3.3.2. Методы коммутации

3.3.2.1. Коммутация каналов

Рассмотрим процесс обмена данными двух станций по сети с коммутацией каналов. Он состоит из последовательности трех фаз.

• Начальная фаза установления соединения между парой “станция-станция”.

• Фаза двунаправленной передачи данных по сети.

• Фаза разъединения соединения после завершения об­мена данными и освобождения заранее зарезервированных ресурсов.

На фазе установления соединения одна из станций посылает запрос на соединение с другой станцией. Запрос проходит последовательность транзитных узлов сети между этими станциями. При этом предварительно проверяется незанятость очередного отрезка канала между соседними узлами.

В случае незанятости отрезка канала, осуществляется его резервирование. В противном случае, происходит отказ в установлении соединения и осуществляется переход к третьей фазе.

Если вся цепочка каналов между оконечными станциями была успешно зарезервирована, то станция, пославшая запрос получает подтверждение о том, что соединение установлено и после этого начинает передавать данные (вторая фаза).

Недостатки:

• неэффективность использования ресурсов (каналы ре­зервируются даже на то время, когда собственно данные не передаются);

• высокая вероятность получения отказа при резервирова­нии пути, включающего много транзитных уз­лов;

• значительная задержка при установлении соединения и склонность сети к перегрузке;

• лавинообразный рост отказов установления соедине­ний в случае перегрузки сети.

Преимущество использования этого метода для обмена дискретными данными только одно:

• после установления соединения, передача данных идет на максимальной скорости, очень эффективно и практиче­ски без задержек.

3.3.2.2. Методы коммутации пакетов

Коммутация пакетов была специально разработана для повышения надежности и эффективности передачи компьютерного трафика. В этом случае все передаваемое сообщение предварительно разбивается на части (в различных технологиях это могут быть пакеты или кадры или ячейки). Каждый пакет снабжается заголовком, где указывается сетевые адреса отправителя и получателя, а также порядковый номер пакета в сообщении.

Кроме этого к каждому пакету добавляют «концевик», где размещается кроме прочего и контрольная сумма (FCS) – средство контроля правильности передачи пакета. Пакеты поступают в сеть без предварительного резервирования каналов и без фиксирования скорости передачи.

Транзитные узлы (коммутаторы) в таких сетях должны содержать достаточную буферную память для временного хранения приходящих пакетов, а также простейший процессор для проверки их контрольных сумм и маршрутизации.

После успешной проверки, пакеты пересылаются на следующий коммутатор.

В случае рассогласования скорости поступления пакетов со скоростью их коммутации и пересылки, в буферной памяти транзитных узлов могут возникать входные и/или выходные очереди пакетов. Согласование этих скоростей в сети обеспечивают механизмы маршрутизации.

Режим дейтаграмм

Все передаваемые в данном режиме пакеты являются независимыми.

Преимущества

• Уменьшение размера передаваемых порций информа­ции и возможность одновременной передачи нескольких пакетов одного сообщения по альтернативным путям суще­ственно уменьшает сетевые задержки при передаче данных.

• Транзитные узлы могут иметь не столь большие, как при коммутации сообщений, размеры буферной памяти, а скорость обработки информации в этих узлах может быть повышена.

• На уменьшение задержек существенно влияет и то, что при обнаружении ошибок повторно передаются лишь от­дельные пакеты, а не целые сообщения.

Недостатки

• Увеличение объема дополнительной, служебной инфор­мации, передающейся по сети (заголовки и конце­вики отдельных пакетов).

• Необходимость сборки переданного сообщения в узле назначения. Проблема состоит в том, что отдельные па­кеты, проходя различными маршрутами по подсети, часто могут приходить в конечный пункт назначения неупорядоченно.