Коммутация каналов

Между узлами отправителя и получателя устанавливается непосредственное физическое соединение сквозным каналом, который организуется в начале сеанса связи и разрывается после его окончания. Сквозной канал состоит из последовательно соединенных участков каналов связи, соединяемых узлами коммутации на все время сеанса связи.

Образованный канал недоступен для посторонних абонентов. Монополизация взаимодействующими абонентами подканалов, образующих составной канал, приводит к снижению общей пропускной способности сети. При этом составной канал часто бывает недогружен.

Метод коммутации каналов чаще всего применяется при дуплексной передаче аудиоинформации (например, телефонная связь). Данный метод не очень эффективен при использовании в сетях при передаче не мультимедийного трафика, т.к. пропускная способность канала выделяется на все время соединения, а используется лишь время от времени.

Коммутация сообщений

При коммутации сообщений передача осуществляется без установления постоянного физического соединения между приемником и передатчиком. Информация передается в виде сообщения - единого блока данных, дополненного адресной информацией. Сообщения в сети могут иметь различную длину.

Каждый транзитный узел коммутации анализируют адрес и текущую занятость каналов и передает сообщение по свободному каналу на ближайший узел сети в сторону получателя. Во время передачи сообщения хранятся в буферной памяти узлов коммутации.

Такой метод коммутации замедляет процесс взаимодействия каждой конкретной пары узлов, поскольку сообщения могут ожидать в коммутаторах, пока передадутся другие сообщения. Поэтому метод коммутации сообщений не подходит для интерактивных сообщений, а используется в основном для отправления почты и телеграфии. Однако общая эффективность сети (объем передаваемых данных в единицу времени) при коммутации сообщений будет выше, чем при коммутации каналов.

Коммутация пакетов

Для повышения оперативности и надежности передачи, уменьшения емкости буферной памяти узлов коммутации информация передается пакетами фиксированной длины, которые снабжаются служебной информацией. При этом длинные сообщения разбивается на пакеты, а короткие, напротив, объединяются вместе в пакет.

Пакеты называют также дейтаграммами (datagram), а режим индивидуальной коммутации пакетов - дейтаграммным режимом.

Пакеты передаются по сети независимо друг от друга. Перед выдачей абоненту, пакеты объединяются или разделяются для формирования сообщений.

Данный вид коммутации обеспечивает наибольшую пропускную способность сети и наименьшую задержку при передаче данных. Подходит для интерактивного трафика.

Существуют два режима работы с коммутацией пакетов: дейтаграммный и режим виртуальных каналов.

При дейтаграммном режиме маршрут изменяется в зависимости от состояния от состояния сети. Такой способ работает без задержки на установление соединения. Это выгодно для передачи небольшого объема данных, т.к. на установление соединения может быть затрачено большее время, чем на передачу данных.

При режиме виртуальных каналов перед передачей данных посылается пакет-запрос на установление соединения. Узлы коммутации запоминают выбранный маршрут и все сообщения между данными узлами идут только по этому каналу.

Каждый пакет имеет номер виртуального канала, узлы коммутации - таблицу коммутации портов с информацией об идентификаторах каналов. Узлы коммутации анализируют не конечный адрес, а принадлежность к каналу.

Достоинствами режима виртуальных каналов является его быстродействие и небольшая уменьшенная адресная часть, недостатками – невозможность распараллеливания распараллеливания процесса передачи и неэффективность для кратковременных потоков.

ЛЕКЦИЯ 15

Маршрутизация в сетях ЭВМ

Критерии оценки алгоритмов маршрутизации:

Оптимальность маршрута - способность алгоритма маршрутизации выбирать маршрут, наилучший по какому-либо показателю (длина маршрута, время задержки, надежность).

Сложность. Алгоритм маршрутизации должен иметь минимальную сложность, работать с минимальными затратами вычислительных ресурсов.

Живучесть и стабильность - способность алгоритма правильно функционировать в условиях в различных условиях эксплуатации сети (при отказе аппаратуры, условиях высокой нагрузки). Маршрутизаторы расположены в узлах сети, вероятность их отказа должна быть минимальной.

Сходимость.

Гибкость – способность быстро и точно адаптироваться к изменениям топологии и параметров элементов сети (полосам пропускания и задержкам каналов, длинам очередей к маршрутизаторам и т. д.).