1. Способы коммутации данных
Коммутация данных – это передача данных, при которой канал передачи данных может попеременно использоваться для передачи разных сообщений в разном направлении. Некоммутируемые каналы обычно закрепляются за определенными абонентами. Коммутация данных бывает трех типов.
2.1. Коммутация каналов
К
оммутация
каналов
подразумевает формирование сквозного
физического канала
связи от отправителя до получателя до
момента начала связи (рис. 1.4, а). При
такой коммутации сообщение передается
полностью
и без
буферизации
в транзитных узлах. При таком способе
самое маленькое время передачи сообщения,
но и самая маленькая пропускная
способность всей сети, т.к. остальным
сообщениям приходится ждать освобождения
канала, занятого другим сообщением
(может быть очень большим).
Коммутация каналов может быть временной и пространственной и зависит от того, как устроен коммутатор внутри транзитных узлов (коммутаторов и маршрутизаторов).
Пространственный коммутатор размера N х M – это матрица, в которой N входов подключены к горизонтальным шинам, а M входов – к вертикальным (рис. 1.6). В узлах сетки – коммутирующие элементы, причем в каждом столбце сетки может быть открыто не более чем по одному элементу. Основной недостаток такой схемы – большое число коммутирующих элементов, вследствие чего – большая стоимость коммутаторов. Для его устранения применяются многоступенчатые коммутаторы (рис. 1.7). Все пространственные коммутаторы настроены на определенное число портов и их очень сложно нарастить. Пространственные коммутаторы используются в устройствах фирмы Cisco.
Временной коммутатор построен на основе буферной памяти. Запись производится в ее ячейки последовательным опросом входов, а коммутация осуществляется благодаря считыванию данных на выходы из нужных ячеек памяти. При этом происходит задержка на время одного цикла “запись-чтение”. Время срабатывания таких коммутаторов (даже с многовходовой памятью или организованной по модульному принципу) безусловно, больше по сравнению с пространственными, но зато они отличаются более низкой стоимостью. В настоящее время преимущественно используется временная или смешенная коммутация.
2.2. Коммутация сообщений
При коммутации сообщений создается один виртуальный (логический) канал между отправителем и получателем до начала передачи и много физических каналов между каждой парой соседних (транзитных) узлов, входящих в выбранный оптимальный маршрут (рис. 1.4, б). Логический канал устанавливает протокол транспортного уровня (например, TCP), а физические – протокол канального уровня (например, IEEE 802.2 – УЛК, LLC). Сообщение передается полностью с буферизации в транзитных узлах и возможным временным мультиплексирование каналов связи между другими сообщения. Поэтому в транзитных узлах требуется ОЗУ большого размера. По сравнению с коммутацией каналов время передачи одного сообщения уменьшается, но зато пропускная способность всей сети возрастает (за счет мультипрексирования каналов связи).