Технології комутації каналів і комутації пакетів. Основні поняття
Коммутация каналов -в качестве информационных потоков в сетях с коммутацией каналов выступают данные, которыми обмениваются пары абонентов1.Соответственно глобальным признаком потока является пара адресов (телефонных номеров) абонентов,связывающихся между собой. Для всех возможных потоков заранее определяются маршруты. Маршруты в сетях с коммутацией каналов задаются либо «вручную» администратором сети, либо находятся автоматически с привлечением специальных программных и аппаратных средств. Маршруты фиксируются в таблицах, в которых признакам потока ставятся в соответствие идентификаторы выходных интерфейсов коммутаторов. На осно- вании этих таблиц происходит продвижение и мультиплексирование данных. Однако, как уже было сказано, в сетях с коммутацией кан;шов решение всех этих задач имеет свои особенности. Одной из особенностей сетей с коммутацией каналов является понятие элементарного канала.Элементарный канал(или просто канал)— это базозая техническая характеристика сети с ком- мутацией каналов, представляющая собой некоторое фиксированное в пределах данного типа сетей значение пропускной способности. Любая линия связи в сети с коммутацией каналов имеет пропускную способность, кратную элементарному каналу, принятому для данного типа сети.Значение элементарного канала, или, другими словами, минимальная единица пропускной способности линии связи, выбирается с учетом разных факторов. Очевидно, однако, что элементарный канал не стоит выбирать меньше минимально необходимой пропускной способности для передачи ожидаемой предложенной нагрузки. Особенностью сетей с коммутацией каналов является го, что пропускная способность каждой линии связи должна быть равна целому числу элемента эных каналов.
Связь, построенную путем коммутации (соединения) элементарных каналов, называют составным каналом.
Подчеркнем следующие свойства составного канала
• составной канал на всем своем протяжении состоит из одинакового количества элемен-
тарных каналов;
• составной канал имеет постоянную и фиксированную пропускную способность на всем
своем протяжении;
• составной канал создается временно на период сеанса связи двух абонентов;
• на время сеанса связи все элементарные каналы, входящие в составной канал, поступа-
ют в исключительное пользование абонентов, для которых был создан этот составной
канал;
• в течение всего сеанса связи абоненты могут посылать в сеть данные со скоростью, не
превышающей пропускную способность составного канала;
• данные, поступившие в составной канал, гарантированно доставляются вызываемому
абоненту без задержек, потерь и с той же скоростью (скоростью источника) вне зави-
симости от того, существуют ли в это время в сети другие соединения или нет;
• после окончания сеанса связи элементарные каналы, входившие в соответствующий
составной канал, объявляются свободными и возвращаются в пул распределяемых
ресурсов для использования другими абонентами.
В сети может одновременно происходить несколько сеансов
продвижение данных в сетях с коммутацией каналов происходит в два
этапа:
1. В сеть поступает служебное сообщение — запрос, который несет адрес вызываемого
абонента и организует создание составного канала.
2. По подготовленному составному каналу передается основной поток данных, для пере-
дачи которого уже не требуется никакой вспомогательной информации, в том числе
адреса вызываемого абонента. Коммутация данных в коммутаторах выполняется на
основе локальных признаков — номеров элементарных каналов.
Технология коммутации каналов ориентирована на минимизацию случайных событий в сети, то есть это технология, стремящаяся к детерминизму. Во избежание всяких возможных неопределенностей значительная часть работы по организации информационного обмена выполняется заранее, еще до того, как начнется собственно передача данных. Сначала по заданному адресу проверяется доступность необходимых
элементарных каналов на всем пути от отправителя до адресата. Затем эти каналы за- крепляются на все время сеанса для исключительного использования двумя абонентами и коммутируются в один непрерывный «трубопровод» (составной канал), имеющий «шлюзовые задвижки» на стороне каждого из абонентов. После этой исчерпывающей подготовительной работы остается сделать самое м;шое: «открыть шлюзы» и позволить
информационному потоку свободно и без помех «перетекать» между заданными точками сети.
Коммутация пакетов
Сети с коммутацией пакетов, так же как и сети с коммутацией каналов, состоят из коммутаторов, связанных физическими линиями связи. Однако передача данных в этих сетях происходит совершенно по-другому. Образно говоря, по сравнению с сетью с коммутацией каналов сеть с коммутацией пакетов ведет себя менее «ответственно». Например,она может принять данные для передачи, не заботясь о резервировании линий связи на пути следования этих данных и не гарантируя требуемую пропускную способность. Сеть с коммутацией пакетов не создает заранее для своих абонентов отдельных, выделенныхисключительно для них каналов связи. Данные мо)ут задерживаться и даже теряться попути следования. Как же при таком хаосе и неопределенности сеть с коммутацией пакетов выполняет свои функции по передаче данных?
Важнейшим принципом функционирования сетей с коммутацией пакетов является представление
информации, передаваемой по сети, в виде структурно отделенных друг от друга порций данных,
называемых пакетами.
Неопределенность и асинхронность перемещения данных в сетях с коммутацией пакетов
предъявляет особые требования к работе коммутаторов в таких сетях.
Главное отличие пакетных коммутаторов1 от коммутаторов в сетях с коммутацией каналов состоит
в том, что они имеют внутреннюю буферную памятьдля временного хранения пакетов.
Пакетный коммутатор может работать на основании одного из трех методов продвижения
пакетов:
• дейтаграммная передача;
• передача с установлением логического соединения;
• передача с установлением виртуального канала.
Процедура согласования двумя конечными узлами сети некоторых параметров процесса обмена пакетами называется установлением логического соединения.Параметры, о которых договариваются два взаимодействующих узла, называются параметрами логического соединения.
Единственный заранее проложенный фиксированный маршрут, соединяющий конечные узлыв сети с коммутацией пакетов, называют виртуальным каналом (virtual circuit или virtual channel).