Відмінності між версіями «Мережі з комутацією»

Поточна версія на 11:35, 28 жовтня 2012

Комутація каналів (circuit switching) може бути використана при встановленні з’єднання для передачі голосових або звичайних даних між двома географічно віддаленими пунктами. Перед початком передачі корисних даних необхідно створити з’єднання шляхом встанов- лення комутаторів. Це здійснюється телефонною службою шляхом набору номера у звичайних голосових лініях або в цифрових каналах ISDN.

Коли абонент робить телефонний дзвінок, набраний номер використовується для встановлення комутаторів у проміжних пунктах всією довжиною маршруту таким чином, щоб утворювався безперервний канал від телефонної трубки сторони, яка викликає, до телефонного апарата сторони, яку викликають. Оскільки для створення каналу використовується операція комутації, така телефонна система називається мережею з комутацією каналів. Якщо в такій системі замінити слухавки модемами, приєднаними до комп’ютерів, то таким комутованим каналом можна передавати комп’ютерні дані.

На практиці канал може містити в собі ділянки, середовищем передачі яких може бути не тільки мідний кабель, а, наприклад оптоволоконний кабель або мікрохвильовий зв’язок. На внутрішніх ділянках маршруту між окремими проміжними точками можуть передаватися дані й інших користувачів, тому для надання їм усім по черзі можливості використовувати з’єднання використовується мультиплексування з поділом часу (Time-division Multiplexing – TDM). Використання TDM гарантує, що кожному користувачеві буде надана певна частина пропускних можливостей даного з’єднання.

Якщо канал використовується для передачі комп’ютерних даних, то використання таких фіксованих частин пропускної здатності може виявитися неефективним. Наприклад, якщо канал використовується для доступу до Internet, то при передачі Web-сторінки відбувається сплеск активності, після якого наступає період бездіяльності каналу поки користувач читає сторінку, а потім новий сплеск при одержанні нової. Такі коливання інтенсивності між нульовою і максимальною типові для потоків даних у комп’ютерних мережах. Оскільки користувач має виключне право на використання такої фіксованої пропускної здатності, то комутовані канали є дорогим способом передачі даних.

Прикладами з’єднань із комутацією каналів можуть бути:

• загальнодоступна телефонна мережа, що комутується (Public Switched Telephone Network – PSTN);

• інтерфейс базової швидкості ISDN (Basic Rate Interface – BRI);

• інтерфейс первинної швидкості ISDN (Primary Rate Interface –PRI).

Багатьом користувачам WAN-мереж не вдається добитися ефективного використання пропускної здатності, яка надається виділеним каналом, постійним або таким, що комутується, внаслідок того, що їх потоки даних мають вибуховий характер. Для більш раціонального обслуговування таких користувачів провайдери служб надають технології, у яких дані передаються в позначених гніздах, фреймах або пакетах мережами з комутацією пакетів (packet switching).

Оскільки канали, які з’єднують проміжні пункти або комутатори в мережі провайдера, виділяються окремому користувачеві тільки в тому випадку, якщо в нього є дані для передачі, стає можливим використання каналів багатьма користувачами, а вартість каналу для кожного користувача може виявитися значно нижчою за вартість при використанні виділеного з’єднання з комутацією каналів. З іншого боку, внаслідок того, що окремому пакету, можливо, доведеться очікувати передачі на комутаторі доти, поки пакет іншого користувача не залишить канал, затримка (delay, latency) і варіація затримки (також називається деренчанням (variability of delay, jitter)) у мережах з комутацією пакетів більша, ніж в мережах з комутацією каналів. Незважаючи на затримку й деренчання, властиві спільно використовуваним мережам, сучасні технології забезпечують задовільну передачу такими мережами голосових даних і навіть відео.

Комутатори в мережах з комутацією пакетів повинні бути здатні визначити за адресною інформацією кожного пакета наступний канал, у який слід відправити цей пакет. Для визначення цього каналу може бути використано два підходи: без орієнтації на з’єднання (connectionless) і орієнтований на встановлення з’єднання. У системах без орієнтації на з’єднання, таких, наприклад, як Internet, вся адресна інформація міститься в кожному пакеті. У системах, орієнтованих на з’єднання, маршрут кожного пакета визначений і кожному пакету потрібен лише ідентифікатор. У технології Frame Relay такий ідентифікатор називається ідентифікатором канального рівня (data-link connection identifier – DLCI). Комутатор визначає маршрут у висхідному напрямку, переглядаючи таблицю ідентифікаторів, яка знаходиться в його оперативній пам’яті. Сукупність позицій у всіх таких таблицях визначає конкретний маршрут або канал у системі; якщо такий “канал” фізично існує тільки під час проходження пакету даним каналом, то він називається віртуальним каналом.

Якщо маршрути створюються відразу після включення комутаторів, то вони називаються постійними віртуальними каналами (Permanent Virtual Circuits, PVC); якщо маршрути створюються на вимогу, то вони називаються віртуальними каналами, що комутуються (Switched Virtual Circuit – SVC). Позиції таблиць, що утворюють віртуальний канал, можуть бути заповнені шляхом розсилання мережею запитів на з’єднання (які комутуються віртуальний каналом – SVC). Дані, які повинні пройти каналом SVC, повинні очікувати заповнення відповідних позицій таблиць, однак після встановлення канал SVC зможе функціонувати протягом декількох годин, днів або навіть тижнів. У тому випадку, коли канал повинен бути доступний постійно (канал PVC), позиції таблиць заповнюються під час завантаження комутаторів, тому канали PVC завжди доступні.

Прикладами технологій, що використовують з’єднання з комутацією пакетів або гнізд, є Х.25, Frame Relay, ATM.