Коммутация сообщений

Этот принцип стал возможным при внедрении в системы связи вычислительных средств, позволяющих производить быструю обработку принимаемых сообщений. В системе с коммутацией сообщений на каждом транзитном участке (передатчик-приемник) выполняются следующие основные операции:

а) прием сигнала с проверкой на безошибочность процесса передачи и при положительном результате отправка сообщения в накопительное устройство принимающего узла;

б) хранение в накопительном устройстве сообщений до момента выдачи на передачу;

в) передача сообщений с учетом протокола обслуживания (например, в порядке поступления, в обратном порядке, с учетом приоритетов и т.п.) следующему узлу в направлении адресата.

Коммутация пакетов

В основу коммутации пакетов заложен такой же принцип, как при коммутации сообщений, т.е. передача с промежуточным накоплением (хранением). Разница в том, что передаются сообщения не целиком, а по частям - пакетам. Пакеты, оформленные в кадровую структуру для передачи по каналу связи, состоят из заголовка (имеющего всю необходимую служебную информацию для продвижения к адресату), основной части, проверочных символов и передаются по сети как независимые объекты. Если сообщения имеют небольшие размеры, то коммутация пакетов, по сравнению с коммутацией сообщений дает существенное сокращение временной задержки. Это объясняет тот факт, что при последней речевой обмен между пользователями не возможен, а при пакетной коммутации - это один из видов передаваемых сообщений. Однако, такой тип передаваемых сообщений требует повышенной скорости передачи. Например, в пакетной радиосети DARPA (США) данные передаются со скоростью 100 Кбит/с, а речевые сообщения - 400 Кбит/с.

Гибридная коммутация

При таком способе используются режимы коммутации каналов и коммутации пакетов. При этом каналы трактов передачи могут жестко закрепляться за информационными потоками, использоваться различными потоками в случае их незанятости или же использоваться различными потоками с заполнением пауз. Возможны варианты адаптивной коммутации, которая использует ранее рассмотренные методы в зависимости от свойств трафика (информационной нагрузки).

8.6. Структура информационной сети. Топология сети

Структура любой системы - это фиксированная совокупность элементов и связей между ними. Как ранее отмечено, любую сеть удобно разбить на две подсети: подсеть связи и подсеть ресурсов и пользователей. Основной функцией подсети связи является пересылка пакетов, для реализации которой осуществляется прием пакетов от любого пользователя, их временное хранение (при коммутации сообщений и пакетов), выбор маршрута следования по сети связи и быстрая, надежная доставка их в место назначения. Подсеть ресурсов и пользователей включает в себя множество устройств оконечного оборудования, вычислительной техники и терминалов, подключенных к узлам сети.

При рассмотрении крупномасштабных сетей обычно рассматривают иерархическую структуру (пример приведен на рис. 2), которая отображает значимость и выполняемые функции различных частей сети.

Важнейшей категорией, характеризующей связь абонентов в сети является топология. Топологией сети принято считать совокупность элементов и связей между ними, “очищенных” от всех свойств, кроме свойств существования и связности. Обычно топология задается графом G(A,N), где A - множество вершин графа, т.е. элементов сети (пользователи, узлы коммутации и т.п.), а N - множество его ребер, соответствующих линиям связи. Каждое ребро имеет длину, которая эквивалентна “стоимости” его использования, например, ее геометрической длине, пропускной способности, общей загрузке и т.п. В случае, когда учитываются направления ребер задается ориентированный граф (орграф). Для задания графа используют аналитический, геометрический и матричный способы.

Одним из примеров аналитического способа задания графа является его представление в виде совокупности множества элементов Х и подмножества множества упорядоченных пар элементов (х_i,x_j)ХХ. Заметим, что множество пар (х_i,x_j) декартова произведения ХХ эквивалентно некоторому бинарному отношению B, заданному на множестве Х. Поэтому задавая множество Х и бинарное отношение B на множестве Х аналитически определяется граф.

Пример геометрического представления орграфа показан на рис. 3. В случае если абонентов в сети много, он может задаваться в виде пересекающихся множеств, что указывает на число или мощность множеств переприема (число пролетов минус один). На рис. 4 показан пример топологии двухпролетной сети.

Матричный способ задания орграфа G(A,N) может быть представлен матрицей смежности

,

элементами которой являются единицы и нули, причем r_ij=1 означает наличие в нем ребра (i,j), а r_ij=0 - в противном случае. Симметричная относительно главной диагонали квадратная матрица R будет матрицей смежности неориентированного графа G(A,N). Из рассмотренного видно, что если граф задан одним из способов, всегда можно перейти к любому другому, более удобному.