Методы коммутации в телекоммуникационных сетях

Основные способы построения телекоммуникационных сетей связи

Способы построения сетей связи

Эталонная модель взаимодействия открытых систем

Обмен информацией в телекоммуникационных сетях осуществляться по определенным, заранее оговоренным правилам (стандартам)

Общая проблема связи состоит из двух частей:

1) первая часть касается сети связи – данные, передаваемые по сети должны поступить по назначению в правильном виде и своевременно;

2) вторая часть – обеспечение распознавания данных для дальнейшего использования – функции оконечного оборудования пользователя.

Открытыми называются системы, использующие одинаковые протоколы взаимодействия. Протокол – набор правил, регламентирующих взаимодействие для обмена сообщениями между независимыми устройствами или процессами.

Функции уровней:

1) Физический уровень - передача сигналов физической природы.

2) Канальный уровеньформирует блоки данных – кадры, осуществляет управление доступом, обнаруживает и исправляет ошибки.

3) Сетевой уровеньреализует функцию маршрутизации. Блоки данных сетевого уровня называются пакетами.

4) Транспортный уровень обеспечивает взаимодействие процессов в подключаемых оконечных устройствах и управление движением пакетов между этими процессами.

(Уровни 1- 4 составляют транспортную сеть)

5) Сеансовый уровеньобеспечивает поддержание диалога между процессами, выполняя функции по организации передачи данных и по синхронизации процедур взаимодействия.

Пример диалога в сети

6) Уровень представленияобеспечивает интерпретацию данных. Реализуется синтаксис (анализируется представление символов, формат страниц, кодирование и др.).

7) Прикладной уровеньреализует функции, которые не могут быть приписаны предыдущим уровням. Обеспечивает выполнение всех информационно-вычислительных процессов.

Многоуровневая организация взаимодействия порождает необходимость модификации информации на каждом уровне в соответствии с функциями уровня

Взаимодействие уровней

При передаче - на каждом уровне блок данных принимается от вышестоящего уровня, к данным добавляется управляющая информация и блок передается нижестоящему уровню

При приёме - каждый уровень использует только соответствующий заголовок, не просматривая остальную часть принятого блока данных.

→ уровни самостоятельны

→ можно заменять протоколы и программы отдельных уровней

→ независимость управления

Организация взаимодействия между пользователями

Методы коммутации в телекоммуникационных сетях

Система коммутации выполняет задачу распределения информационных потоков.

Два основных принципа коммутации:

1) непосредственное соединение (коммутация без запоминания передаваемой информации);

2) соединение с накоплением информации (коммутация с запоминанием).

Коммутация каналов - Непосредственное соединение

Достоинства метода коммутации каналов:

Недостатки метода коммутации каналов:

Потери - отношение числа потерянных вызовов к общему числу поступивших (является качественным показателем обслуживания).

Р=С_пот / С_пост

где С_пот – число потерянных вызовов;

С_пост – общее число поступивших вызовов.

Фазы установления соединения путем коммутации каналов:

1) направление заявки на соединение;

2) организация сквозного физического канала;

3) передача сообщений между абонентами;

4) разрушение соединения.

Коммутация с запоминанием

две разновидности коммутации

1) Коммутация сообщений (системы с ожиданием)

2) Коммутация пакетов

два способа доставки сообщений:

· дейтаграммный (датаграммный), при котором пакеты движутся по сети независимо друг от друга любыми свободными маршрутами;

· виртуальное соединение, при котором передача сообщений идет в виде последовательности связанных в цепочки пакетов через память управляющих устройств центров коммутации пакетов (ЦКП), функции которых могут выполнять современные цифровые системы коммутации (ЦСК). Данный способ позволяет соединить достоинство метода коммутации каналов (передачу сообщений в естественной последовательности) и достоинство метода коммутации пакетов (высокую скорость передачи сообщений).

фазы установления соединения для коммутации сообщений:

1) направление заявки на соединение – вызывающий абонент передает в ЦКС сообщение вместе с условным адресом вызываемого абонента;

2) запоминание сообщения – в ЦКС сообщение запоминается, и по адресу определяется канал передачи;

3) передача сообщения.

фазы установления соединения для коммутации пакетов:

1) Направление заявки на соединение – вызывающий абонент передает в ЦКП сообщение вместе с условным адресом вызываемого абонента.

2) Представление сообщения в виде пакетов. Если разбиение на пакеты происходит в ЦКП, то дальнейшая передача пакетов осуществляется по мере их формирования, не дожидаясь окончания приема в ЦКП всего сообщения.

3) Передача пакетов. Если канал к соседнему ЦКП свободен, то пакет немедленно передается на соседний ЦКП, где повторяется та же операция. Если канал к соседнему ЦКП занят, то пакет определенное время может храниться в памяти УК до освобождения канала.

Сравнительная характеристика сетей с различными методами коммутации

Коммутация каналов	Коммутация сообщений	Коммутация пакетов
Реализуется на базе временного прямого электрического соединения	Отсутствует прямое электрическое соединение	Отсутствует прямое электрическое соединение
Отсутствует накопление сообщений	Сообщение накапливается во внешнем запоминающем устройстве	Накапливаются небольшие части сообщений в оперативном запоминающем устройстве
Возможен обмен в реальном времени, возможен диалог	Диалог невозможен	Диалог возможен
Тракт организуется на время длительности одного соединения	Тракт устанавливается для каждого сообщения между соседними ЦКС	Тракт устанавливается для каждого пакета или на время сеанса
Основная задержка - при установлении соединения	Основная задержка - при передаче	Небольшие задержки при установлении соединения и передаче
Сеть работает как система с отказами	Сеть работает как система с ожиданием	Сеть работает как система с ожиданием и отказами
При перегрузке имеют место отказы	При перегрузке возрастают задержки в доставке	При перегрузке возрастают задержки в доставке, но они существенно меньше, чем в сетях с КС. Также возникают и отказы, но вероятность их на порядок меньше, чем в сети с КК
Защита сообщений выполняется пользователем	Основные функции защиты реализуются в сети	Основные функции защиты реализуются в сети
Невозможны преобразования скоростей, кодов, форматов	Возможны преобразования скоростей, кодов, форматов	Возможны преобразо­вания скоростей, кодов, форматов
Экономичная сеть при низких объемах нагрузки	Экономичная сеть при больших объемах нагрузки	Экономичная сеть при больших объемах нагрузки