Коммутация каналов
1. 1. Установление соединения
Отказ в установлении соединения
Гарантированная пропускная способность
Неэффективность передачи пульсирующего трафика
Коммутация пакетов
Буферы и очереди
Методы продвижения пакетов
Сравнение сетей с коммутацией пакетов и каналов
Коммутация каналов
Чтобы объяснить основную идею коммутации каналов, рассмотрим ее в максимально упрощенном виде. Как показано на рисунке 1, коммутационная сеть состоит из коммутаторов (SI, S2,..., S5), связанных между собой линиями связи. Каждая линия имеет одну и ту же пропускную способность.
Рис. 1. Коммутация каналов без мультиплексирования
Рис. 3.2. Дополнение потока до пропускной способности линии
Каждый абонент подключается к сети с помощью терминального устройства (Т), которое посылает данные в сеть с постоянной скоростью, причем эта скорость в точности равна пропускной способности линий. Если в какие-то периоды времени у абонента скорость информации, которую он хочет передать в сеть (предложенная нагрузка), оказывается меньше пропускной способности линии, то терминальное устройство продолжает питать сеть постоянным потоком данных, дополняя полезную информацию пользователя «пустыми» (незначащими) данными (рис. 2). О том, что часть потока битов несет полезную информацию, а часть является «заполнителем», знает терминальное устройство получателя, которое должно отбрасывать незначащую информацию и передавать пользователю только те данные, которые посылал в сеть отправитель.
1. 1. Установление соединения
Обмен данными начинается с предварительного установления соединения.
Пусть два абонента А и В хотят передать друг другу данные (рис. 1). Прежде чем отправить данные в сеть (начать разговор), абонент А посылает запрос в коммутационную сеть, в котором указывается адрес (телефонный номер) абонента В. Цель посылки запроса — установить соединение абонентов А и В информационным каналом. Такой канал на всем своем протяжении передает данные с одной и той же скоростью. Это означает, что в транзитных коммутаторах нет необходимости буферизовать данные пользователей, то есть записывать в память.
Для создания такого канала запрос должен пройти через последовательность коммутаторов, лежащих на пути от А к В, и удостовериться, что все необходимые отрезки пути (линии связи) в данный момент свободны. Кроме того, для успешного соединения необходимо, чтобы конечный узел В не был занят в другом соединении. Чтобы зафиксировать соединение, в каждом из коммутаторов вдоль пути от А до В запоминается информация о том, что соответствующая линия связи выделена соединению абонентов А и В (зарезервирована). В каждом коммутаторе выполняется внутреннее соединение интерфейсов, соответствующих маршруту прохождения данных.
Отказ в установлении соединения
Важной особенностью технологии коммутации каналов является возможность отказа в установлении соединения. Если какая-либо другая пара абонентов обратится в сеть с запросом на установление соединения, для создания которого необходима хотя бы одна из уже назначенных для А и В линий связи, сеть ответит отказом. Например (рис. 1), если абонент С пошлет вызов в сеть на установление соединения с абонентом D, то получит отказ, потому что единственная линия, соединяющая коммутаторы S2 и S4, уже выделена соединению абонентов А и В. При отказе в установлении соединения сеть информирует вызывающего абонента об этом неприятном событии. Телефонная сеть в этом случае передает короткие гудки — сигнал «занято».
