется на каждом узле и ставится в очередь для передачи по линии связи

Выбор маршрута выполняется один раз для данного виртуального канала

Сеть может предоставлять сервисы, связанные с виртуальным каналом

Упорядочивание и контроль ошибок

Пакеты должны быстрее проходить по сети

Если узел выходит из строя, все проходящие через такой узел виртуальные каналы также выходят из строя

Рисунок 1.4

Коммутация

пакетов

Виртуальный

канал