Способы коммутация каналов/пакетов/сообщений

Работу выполнил:

Чалов Сергей Викторович

Группа: 3511 «Компьютерные сети»

Преподаватель:

Маркелов Юрий Павлович

 

 

Санкт-Петербург 2016

Коммутация — это процесс соединения различных абонентов коммуникационной сети через транзитные узлы. Коммуникационные сети должны обеспечивать связь своих абонентов между собой. Абонентами могут выступать ЭВМ, сегменты локальных сетей, факс-аппараты или телефонные собеседники.

Рабочие станции подключаются к коммутаторам с помощью индивидуальных линий связи, каждая из которых используется в любой момент времени только одним, закрепленным за этой линией, абонентом. Коммутаторы соединяются между собой с использованием разделяемых линиях связи (используются совместно несколькими абонентами)

Коммутация каналов

К оммутация каналов подразумевает образование непрерывного составного физического канала из последовательно соединенных отдельных канальных участков для прямой передачи данных между узлами. Отдельные каналы соединяются между собой специальной аппаратурой - коммутаторами, которые могут устанавливать связи между любыми конечными узлами сети. В сети с коммутацией каналов перед передачей данных всегда необходимо выполнить процедуру установления соединения, в процессе которой и создается составной канал.

В ремя передачи сообщения при этом определяется пропускной способностью канала, длинной связи и размером сообщения.

К оммутаторы, а также соединяющие их каналы должны обеспечивать одновременную передачу данных нескольких абонентских каналов. Для этого они должны быть высокоскоростными и поддерживать какую-либо технику мультиплексирования абонентских каналов.

Д остоинства коммутации каналов:

§ постоянная и известная скорость передачи данных;

§ правильная последовательность прихода данных;

§ низкий и постоянный уровень задержки передачи данных через сеть.

Н едостатки коммутации каналов:

§ возможен отказ сети в обслуживании запроса на установление соединения;

§ нерациональное использование пропускной способности физических каналов, в частности невозможность применения пользовательской аппаратуры, работающей с разной скоростью. Отдельные части составного канала работают с одинаковой скоростью, так как сети с коммутацией каналов не буферизуют данные пользователей;

§ обязательная задержка перед передачей данных из-за фазы установления соединения.

Коммутация сообщений

К оммутация сообщений – разбиение информации на сообщения, каждый из которых состоит из заголовка и информации.

Э то способ взаимодействия, при котором создается логический канал, путем последовательной передачи сообщений через узлы связи по адресу указанному в заголовке сообщения.

П ри этом каждый узел принимает сообщение, записывает в память, обрабатывает заголовок, выбирает маршрут и выдает сообщение из памяти в следующий узел.

В ремя доставки сообщения определяется временем обработки в каждом узле, числом узлов и пропускной способности сети. Когда заканчивается передача информации из узла А в узел связи В, то узел А становится свободным и может участвовать в организации другой связи между абонентами, поэтому канал связи используется более эффективно, но система управления маршрутизации будет сложной.
Сегодня коммутация сообщений в чистом виде практически не существует.

 

Коммутация пакетов

К оммутация пакетов - это особый способ коммутации узлов сети, который специально создавался для наилучшей передачи компьютерного трафика (пульсирующего трафика). Опыты по разработке самых первых компьютерных сетей, в основе которых лежала техника коммутации каналов, показали, что этот вид коммутации не предоставляет возможности получить высокую пропускную способность вычислительной сети. Причина крылась в пульсирующем характере трафика, который генерируют типичные сетевые приложения.

П ри коммутации пакетов все передаваемые пользователем сети сообщения разбиваются в исходном узле на сравнительно небольшие части, называемые пакетами. Необходимо уточнить, что сообщением называется логически завершенная порция данных - запрос на передачу файла, ответ на этот запрос, содержащий весь файл, и т. п. Сообщения могут иметь произвольную длину, от нескольких байт до многих мегабайт. Напротив, пакеты обычно тоже могут иметь переменную длину, но в узких пределах, например от 46 до 1500 байт (EtherNet). Каждый пакет снабжается заголовком, в котором указывается адресная информация, необходимая для доставки пакета узлу назначения, а также номер пакета, который будет использоваться узлом назначения для сборки сообщения.

К оммутаторы пакетной сети отличаются от коммутаторов каналов тем, что они имеют внутреннюю буферную память для временного хранения пакетов, если выходной порт коммутатора в момент принятия пакета занят передачей другого пакета.

Д остоинства коммутации пакетов:

§ более устойчив к сбоям;

§ высокая общая пропускная способность сети при передаче пульсирующего трафика;

§ возможность динамически перераспределять пропускную способность физических каналов связи.

Н едостатки коммутации пакетов:

§ неопределенность скорости передачи данных между абонентами сети;

§ переменная величина задержки пакетов данных;

§ возможны потери данных из-за переполнения буферов;

§ возможны нарушения последовательности прихода пакетов.

В компьютерных сетях применяется коммутация пакетов.

 

 

Cпособы передачи пакетов в сетях

§ Дейтаграммный способ – передача осуществляется как совокупность независимых пакетов. Каждый пакет двигается по сети по своему маршруту и пользователю пакеты поступают в произвольном порядке.

§ Достоинства: простота процесса передачи.

§ Недостатки: низкая надежность засчет возможности потери пакетов и необходимость программного обеспечения для сборки пакетов и восстановления сообщений.

§ Логический канал - это передача последовательности связанных в цепочки пакетов, сопровождающихся установкой предварительного соединения и подтверждением приема каждого пакета. Если i-ый пакет не принят, то все последующие пакеты не будут приняты.

§ Виртуальный канал – это логический канал с передачей по фиксированному маршруту последовательности связанных в цепочки пакетов.

§ Достоинства: сохраняется естественная последовательность данных; устойчивые пути следования трафика; возможно резервирование ресурсов.

§ Недостатки: сложность аппаратной части.