Общие свойства сетей с коммутацией каналов

1) Сети с динамической коммутацией требуют предварительной процедуры соединения между абонентами. Для этого в сеть передаётся адрес вызываемого абонента, который проходит через коммутаторы и настраивает их на последующую передачу данных. Сеть может отказать в установлении соединения, если ёмкость выходного канала уже исчерпана. Сеть отказывает в соединении также в том случае, если запрашиваемый абонент уже установил соединение с кем-нибудь другим. Возможность отказа в соединении является недостатком метода коммутации каналов.

2) Если соединение может быть установлено, то ему выделяется (в TDM-сетях) фиксированная пропускная способность, которая остаётся неизменной в течение всего периода соединения. Гарантированная пропускная способность сети после установления соединения является важным свойством, необходимым для таких приложений, как передача голоса, изображения или управления объектами в реальном масштабе времени. Однако динамически изменить пропускную способность канала по требованию абонента сети с коммутацией каналов не могут, что делает её неэффективной в условиях пульсирующего трафика.

3) Недостатком сетей с коммутацией каналов является невозможность применения пользовательской аппаратуры, работающей с разной скоростью, так как отдельные части составного канала работают с одинаковой скоростью, то есть сети с коммутацией каналов не буферизуют данные пользователей.

4) Сети с коммутацией каналов хорошо приспособлены для коммутации потоков данных постоянной скорости, когда единицей коммутации является не отдельный байт или пакет данных, а долговременный синхронный поток данных, между двумя абонентами. Для таких потоков сети с коммутацией каналов добавляют минимум служебной информации для маршрутизации данных через сеть, используя временную позицию каждого байта потока в качестве его адреса назначения в коммутаторах сети.

15.12.02 Коммутация пакетов.

1. Принципы коммутации пакетов.

Коммутация пакетов была специально разработана для эффективной передачи компьютерного трафика. Эксперименты (1960-е годы) по созданию первых компьютерных сетей на основе техники коммутацииканалов показали, что этот вид коммутации не позволяет достичь высокой общей пропускной способности сети. Суть проблемы заключается в пульсирующем характере трафика, который генерируют типичные сетевые приложения. Коэффициент пульсации трафика отдельного пользователя сети, равный отношению средней интенсивности обмена данными и максимально возможной, может составлять порядка 1/100. Если для такого трафика организовать коммутацию канала, то большую часть времени канал будет простаивать. В то же время коммуникационные возможности сети будут использоваться, то есть часть time-slot’ов или частотных полос коммутаторов будет занята передачей «тишины» и не доступна другим пользователям сети.

2. Дейтаграммный режим и режим виртуальных каналов в сетях с коммутацией пакетов.

Дейтаграммный режим передачи пакетов между двумя конечными узлами сети предполагает независимую маршрутизацию каждого пакета. При использовании дейтаграммного режима коммутатор может изменять маршрут какого-либо пакета в зависимости от состояния сети. Например, от работоспособности каналов и других коммутаторов, длины очередей пакетов в соседних коммутаторах и т.п.

Помимо дейтаграммного режима существует и другой режим работы сети, а именно: передача пакетов по виртуальному каналу. В этом случае перед тем, как начать передачу данных, между двумя конечными узлами должен быть установлен виртуальный канал,

который представляет собой единственный маршрут, соединяющий эти конечные узлы. Виртуальный канал может быть динамическим или постоянным.

Динамический виртуальный канал устанавливается при передаче в сеть специального пакета (запроса на установление соединения). Этот пакет проходит через коммутаторы и прокладывает виртуальный канал. Это означает, что коммутаторы запоминают маршрут для данного соединения и при поступлении следующих пакетов данного соединения отправляют их всегда по проложенному маршруту. Постоянные виртуальные каналы создаются администратором сети путём ручной настройки коммутатора.

При отказе коммутатора или канала на проложенном соединении соединение разрывается, и виртуальный канал нужно прокладывать заново. При этом он, естественно, обойдёт отказавшие участки сети.

Каждый режим передачи пакетов имеет свои преимущества и недостатки. Дейтаграммный режим не требует предварительного установления соединения и поэтому работает без задержки перед передачей данных. Это особенно полезно при передаче небольшого объёма данных, когда время установления соединения может быть соизмеримым со временем передачи данных. Кроме того, дейтаграммный режим быстрее адаптируется к изменениям в сети.

При использовании режима виртуальных каналов время, затраченное на установление виртуального соединения, компенсируется быстрой передачей всего потока пакетов. Коммутаторы распознают принадлежность пакета к виртуальному каналу по специальной метке, а именно – номеру виртуального канала и не анализируют адреса конечных узлов, как это делается при использовании дейтаграммного режима.

3. Основные проблемы и их решение в сетях с коммутацией пакетов.

а) Упорядочение пакетов при получении.

б) Удаление дубликатов пакетов.

в) Повторение передач потерянных пакетов.

г) Предотвращение воздействия посторонних пакетов.

д) Предотвращение переполнения данными (управление потоком).

е) Предотвращение заторов в сети (управление перегрузками).

Дата добавления: 2014-01-06