Мережі з комутацією

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.