Коммутация сообщений

Пропускная способность сетей с коммутацией пакетов

Одним из отличий метода коммутации пакетов от метода коммутации каналов является неопределенность пропускной способности соединения между двумя абонентами. В методе коммутации каналов после образования составного канала пропускная способность сети при передаче данных между конечными узлами известна - это пропускная способность канала.

В сети с коммутацией пакетов наблюдается принципиально другая картина.

Процедура установления соединения в этих сетях, если она используется, занимает примерно такое же время, как и в сетях с коммутацией каналов.

При передаче сообщения, разбитого на пакеты, по сети с коммутацией пакетов возникают дополнительные временные задержки:

· в источнике передачи на передачу заголовков

· вызванные интервалами между передачей каждого следующего пакета.

· времени буферизации пакета.(Время буферизации равно времени приема пакета с битовой скоростью протокола)

· времени коммутации.. Время коммутации складывается из времени ожидания пакета в очереди и времени перемещения пакета в выходной порт).

Неопределенная пропускная способность сети с коммутацией пакетов - это плата за ее общую эффективность при некотором ущемлении интересов отдельных абонентов.

На эффективность работы сети существенно влияют размеры пакетов, которые передает сеть. Слишком большие размеры пакетов приближают сеть с коммутацией пакетов к сети с коммутацией каналов, поэтому эффективность сети при этом падает. Слишком маленькие пакеты заметно увеличивают долю служебной информации, так как каждый пакет несет с собой заголовок фиксированной длины, а количество пакетов, на которые разбиваются сообщения, будет резко расти при уменьшении размера пакета. Существует некоторая золотая середина, которая обеспечивает максимальную эффективность работы сети, однако ее трудно определить точно, так как она зависит от многих факторов, некоторые из них к тому же постоянно меняются в процессе работы сети. Обычно нижний предел поля данных выбирается равным нулю, что разрешает передавать служебные пакеты без пользовательских данных, а верхний предел не превышает 4-х килобайт..

При выборе размера пакета необходимо учитывать также и интенсивность битовых ошибок канала. На ненадежных каналах необходимо уменьшать размеры пакетов, так как это уменьшает объем повторно передаваемых данных при искажениях пакетов.

Под коммутацией сообщений понимается передача единого блока данных между транзитными компьютерами сети с временной буферизацией этого блока на диске каждого компьютера (рис. 7). Сообщение в отличие от пакета имеет произвольную длину, которая определяется не технологическими соображениями, а содержанием информации, составляющей сообщение. Например, сообщением может быть текстовый документ, файл с кодом программы, электронное письмо.

Рис. 7. Коммутация сообщений

Транзитные компьютеры могут соединяться между собой как сетью с коммутацией пакетов, так и сетью с коммутацией каналов. Сообщение хранится в транзитном компьютере на диске, причем время хранения может быть достаточно большим, если компьютер загружен другими работами или сеть временно перегружена.

По такой схеме обычно передаются сообщения, не требующие немедленного ответа, чаще всего сообщения электронной почты. Режим передачи с промежуточным хранением на диске называется режимом «хранение-и-передача» (store-and-forward).

Режим коммутации сообщений разгружает сеть для передачи трафика, требующего быстрого ответа, например трафика службы WWW или файловой службы.

Техника коммутации сообщений появилась в компьютерных сетях раньше техники коммутации пакетов, но потом была вытеснена последней, как более эффективной по критерию пропускной способности сети.

Сегодня коммутация сообщений работает только для некоторых не оперативных служб, причем чаще всего поверх сети с коммутацией пакетов, как служба прикладного уровня (Электронная почта...).

Выводы

· В сетях для соединения абонентов используются три метода коммутации: коммутация каналов, коммутация пакетов и коммутация сообщений.

· Как коммутация каналов, так и коммутация пакетов может быть либо динамической, либо постоянной.

· В сетях с коммутацией каналов абонентов соединяет составной канал, образуемый коммутаторами сети по запросу одного из абонентов.

· Для мультиплексирования каналов между коммутаторами используются две технологии: частотного разделения канала (FDM) и разделения канала во времени (TDM). Частотное разделение характерно для аналоговой передачи сигналов, а временное - для цифрового кодирования.

· Сети с коммутацией каналов хорошо коммутируют потоки данных постоянной интенсивности, (разговор по телефону), но не могут перераспределять пропускную способность между разными абонентами динамически.

· Сети с коммутацией пакетов были разработаны для пульсирующего компьютерного трафика. Буферизация пакетов в коммутаторах позволяет сгладить неравномерности трафика каждого абонента и найболее эффективно распределять загрузку оборудования магистралей, однако для абонентов пропускная способность сети может оказаться ниже, чем у сети с коммутацией каналов, за счет очередей пакетов в коммутаторах.

· Размер пакета существенно влияет на производительность сети. Чем больше пакет, тем быстрее передается сообщение, но менне эффективно перераспределяются потоки между абонентами. Чем пакет меньше, тем больше служебной информации передается, что сказывается на скорость передачи. Обычно для золотой середины пакеты в сетях имеют максимальный размер в 1-4 Кбайт.

· Коммутация сообщений предназначена для организации взаимодействия пользователей в режиме off-line, когда не ожидается немедленной реакции на сообщение. При этом методе коммутации сообщение передается через несколько транзитных компьютеров, где оно целиком буферизуется на диске.

Вопросы самостоятельной работы:

1. Что такое коммутация каналов и каковы ее недостатки. Какие есть 2 типа коммутации. Что такое мультиплексирование. Чем отличается FDM от TDM.

2. Каков принцип коммутации пакетов. В чем его преимущества по сравнению с коммутацией каналов.

Дата добавления: 2014-12-07