Методы коммутации. Общая структура сети с коммутацией аб-ов
Любые сети связи поддерживают некоторые способы комут своих аб-ов м/ду собой. Этими аб-ми могут быть удаленные компы, локальные сети, факс-аппараты или просто собеседники, общающиеся с помощью ТА. Существуют 3 принципиально различные схемы комут аб-ов в сетях: комут каналов, пакетов, сообщений. Каждая из этих схем имеет свои преимущества и недостатки, но по долгосрочным прогнозам будущее принадлежит технологии комут пакетов, как более гибкой и универсальной. Как сети с комут пакетов, так и сети с комут каналов можно разделить на 2 класса по другому признаку – на сети с динамической комут и сети с постоянной комут. в первом случае сеть разрешает установить соединение по инициативе пользователя сети. Комут выполняется на время сеанса связи, а затем связь разрывается. Во втором случае сеть на предоставляет пользователю возможность выполнить динамическую комут с другим произвольным пользователем сети. Вместо этого сеть разрешает паре пользователей заказать соединение на длительный период времени. Соединение устанавливается не пользователем, а персоналом, обслуживающим сеть. Время, на которое устанавливается постоянная комут, измеряется обычно несколькими месяцами.
Коммутация каналов
Коммутацией каналов наз-ся образов непрерывного составного физического канала из отдельных канальных участков, для прямой передачи сообщения м/у узлами. Отдельные каналы соед-ся м/у собой коммутаторами, которые могут устанавливать связи м/у любыми оконечными узлами сети. Так ком-ция в основном применяется на сетях, к которым предъявляется 2 основных требования:
1) Время на установление соединения должно быть значительно меньше времени сеанса связи
2) Задержки инф-ции при передачи должна быть миним-ой. Примером такой сети явл-ся телеф-ая сеть. При этом способе на время передачи сообщения образ-ся физич-ое соединение аб-тов, т.е. формируется канал. Ком-ция каналов м.б. реализована в системе перед с ЧРК, в системе с ВРК, в системе с объединением кодов/ разделения каналов (КРК). В системе передачи с ЧРК для передачи сигнала каждый канал в диапазоне частот линейного тракта отводится определен полоса частот. Чаще всего система с объединением с ЧРК передают аналоговые сигналы, поэтому их наз-ют аналоговые СП. К ним относ-ся К-60, К-1920. В системе передачи с ВРК для передачи сигнала каждого канала в линейном тракте отвод-ся определенный интервал времени. Если в этих интервалах времени по каждому каналу передаются цифровые сигналы, то система передачи с ВРК наз-ся цифровой СП. К ним отн-ся ИКМ-30, ИКМ-120, SDH, сотовая связь, GSM, ISDN и др. В таких сетях применяется синхронное мультиплексирование. В системе передачи с объединением КРК сигнал каждого канала кодируется индивид код, при этом сигналы разных каналов может передаваться в одно и тоже время в одной полосе ч-т. К таким системам связи отн-ся система стандарта CDM
Сеть с ком-цией каналов имеет следующее нед-ки: 1) сеть требует предварительной процедуры м/у аб-ми. 2) аб-т может получить отказ в установлении соединения, если отсутствуют свободный канн м/у узлами ком-ции, или если вызываем аб-т занят другим соединением 3) на такой сети невозможно применение пользовательской аппаратуры. Работающие с различной скоростью, т.е. отдельные части состовного канала работают с одинаковой скоростью. Так сети с ком-цией каналов не запоминают данные пользователей.
Коммутация пакетов
Комм-ия пакетов была специально разработано для комп-ых сетей. При такой комму-ей, все передаваемые пользователем сообщения, разбиваются в исходящем узле на сравнительно небольшие части, наз-мые пакетами. Каждый пакет снабжен заголовком, в которм указана адресная инф-ция необходимая для доставки пакетов к узлу назначения, а т.ж. номер пакета, которые будет использован узлом назначения для сборки сообщений. Пакеты транслируются в сети как независимые трансляционные блоки. Узлы коммутации принимают пакеты от конечных узлов и на основании адресной инф-ции передают их друг другу, а в конечном итоге узлу назначения. Узлы КП отличны от КК тем, что они имеют внутреннюю память для временного хранения пакетов. Если выходной порт комм-ра занят перед др пакета, то данный пакет нах-ся в очереди пакетов в буфере памяти. При этом данные м.б. преобразованы, т.е. измен скор-ть передачи. Измен код или добавлена служебная информация.
Сеть КП замедляет процесс взаимодействия конкретной пары аб-ов за счет времени ожидания в узлах ком-ции, но общий объём передачи сетью компьют-ых данных в единицу времени при технике ком-ции пакетов, чем при технике КК. Режим передачи пакета от узла к узлу наз-ся дейтограммный. При таком режиме ком-ции может изменен маршрут какого-либо пакета в зависимости от состоянии сети. При передачи пакетов по виртуальному каналу перед тем как начать передачу данных м/у 2-мя оконечными узлами, должен быть установлен виртуальный канал, который представляет собой единственный маршрут соед-ия этих оконечных узлов. Этот канал м.б. динамическим или постоянным. При отказе коммутатора или канала на пути, соединение разрывается и виртуальный канал прокладывается заново. Каждый из режимов имеет свои преимущества и нед-ки:
-Дейтограммный метод не требует предварительной установки соединения и поэтому работает без задержки передачи данных. Т.ж. этот метод быстрее адаптируется к изменению сети. Такой метод обычно используется для передачи небольшого объёма данных. При методе виртуальных каналов время затраченое на установление канала компенсируется быстрой передачей всего потока пакетов, т.к. в данном случае коммутатор лишь распознает принадлежность пакета к данному каналу. Для эффективности передачи пакетов важен размер самих пакетов перед-щих по сети, т.к. при слишком коротких пакетах увеличивается их число и следовательно увеличивается служебная инф-ия, а при слишком длинных – сеть приближается к сети с КК, поэтому пакеты не превышают 4-х кбайт.
Коммутация сообщений
Под ком-цией сообщений поним-ся передача единого блока данных м/у транзитными компами сети с временной буферизацией этого блока на диске каждого компа. Сообщение в отличие от пакетов имеет произвольную длину, которая определяется содержанием инф-ции соотв-его сообщения. Это может быть текст, эл почта и т.д. Сообщение хранится в транзитном компе на диске, причём время хранения м.б. достаточно большим, если комп загружен др компом или сеть временно перегружена. По такой схеме передаёся сообщение не треб-щее немедленного ответа, например эл почта. Количество транзитных компов стараются по возможномти уменьшить, число транзитных компов уменьшить до 2-х, н-р, пользователь передаёт почтовое сообщение своему серверу исходящей почты, а тот сразу старается передать сообщение серверу вход почты. КС по сравнению с КК имеет след преимущества:
1) эффективность использования линии при коммутации с запоминанием выше, чем при КК;
2) система коммутации сообщений может осуществлять преобразование скоростей передачи данных;
3) в сетях с КС при большой загруженности сети переданные данные сохраняются, хотя могут возникнуть задержки с доставкой данных или может уменьшиться передача;
4) в сетях коммутации с запоминанием можно использовать систему приоритетов;
5) в сетях коммутации с запоминанием маршрут передачи данных через сеть может изменяться в течении одного сеанса связи.