Системы адресации абонентских систем в сетях. Для идентификации источников и приемников информации в сети Интернет всем абонентским системам (хост-компьютерам) присваиваются уникальные адреса
Для идентификации источников и приемников информации в сети Интернет всем абонентским системам (хост-компьютерам) присваиваются уникальные адреса, отвечающие следующим требованиям:
• адрес должен иметь формат, позволяющий просто и оперативно выполнять
вычислительным средствам абонентских систем и узлов коммутации его об-
работку;
• адрес должен быть понятен пользователю и нести определенную информа-
цию об адресуемом объекте.
С учетом этих требований адреса абонентских систем в сети Интернет
могут иметь двойную кодировку:
• обязательный цифровой IР-адрес, легко воспринимаемый и обрабатываемый
всеми вычислительными средствами сети;
• необязательный символьный DNS-адрес (DNS, Domain Name System), удобный для восприятия пользователем.
Цифровой IP-адрес версии V.4 представляет собой 32-разрядное двоичное число, которое разделяется на четыре блока по 8 бит. Два старших блока могут в зависимости от формата (класса адреса) определять адрес сети, входящей в состав глобальной сети Интернет, а два других — адреса подсети и хост компьютера внутри этой подсети. Структура одного из возможных форматов
IP-адреса представлена на рис.
Ввиду огромного количества подключенных к сети Интернет абонентских систем ощущается ограниченность 32-разрядных IP-адресов, поэтому ведется разработка модернизированного протокола IP-адресации, имеющего целью:
• повышение пропускной способности сети;
• создание лучше масштабируемой и адаптируемой схемы адресации;
• обеспечение гарантий качества транспортных услуг;
• обеспечение защиты информации, передаваемой в сети.
Основой этого протокола являются 128-битные адреса, обеспечивающие более 1000 адресов на каждого жителя земли. Внедрение этой адресации (IP- адресация версии V.6) снимет проблему дефицита цифровых адресов. Доменный адрес состоит из нескольких, отделяемых друг от друга точкой буквенно-цифровых доменов (domain – область). Этот адрес построен на основе иерархической классификации: каждый домен, кроме крайнего левого, определяет целую группу абонентских систем, выделенных по какому-либо признаку,
при этом домен группы, находящейся слева, является подгруппой (поддоменом) правого домена. Всего в сети сейчас насчитывается более 120 000 разных доменов.
Пример двухбуквенного обозначения доменов некоторых стран приведен
Доменный адрес может иметь произвольную длину. В отличие от цифрового адреса он читается в обратном порядке. Вначале указывается домен нижнего уровня – имя хост-компьютера, затем последующие домены – имена подсетей и сетей, в которых он находится, и домен верхнего уровня – чаще всего идентификатор географического региона (страны). Каждый уровень доменов отделяется друг от друга точкой.
Преобразование доменного адреса в соответствующий цифровой IP-адрес автоматически выполняют специальные DNS- серверы (Domain Name Server) – серверы имен. Поэтому пользователю нет необходимости знать цифровые адреса.
Для работы в Интернете достаточно знать только доменный адрес компьютера или пользователя, с которым необходимо установить связь. Но более эффективно для адресации использовать не просто доменный адрес, а универсальный локатор ресурсов – URL – адрес (Universal Resource Locator), который дополнительно к доменному адресу содержит указания на используемую технологию доступа к ресурсам и спецификацию ресурса внутри файловой структуры компьютера.
Метод коммутации каналов
Метод коммутации каналов основан на образовании непрерывного составного физического канала из последовательно соединенных отдельных сегментов для прямой передачи данных между абонентскими системами. В сети с коммутацией каналов перед передачей данных выполняется процедура установления соединения, в процессе которой и создается составной канал.
Время передачи данных в сетях с коммутацией каналов в общем случае определяется объемом передаваемой информации и пропускной способностью канала. Наибольшая эффективность данного метода коммутации достигается при передаче с постоянной скоростью больших объемов информации между двумя абонентскими системами.
Для организации дуплексного режима работы скоммутированного канала (передача данных ведется одновременно в двух направлениях) могут применяться технологии частотного (Frequency Division Multiplexing, FDM) или временного (Time Division Multiplexing, TDM) мультиплексирования.
В волоконно-оптических кабелях для организации дуплексного режима работы применяется передача данных в одном направлении с помощью светового пучка одной длины волны, а в обратном - другой длины волны. Такая технология относится к методу FDM, однако для оптических кабелей она получила название разделения по длине волны (Wave Division Multiplexing, WDM).
К основным достоинствам метода коммутации каналов относится следующее:
· возможность использования скоммутированного составного канала для организации дуплексного (диалогового) информационного обмена между абонентами:
· возможность организации информационного обмена между абонентами в реальном масштабе времени;
· обеспечение полной прозрачности канала при передаче информации.
Недостатками данного метода коммутации являются:
· снижение пропускной способности телекоммуникационной сети из-за монополизации большого числа сегментов составного канала связи одной парой абонентских систем на все время их информационного взаимодействия;
· значительные временные затраты на формирование канала связи в случае ожидания освобождения отдельных его сегментов;
· неравномерность загрузки каналов при передаче информационных потоков различной интенсивности (при пульсациях трафика).
Метод коммутации пакетов
Метод коммутации пакетов основан на разбиении формируемых абонентскими системами и передаваемых по сети информационных сообщений (данных) на сравнительно небольшие части, называемые пакетами. Длина пакетов, в отличии от сообщений, ограничивается некоторым фиксированным размером.
Каждый пакет снабжается заголовком, в котором указывается адресная информация (номера АС источника и приемника), необходимая для доставки пакета по назначению, а также номер пакета, который будет использоваться абонентской системой - приемником для сборки сообщения.
Пакеты передаются по сети как независимые информационные блоки и могут следовать от АС - источника к АС - приемнику даже по различным маршрутам. Узлы коммутации ТКС принимают пакеты от АС - источников и на основании адресной информации передают их друг другу, а в конечном итоге — АС - приемникам, в которых пакеты вновь объединяются в информационные сообщения.
Узлы коммутации пакетов являются более сложными по сравнению с узлами коммутации каналов. Они имеют внутреннюю буферную память для временного хранения пакетов на случай, если выходной порт в момент принятия пакета занят передачей другого пакета.
В этом случае пакет находится некоторое время в очереди пакетов в буферной памяти выходного порта, а когда до него дойдет очередь, то он передается следующему узлу коммутации. Такая схема передачи данных с временным мультиплексированием позволяет сглаживать пульсации трафика в каналах связи и тем самым использовать их наиболее эффективным образом для повышения пропускной способности ТКС в целом.
В сетях с коммутацией пакетов сеансы информационного взаимодействия между конкретными парами абонентских систем в отдельных случаях могут быть более длительными, чем в сетях с коммутацией каналов. Однако, при большом количестве абонентских систем и узлов коммутации средний объем трафика, передаваемого по сетям с коммутацией пакетов, значительно больше, чем в сетях с коммутацией каналов при одинаковой пропускной способности каналов связи.
К основным достоинствам метода коммутации пакетов относится:
· более высокая по сравнению с методом коммутации каналов эффективность использования ресурсов телекоммуникационной сети;
· возможность сглаживания в разделяемых каналах связи пульсаций трафика;
· возможность использования каналов с различной пропускной способностью;
· высокая адаптивность к изменению условий передачи данных в сети.
Недостатками метода коммутации пакетов являются:
· неопределенность пропускной способности соединения между двумя взаимодействующими абонентскими системами;
· использование более сложных и дорогостоящих узлов коммутации;
трудность организации интерактивного (диалогового) режима обмена данными и обмена данными в реальном масштабе времени.