Способи комутації

04.10.2015

Способи комутації

Подробиці Оновлено: 21 Березень 2015 Переглядів: 13846

Розглянемо в цій статті основні методи комутації в мережах.

У традиційних телефонних мережах, зв’язок абонентів між собою виконується з допомогою комутації каналів зв’язку. На початку комутація телефонних каналів зв’язку виконувалася вручну, далі комутацію виконували автоматичні телефонні станції (АТС).

Аналогічний принцип використовується і в обчислювальних мережах. В якості абонентів виступають територіально віддалені обчислювальні машини в комп’ютерній мережі. Фізично не представляється можливим надати кожному комп’ютеру свою власну некоммутируемую лінію зв’язку, якою вони користувалися б протягом всього часу. Тому практично у всіх комп’ютерних мережах завжди використовується який-небудь спосіб комутації абонентів (робочих станцій), виконує можливість доступу до існуючим каналах зв’язку для декількох абонентів, для забезпечення одночасно декількох сеансів зв’язку.

Комутація — це процес з’єднання різних абонентів комунікаційної мережі через транзитні вузли. Комунікаційні мережі повинні забезпечувати зв’язок своїх абонентів між собою. Абонентами можуть виступати ЕОМ, сегменти локальних мереж, факс-апарати або телефонні співрозмовники.

Робочі станції підключаються до комутаторів з допомогою індивідуальних ліній зв’язку, кожна з яких використовується у будь-який момент часу тільки одним, закріпленим за цією лінією, абонентом. Комутатори з’єднуються між собою з використанням поділюваних ліній зв’язку (використовуються спільно декількома абонентами).

Розглянемо три основні найбільш розповсюджені способи комутації абонентів у мережах:

  • комутація каналів (circuit switching);
  • комутація пакетів (packet switching);
  • комутація повідомлень (message switching).

Способи комутації

Комутація каналів

Комутація каналів передбачає утворення безперервного складеного фізичного каналу з послідовно з’єднаних окремих канальних ділянок для прямої передачі даних між вузлами. Окремі канали з’єднуються між собою спеціальною апаратурою — комутаторами, які можуть встановлювати зв’язки між будь-якими кінцевими вузлами мережі. У мережі з комутацією каналів передачі даних завжди необхідно виконати процедуру встановлення з’єднання, в процесі якої і створюється складовою канал.

Час передачі повідомлення при цьому визначається пропускною здатністю каналу, довгою зв’язку та розміром повідомлення.

Комутатори, а також з’єднують їх канали повинні забезпечувати одночасну передачу даних декількох абонентських каналів. Для цього вони повинні бути високошвидкісними і підтримувати яку-небудь техніку мультиплексування абонентських каналів.

Гідності комутації каналів:

  • постійна і відома швидкість передачі даних;
  • правильна послідовність приходу даних;
  • низький і постійний рівень затримки передачі даних через мережу.

Недоліки комутації каналів:

  • можлива відмова мережі в обслуговуванні запиту на встановлення з’єднання;
  • нераціональне використання пропускної здатності фізичних каналів, зокрема неможливість застосування користувальницької апаратури, що працює з різною швидкістю. Окремі частини складеного каналу працюють з однаковою швидкістю, так як мережі з комутацією каналів не буферизують дані користувачів;
  • обов’язкова затримка перед передачею даних через фази встановлення з’єднання.

Комутація повідомлень

Комутація повідомлень – розбиття інформації на повідомлення, кожний з яких складається із заголовка та інформації.

Способи комутації

Це спосіб взаємодії, при якому створюється логічний канал, шляхом послідовної передачі повідомлень через вузли зв’язку за адресою, вказаною в заголовку повідомлення.

При цьому кожен вузол приймає повідомлення, записує в пам’ять, обробляє заголовок, вибирає маршрут і видає повідомлення з пам’яті в наступний вузол.

Час доставки повідомлення визначається часом обробки в кожному вузлі, числом вузлів і пропускної здатності мережі. Коли закінчується передача інформації з сайту, А у вузол зв’язку, вузол А стає вільним і може брати участь в організації зв’язку між абонентами, тому канал зв’язку використовується більш ефективно, але система управління маршрутизації буде складною.

Сьогодні комутація повідомлень в чистому вигляді практично не існує.

Комутація пакетів

Комутація пакетів — це особливий спосіб комутації вузлів мережі, який спеціально створювався для найкращої передачі комп’ютерного трафіку (пульсуючого трафіка). Досліди з розробки самих перших комп’ютерних мереж, в основі яких лежала техніка комутації каналів, показали, що цей вид комутації не надає можливості отримати високу пропускну здатність обчислювальної мережі. Причина крилася в пульсуючому характер трафіку, який генерують типові мережеві додатки.

При комутації пакетів всі передані користувачем мережі повідомлення розбиваються у вихідному вузлі на порівняно невеликі частини, називані пакетами. Необхідно уточнити, що називається повідомленням логічно завершена частина даних — запит на передачу файла, що відповідь на цей запит, що містить весь файл, і т. п. Повідомлення можуть мати довільну довжину, від декількох байт до багатьох мегабайт. Навпаки, пакети зазвичай теж можуть мати змінну довжину, але у вузьких межах, наприклад від 46 до 1500 байт (EtherNet). Кожен пакет забезпечується заголовком, у якому вказується адресна інформація, необхідна для доставки пакета вузлу призначення, а також номер пакету, який буде використовуватися вузлом призначення для складання повідомлення.

Способи комутації

Комутатори пакетної мережі відрізняються від комутаторів каналів тим, що вони мають внутрішню буферну пам’ять для тимчасового зберігання пакетів, якщо вихідний порт комутатора в момент прийняття пакету зайнятий передачею іншого пакету.

Гідності комутації пакетів:

  • більш стійка до збоїв;
  • висока загальна пропускна здатність мережі при передачі пульсуючого трафіка;
  • можливість динамічно перерозподіляти пропускну здатність фізичних каналів зв’язку.

Недоліки комутації пакетів:

  • невизначеність швидкості передачі даних між абонентами мережі;
  • змінна величина затримки пакетів даних;
  • можливі втрати даних із-за переповнення буферів;
  • можливі порушення послідовності приходу пакетів.

В комп’ютерних мережах застосовується комутація пакетів.

Способи передачі пакетів в мережах:

  • Дейтаграммный спосіб – передача здійснюється як сукупність незалежних пакетів. Кожен пакет рухається по мережі за своїм маршрутом і користувачеві пакети надходять в довільному порядку.
    • Переваги: простота процесу передачі.
    • Недоліки: низька надійність за рахунок можливості втрати пакетів і необхідність програмного забезпечення для складання пакетів і відновлення повідомлень.
  • Логічний канал — це передача послідовності пов’язаних ланцюжка пакетів, що супроводжуються встановленням попереднього з’єднання і підтвердження прийому кожного пакета. Якщо i-ий пакет не прийнятий, то всі наступні пакети не будуть прийняті.
  • Віртуальний канал – це логічний канал з передачею за фіксованим маршрутом послідовності пов’язаних ланцюжка пакетів.
    • Переваги: зберігається природна послідовність даних; стійкі шляху проходження трафіку; можливе резервування ресурсів.
    • Недоліки: складність апаратної частини.

У даній статті ми розглянули основні методи комутації в обчислювальних мережах, опис кожного методу комутації із зазначенням достоїнст і недоліків.

Короткий опис статті: комутатор це Способи комутації в мережах, опис, різні методи комутації каналів в мережі Способи комутації, комутація каналів, комутація повідомлень, комутація пакетів

Джерело: Способи комутації

Також ви можете прочитати