принимаемые сообщения, которые могут быть довольно длинными. Для данного
метода коммутации характерны дополнительные задержки из-за накладных расходов
на поиск следующего узла для передачи, на организацию очередности передачи
сообщений, а также собственно на передачу сообщения.
[КС 11-4]
[5]Преимущества:
[5] - эффективность использования линий сети выше, чем в методе коммутации
цепей, поскольку полоса пропускания сети "одновременно" используется большим
количеством устройств;
- перегруженный сетевой трафик данных может быть снижен, поскольку сообщения
могут временно сохраняться в промежуточных узлах;
- сообщениям могут устанавливаться приоритеты. При этом низко приоритетные
сообщения задерживаются в узлах, "уступая дорогу" сообщениям с более высокими
приоритетами (в этом положительный эффект промежуточного хранения сообщений);
- одно сообщение может быть разослано многим получателям. Сообщение может
сопровождаться широковещательным адресом назначения, указывающим некоторую
область сети, узлам которой необходимо переслать сообщение.
[5]Недостатки:
[5]- метод коммутации сообщений не пригоден для большинства приложений
реального времени. Приложения с высокой степенью интерактивности могут
только пострадать из-за задержек, присущих схеме с промежуточным хранением.
Например, коммутация сообщений не может быть использована для передачи
речевой информации;
- устройства, реализующие схему с промежуточным хранением, довольно дорогие,
поскольку они обязательно должны иметь большие магнитные диски для хранения
потенциально длинных сообщений.
[КС 11-5]
[ Коммутация пакетов ]
[ к рис. на стр. 11-6 (в поле рисунка)]
[1]Коммутация пакетов
[5]Метод коммутации пакетов может рассматриваться, как средство, которое
объединяет в себе достоинства коммутации цепей и коммутации сообщений, и
при этом компенсирует недостатки и того, и другого подхода. Существует
два способа коммутации пакетов: дейтаграммный и виртуальных цепей. В данном
разделе кратко обсуждаются оба способа коммутации пакетов. Более подробная
информация о протоколах, обеспечивающих такого рода услуги, содержится в
последующих разделах.
Оба способа коммутации пакетов предполагают разбиение сообщений на
маленькие части, которые называются пакетами. Каждый пакет отмечается
адресом источника данных и адресом получателя (назначения). Поскольку
пакеты имеют четко определенный максимальный размер, они могут сохраняться
в оперативной памяти ЭВМ в отличие от метода коммутации сообщений, в котором
сообщения хранятся на магнитном диске. Это может привести к экономии средств.
Кроме этого при таком подходе естественно сокращаются задержки доступа к
данным, так как обращение к ОЗУ ЭВМ выполняется значительно быстрее, чем к
магнитному диску.
[1]Дейтаграммы
[5]Дейтаграммная коммутация пакетов подобна коммутации сообщений в том, что
каждое сообщение (пакет) содержит исчерпывающую адресную информацию. Это
позволяет осуществлять передачу дейтаграммы по всевозможным путям, имеющимся
в сети. Однако при этом возникает проблема возможного перемешивания пакетов
в ходе их передачи по сети, проявляющаяся в том, что на приемный конец пакеты
могут поступать не в том порядке, в котором они передавались источником
сообщения. Поэтому наряду с адресами пакеты содержат последовательные номера.
Процедура пакетирования (фрагментации) сообщений и нумерации дейтаграмм
выполняется специальными устройствами PAD (Packet Assembly and Disassembly).
[КС 11-6]
[5]Дейтаграммы передаются по наиболее подходящим маршрутам. Рассмотрим
рисунок. Предположим, что в узле В звено, ведущее к узлу D, занято. Тогда
узел В для передачи первой дейтаграммы будет использовать звено, ведущее к
узлу С. Таким образом, каждое устройство, передавая очередной пакет, может
выбрать лучший маршрут, исходя из сложившейся обстановки. Поскольку отдельные
пакеты в процессе их передачи по сети могут отстать друг от друга, то
целевое устройство PAD должно иметь возможность принимать пакеты в
произвольном порядке, выполняя их реорганизацию в соответствии с
последовательными номерами, восстанавливая таким образом исходное сообщение.
[1]Виртуальные цепи
[5]Метод виртуальных цепей предполагает установление, так называемого,
логического соединения между передатчиком и приемником. Логическое
соединение считается установленным после того, как передатчик и приемник
обменяются специальными сообщениями (осуществят переговоры). Обмен
специальными сообщениями позволяет передатчику и приемнику согласовать такие
параметры передачи, как максимальный размер сообщения, маршрут передачи, и
ряд других параметров, необходимых для установления и поддержания связи. Метод
виртуальных цепей обычно обеспечивает механизмы подтверждения, управления
потоком данных, контроля ошибок, то есть обеспечивает определенный уровень
надежности передачи данных. Кроме этого, предполагается наличие механизмов
оповещения высокоуровневых протокольных объектов о возникающих проблемах
поддержания логического соединения. Логические соединения, устанавливаемые в
соответствии с методом виртуальных цепей могут быть временными или
постоянными.
Основное различие между дейтаграммной коммутацией пакетов и коммутацией
пакетов на основе виртуальных цепей заключается в том, что в последнем случае
требуется предварительное установление логического соединения. Дейтаграммные
услуги передачи данных более гибкие, но менее надежные. Дейтаграммная
коммутация пакетов, кроме этого, является более быстрой, поскольку низки
накладные расходы на обеспечение административной поддержки передачи
данных.
[1]Преимущества и недостатки пакетной коммутации
[5]Преимущества:
[5]- пакетная коммутация наиболее эффективна, поскольку в коммутирующих
устройствах нет необходимости использовать большое количество вторичной памяти;
- пакетная коммутация обеспечивает улучшенные характеристики задержки
передачи данных, поскольку отсутствуют очереди длинных сообщений и при этом
алгоритм коммутации может быть настроен на обеспечение оптимальности доставки
пакетов максимального размера;
- адаптивная маршрутизация пакетов решает такие проблемы, как занятость или
неготовность каналов;
- пакетная коммутация максимизирует использование полосы пропускания каналов.
[КС 11-7]
[5]Недостатки:
- протоколы пакетной коммутации являются более сложными, и их реализация может
повлечь некоторый рост стоимости проекта;
- пакеты данных легко теряются (по причинам, указанным в последующих разделах)
при передаче по невыделенным путям, что вызывает необходимость
повторной передачи некоторых данных.
[1]Итоги
[5]В данном разделе исследованы три наиболее важных метода коммутации данных.
Каждый метод был разработан для соответствующего операционного окружения.
Коммутация цепей предполагает предварительное физическое установление
выделенного соединения между передающим и принимающим оборудованием.
Задержки передачи минимальны из-за выделенности физического соединения,
однако канал используется неэффективно. Коммутация сообщений не требует
установления выделенного физического соединения, а единицами передачи
являются целые сообщения. Сообщения сохраняются и затем передаются
коммутирующими системами. Канал используется более эффективно, однако этому
методу присущи большие задержки доставки сообщений. Метод коммутации пакетов
предполагает разбиение сообщений на более мелкие пакеты. Метод коммутации
пакетов устанавливает баланс между приемлемыми задержками передачи данных и
эффективностью использования канала. Коммутация пакетов наиболее широко
применяется в современных сетях ЭВМ.
[КС 11-8]
[1]Упражнение 11
[5]1. Дайте сравнительный анализ трех методов коммутации,
описанных в данном
разделе.
Коммутация цепей
Коммутация сообщений
Коммутация пакетов
[КС 11-9]
[КС 11-10]
[Коммутируемые телефонные сети]
[0]Раздел 13. [2]Коммутируемые телефонные сети
[1]Цели
[5]В результате изучения этого раздела вы сможете:
1. Определять компоненты коммутируемой телефонной сети и их роль в
процессе передачи данных;
2. Определять стандартные сетевые услуги, обеспечиваемые ISDN.
[1]Введение
[5]Коммутируемая телефонная сеть США (PSTN - Public Switched Telephone
Network) является, по-видимому, одной из крупнейших сетей коммутации
цепей на всем земном шаре, позволяя осуществить подключение более трех сотен
миллионов телефонных аппаратов. Начало PSTN было скромным. Первоначально
существующие небольшие коммутируемые сети обьединялись, обеспечивая
исключительно аналоговую телефонную связь. В состав PSTN по мере роста
добавлялись как развитые аналоговые, так и цифровые средства, позволяющие
обрабатывать более мощный трафик данных. Наращивание возможностей
продолжается и в настоящее время, причем характеристики современной сети
значительно превосходят характеристики первоначальных аналоговых каналов
передачи данных.
Данный раздел посвящен рассмотрению основ коммуникации с помощью PSTN.
Обсуждаются возможности и организация PSTN, свойства речевых телефонных
систем и проблемы передачи данных по аналоговым линиям.
В этом разделе также рассматривается применение PSTN для реализации
интегрального сервиса цифровых сетей ISDN (Integrated Services Digital
Network). ISDN - это множество стандартов, разработанных в рамках МККТТ
(ССITT), для преобразования PSTN в общемировую цифровую сеть коммутации цепей,
обеспечивающую цифровую передачу речевой информации и данных.