Методи комутації
Мультиплексування абонентських каналів. Комутація каналів на основі поділу часу. Розбиття повідомлення на пакети. Затримки передачі даних у мережах. Високошвидкісні мережі. Типи мережевих користувацьких інтерфейсів. Локалізація трафіку й ізоляція мереж.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | курс лекций |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 28.10.2013 |
| Размер файла | 225,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
1. Методи комутації
Будь-які мережі зв'язку підтримують деякий спосіб комутації своїх абонентів між собою. Цими абонентами можуть бути віддалені комп'ютери, локальні мережі, чи факс-апарати просто співрозмовники, що спілкуються за допомогою телефонних апаратів. Практично неможливо надати кожній парі взаємодіючих абонентів свою власну фізичну лінію зв'язку, що не комутується, якою б вони могли монопольно «володіти» протягом тривалого часу. Тому в будь-якій мережі завжди застосовується який-небудь спосіб комутації абонентів, що забезпечує приступність наявних фізичних каналів одночасно для декількох сеансів зв'язку між абонентами мережі.
Абоненти з'єднуються з комутаторами індивідуальними лініями зв'язку, кожна з який використовується в будь-який момент часу тільки одним, закріпленим за цією лінією абонентом. Між комутаторами лінії зв'язку розділяються декількома абонентами, тобто використовуються спільно.
Існують три принципово різні схеми комутації абонентів у мережах: комутація каналів (circuit switching), комутація пакетів (packet switching) і комутація повідомлень (message switching). Мережі з комутацією каналів мають більш багату історію, вони ведуть своє походження від перших телефонних мереж. Мережі з комутацією пакетів порівняно молоді, вони з'явилися наприкінці 60-х років як результат експериментів з першими глобальними комп'ютерними мережами. Мережі з комутацією повідомлень послужили прототипом сучасних мереж з комутацією пакетів і сьогодні вони в чистому виді практично не існують.
Кожна з цих схем має свої переваги і недоліки, але за прогнозами багатьох фахівців майбутнє належить технології комутації пакетів, як більш гнучкої й універсальний.
Як мережі з комутацією пакетів, так і мережі з Комутацією каналів можна розділити на два класи по іншій ознаці - на мережі з динамічною комутацією і мережі з постійною комутацією.
У першому випадку мережа дозволяє встановлювати з'єднання з ініціативи користувача мережі. Комутація виконується на час сеансу зв'язку, а потім (знову ж з ініціативи одного з взаємодіючих користувачів) зв'язок розривається. У загальному випадку будь-який користувач мережі може з'єднатися з будь-яким іншим користувачем мережі. Звичайно період з'єднання між парою користувачів при динамічній комутації складає від декількох секунд до декількох годин і завершується при виконанні визначеної роботи - передачі файлу, перегляду сторінки чи тексту зображення і т. п.
В другому випадку мережа не надає користувачу можливість виконати динамічну комутацію з іншим довільним користувачем мережі. Замість цього мережа дозволяє парі користувачів замовити з'єднання на тривалий період часу. З'єднання встановлюється не користувачами, а персоналом, що обслуговує мережа. Час, на яке встановлюється постійна комутація, виміряється звичайно декількома місяцями. Режим постійної комутації в мережах з комутацією каналів часто називається сервісом виділених (dedicated) чи орендованих (leased) каналів.
Прикладами мереж, що підтримують режим динамічної комутації, є телефонні мережі загального користування, локальні мережі, мережі TCP/IP.
Найбільш популярними мережами, що працюють у режимі постійної комутації, сьогодні є мережі технології SDH, на основі яких будуються виділені канали зв'язку з пропускною здатністю в декілька гігабіт у секунду.
Деякі типи мереж підтримують обидва режими роботи. Наприклад, мережі Х.25 і ATM можуть надавати користувачу можливість динамічно зв'язатися з будь-яким іншим користувачем мережі й у той же час відправляти дані по постійному з'єднанню одному цілком визначеному абоненту.
1.1 Комутація каналів
Комутація каналів має на увазі утворення безупинного 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, що можуть установлювати зв'язку між будь-якими кінцевими вузлами мережі. У мережі з комутацією каналів перед передачею даних завжди необхідно виконати процедуру встановлення з'єднання, у процесі якої і створюється складений каналу
Комутатори, а також з'єднуючі їхні канали повинні забезпечувати одночасну передачу даних декількох абонентських каналів. Для цього вони повинні бути високошвидкісними і підтримувати яку-небудь техніку мультиплексування абонентських каналів.
В даний час для мультиплексування абонентських каналів використовуються дві техніки:
* техніка частотного мультиплексування (Frequency Division Multiplexing, FDM);
* техніка мультиплексування з поділом часу (Time Division Multiplexing, TDM).
1.1.1 Комутація каналів на основі частотного мультиплексування
Техніка частотного мультиплексування каналів (FDM) була розроблена для телефонних мереж, але застосовується вона і для інших видів мереж, наприклад мереж кабельного телебачення.
Розглянемо особливості цього виду мультиплексування на прикладі телефонної мережі.
Мовні сигнали мають спектр шириною приблизно в 10 000 Гц, однак основні гармоніки укладаються в діапазон від 300 до 3400 Гц. Тому для якісної передачі мови досить утворити між двома співрозмовниками канал зі смугою пропущення в 3100 Гц, що і використовується в телефонних мережах для з'єднання двох абонентів. У той же час смуга пропущення кабельних систем із проміжними підсилювачами, що з'єднують телефонні комутатори між собою, звичайно складає сотні кілогерців, а іноді і сотні мегагерц. Однак безпосередньо передавати сигнали декількох абонентських каналів по широкополосному каналі неможливо, тому що усі вони працюють у тому самому діапазоні частот і сигнали різних абонентів змішаються між собою так, що розділити їхній буде неможливо.
Для поділу абонентських каналів характерна техніка модуляції високочастотного несущого синусоїдального сигналу низькочастотним мовним сигналом. Ця техніка подібна техніці аналогової модуляції при передачі дискретних сигналів модемами, тільки замість дискретного вихідного сигналу використовуються безупинні сигнали, породжувані звуковими коливаннями. У результаті спектр модульованого сигналу переноситься в інший діапазон, що симетрично розташовується щодо несущої частоти і має ширину, що приблизно збігається із шириною сигналу, що модулює.
Якщо сигнали кожного абонентського каналу перенести у свій власний діапазон частот, то в одному широкополосном каналі можна одночасно передавати сигнали декількох абонентських каналів.
На входи FDM-комутатора надходять вихідні сигнали від абонентів телефонної мережі. Комутатор виконує перенос частоти кожного каналу у свій діапазон частот. Звичайно високочастотний діапазон поділяється на смуги, що приділяються для передачі даних абонентських каналів. Щоб низькочастотні складові сигналів різних каналів не змішувалися між собою, смуги роблять шириною в 4 кгц, а не в 3,1 кгц, залишаючи між ними страховий проміжок у 900 Гц. У каналі між двома FDM-комутаторами одночасно передаються сигнали всіх абонентських каналів, але кожний з них займає свою смугу частот. Такий канал називають ущільненим.
Вихідний FDM-комутатор виділяє модульовані сигнали кожної несущої частоти і передає їх на відповідний вихідний канал, до якого безпосередньо підключений абонентський телефон.
У мережах на основі FDM-комутації прийнято кілька рівнів ієрархії ущільнених каналів. Перший рівень ущільнення утворять 12 абонентських каналів, що складають базову групу каналів, що займає смугу частот шириною в 48 кгц із границями від 60 до 108 кгц Другий рівень ущільнення утворять 5 базових груп, що складають супергрупу, зі смугою частот шириною в 240 кгц і границями від 312 до 552 кгц. Супергрупа передає дані 60 абонентських каналів тональної частоти. Десять супергруп утворять головну групу, що використовується для зв'язку між комутаторами на великих відстанях. Головна група передає дані 600 абонентів одночасно і жадає від каналу зв'язку смугу пропущення шириною не менш 2520 кгц із границями від 564 до 3084 кгц.
Комутатори FDM можуть виконувати як динамічну, так і постійну комутацію. При динамічній комутації один абонент ініціює з'єднання з іншим абонентом, посилаючи в мережу номер викликуваного абонента. Комутатор динамічно виділяє даному абоненту одну з вільних смуг свого ущільненого каналу. При постійній комутації за абонентом смуга в 4 кгц закріплюється на тривалий термін шляхом настроювання комутатора по окремому вході, недоступному користувачам.
Принцип комутації на основі поділу частот залишається незмінним і в мережах іншого виду, міняються тільки границі смуг, виділюваних окремому абонентському каналу, а також кількість каналів в ущільненому високошвидкісному.
1.1.2 Комутація каналів на основі поділу часу
Комутація на основі техніки поділу частот розроблявся в розрахунку на передачу безупинних сигналів, що представляють голос. При переході до цифрової форми представлення голоси була розроблена нова техніка мультиплексування, що орієнтується на дискретний характер переданих даних.
Ця техніка зветься мультиплексування з поділом часу (Time Division Multiplexing, TDM). Рідше використовується й інша її назва - техніка синхронного режиму передачі (Synchronous Transfer Mode, STM). Малюнок 2.28 пояснює принцип комутації каналів на основі техніки TDM.
Апаратура TDM-мереж - мультиплексоры, комутатори, демультиплексоры - працює в режимі поділу часу, по черзі обслуговуючи протягом циклу своєї роботи всі абонентські канали. Цикл роботи устаткування TDM дорівнює 125 мкс, що відповідає періоду проходження вимірів голосу в цифровому абонентському каналі. Це значить, що мультиплексор чи комутатор устигає вчасно обслужити будь-який абонентський канал і передати його черговий вимір далі по мережі. Кожному з'єднанню виділяється один квант часу циклу роботи апаратури, називаний також тайм-слотом. Тривалість тайм-слота залежить від числа абонентських каналів, що обслуговуються мультиплексором TDM чи комутатором.
Комутація на основі поділу каналу в часі
Мультиплексор приймає інформацію з N вхідним каналам від кінцевих абонентів, кожний з який передає дані по абонентському каналі зі швидкістю 64 Кбит/з - 1 байт кожні 125 мкс. У кожнім циклі мультиплексор виконує наступні дії:
* прийом від кожного каналу чергового байта даних;
* складання з прийнятих байтів ущільненого кадру, називаного також обоймою;
* передача ущільненого кадру на вихідний канал з бітовою швидкістю, рівної Nx64 Кбит/с.
Порядок байт в обоймі відповідає номеру вхідного каналу, від якого цей байт отриманий. Кількість що обслуговуються мультиплексором абонентських каналів залежить від його швидкодії. Наприклад, мультиплексор Т1, що представляє собою перший промисловий мультиплексор, що працював за технологією TDM, підтримує 24 вхідних абонентських каналу, створюючи на виході обойми стандарту Т1, передані з бітовою швидкістю 1,544 Мбит/с.
Демультиплексор виконує зворотну задачу - він розбирає байти ущільненого кадру і розподіляє їх по своїм декількох вихідний каналам, при цьому він вважає, що порядковий номер байта в обоймі відповідає номеру вихідного каналу.
Комутатор приймає ущільнений кадр по швидкісному каналі від мультиплексора і записує кожен байт із нього в окремий осередок своєї буферної пам'яті, причому в тім порядку, у якому ці байти були упаковані в ущільнений кадр. Для виконання операції комутації байти витягаються з буферної пам'яті не в порядку надходження, а в такому порядку, що відповідає підтримуваним у мережі з'єднанням абонентів. Так, наприклад, якщо перший абонент лівої частини мережі мал. 2.28 повинний з'єднатися з другим абонентом у правій частині мережі, то байт, записаний у перший осередок буферної пам'яті, буде витягатися з її другим. «Перемішуючи» потрібним образом байти в обоймі, комутатор забезпечує з'єднання кінцевих абонентів у мережі.
Один раз виділений номер тайм-слота залишається в розпорядженні з'єднання «вхідний канал-вихідний слот» протягом усього часу існування цього з'єднання, навіть якщо переданий трафік є пульсуючим і не завжди вимагає захопленої кількості тайм-слотов. Це означає, що з'єднання в мережі TDM завжди володіє відомою і фіксованою пропускною здатністю, кратної 64 Кбит/с.
Робота устаткування TDM нагадує роботу мереж з комутацією пакетів, тому що кожен байт даних можна вважати деяким елементарним пакетом. Однак, на відміну від пакета комп'ютерної мережі, «пакет» мережі TDM не має індивідуальної адреси. Його адресою є порядковий номер у чи обоймі номер виділеного тайм-слота в мультиплексоре чи комутаторі. Мережі, що використовують техніку TDM, вимагають синхронної роботи всього устаткування, що і визначило другу назву цієї техніки - синхронний режим передач (STM). Порушення синхронності руйнує необхідну комутацію абонентів, тому що при цьому губиться адресна інформація. Тому перерозподіл тайм-слотов між різними каналами в устаткуванні TDM неможливо, навіть якщо в якомусь циклі роботи мультиплексора тайм-слот одного з каналів виявляється надлишковим, тому що на вході цього каналу в цей момент немає даних для передачі (наприклад, абонент телефонної мережі мовчить).
Існує модифікація техніки TDM, називана статистичним поділом каналу в часі (Statistical TDM, STDM). Ця техніка розроблена спеціально для того, щоб за допомогою тимчасово вільних тайм-слотов одного каналу можна було збільшити пропускну здатність інших. Для рішення цієї задачі кожен байт даних доповнюється полем адреси невеликої довжини, наприклад у 4 чи 5 біт, що дозволяє мультиплексировать 16 чи 32 каналу. Однак техніка STDM не знайшла широкого застосування і використовується в основному в нестандартному устаткуванні підключення терміналів до мейнфреймам. Розвитком ідей статистичного мультиплексування стала технологія асинхронного режиму передачі - ATM, що увібрала в себе кращі риси техніки комутації каналів і пакетів.
Мережі TDM можуть підтримувати або режим динамічної комутації, або режим постійної комутації, а іноді й обоє ці режиму. Так, наприклад, основним режимом цифрових телефонних мереж, що працюють на основі технології TDM, є динамічна комутація, але вони підтримують також і постійну комутацію, надаючи своїм абонентам службу виділених каналів.
Існує апаратура, що підтримує тільки режим постійної комутації. До неї відноситься устаткування типу Т1/Е1, а також високошвидкісне устаткування SDH. Таке устаткування використовується для побудови первинних мереж, основною функцією яких є створення виділених каналів між комутаторами, що підтримують динамічну комутацію.
Сьогодні практично всі дані - голос, зображення, комп'ютерні дані - передаються в цифровій формі. Тому виділені канали TDM-технології, що забезпечують нижній рівень для передачі цифрових даних, є універсальними каналами для побудови мереж будь-якого типу: телефонних, телевізійних і комп'ютерних.
1.1.3 Загальні властивості мереж з комутацією каналів
Мережі з комутацією каналів володіють декількома важливими загальними властивостями незалежно від того, який тип мультиплексування в них використовується.
Мережі з динамічною комутацією вимагають попередньої процедури встановлення з'єднання між абонентами. Для цього в мережу передається адреса викликуваного абонента, що проходить через комутатори і набудовує їх на наступну передачу даних. Запит на встановлення з'єднання маршрутизируется від одного комутатора до іншого і зрештою досягає викликуваного абонента. Мережа може відмовити у встановленні з'єднання, якщо ємність необхідного вихідного каналу уже вичерпана. Для FDM-комутатора ємність вихідного каналу дорівнює кількості частотних смуг цього каналу, а для TDM-комутатора - кількості тайм-слотов, на які поділяється цикл роботи каналу. Мережа відмовляє в з'єднанні також у тому випадку, якщо запитуваний абонент вже установив з'єднання з ким-небудь іншим. У першому випадку говорять, що зайнято комутатор, а в другому - абонент. Можливість відмовлення в з'єднанні є недоліком методу комутації каналів.
Якщо з'єднання може бути встановлено, то йому виділяється фіксована смуга частот у чи FDM-мережах же фіксована пропускна здатність у TDM-мережах. Ці величини залишаються незмінними протягом усього періоду з'єднання. Гарантована пропускна здатність мережі після встановлення з'єднання є важливою властивістю, необхідним для таких додатків, як передача голосу, чи зображення керування об'єктами в реальному масштабі часу. Однак динамічно змінювати пропускну здатність каналу за вимогою абонента мережі з комутацією каналів не можуть, що робить їх неефективними в умовах пульсуючого графіка.
Недоліком мереж з комутацією каналів є неможливість застосування користувацької апаратури, що працює з різною швидкістю. Окремі частини складеного каналу працюють з однаковою швидкістю, тому що мережі з комутацією каналів не даних користувачів.
Мережі з комутацією каналів добре пристосовані для комутації потоків даних постійної швидкості, коли одиницею комутації є не окремий чи байт пакет даних, а довгостроковий синхронний потік даних між двома абонентами. Для таких потоків мережі з комутацією каналів додають мінімум службової інформації для маршрутизації даних через мережу, використовуючи тимчасову позицію кожного біта потоку в якості його адреси призначення в комутаторах мережі.
У залежності від напрямку можливої передачі дані способи передачі даних по лінії зв'язку поділяються на наступні типи:
* симплексний - передача здійснюється по лінії зв'язку тільки в одному напрямку;
* напівдуплексний - передача ведеться в обох напрямках, але поперемінно в часі. Прикладом такої передачі служить технологія Ethernet;
* дуплексний - передача ведеться одночасно в двох напрямках.
Дуплексний режим - найбільш універсальний і продуктивний спосіб роботи каналу. Найпростішим варіантом організації дуплексного режиму є використання двох незалежних фізичних каналів (двох пар чи провідників двох световодов) у кабелі, кожний з який працює в симплексному режимі, тобто передає дані в одному напрямку. Саме така ідея лежить в основі реалізації дуплексного режиму роботи в багатьох мережних технологіях, наприклад Fast Ethernet чи ATM. Модеми для організації дуплексного режиму роботи на двухпроводной лінії застосовують техніку FDM. Модеми, що використовують частотну модуляцію, працюють на чотирьох частотах: дві частоти - для кодування одиниць і нулів в одному напрямку, а інші дві частоти - для передачі даних у зворотному напрямку.
При цифровому кодуванні дуплексний режим на двухпроводной лінії організується за допомогою техніки TDM. Частина тайм-слотов використовується для передачі даних в одному напрямку, а частина - для передачі в іншому напрямку. Звичайно тайм-слоты протилежних напрямків чергуються, через що такий спосіб іноді називають «пинг-понговой» передачею. TDM-поділ лінії характерно наприклад, для цифрових мереж з інтеграцією послуг (ISDN) на абонентських двухпроводных закінченнях.
У волоконно-оптических кабелях при використанні одного оптичного волокна для організації дуплексного режиму роботи застосовується передача даних в одному напрямку за допомогою світлового пучка однієї довжини хвилі, а в зворотному - іншої довжини хвилі. Така техніка відноситься до методу FDM, однак для оптичних кабелів вона одержала назву поділу по довжині хвилі (Wave Division Multiplexing, WDM). WDM застосовується і для підвищення швидкості передачі даних в одному напрямку, звичайно використовуючи від 2 до 16 каналів.
1.2 Комутація пакетів
1.2.1 Принципи комутації пакетів
Комутація пакетів - це техніка комутації абонентів, що була спеціально розроблена для ефективної передачі комп'ютерного трафіка. Експерименти по створенню перших комп'ютерних мереж на основі техніки комутації каналів показали, що цей вид комутації не дозволяє досягти високої загальної пропускної здатності мережі. Суть проблеми полягає в пульсуючому характері графіка, що генерують типові мережні додатки. Наприклад, при звертанні до вилученого файлового сервера користувач спочатку переглядає вміст каталогу цього сервера, що породжує передачу невеликого обсягу даних. Потім він відкриває необхідний файл у текстовому редакторі, і ця операція може створити досить інтенсивний обмін даними, особливо якщо файл містить об'ємні графічні включення. Після відображення декількох сторінок файлу користувач якийсь час працює з ними локально, що взагалі не вимагає передачі даних по мережі, а потім повертає модифіковані копії сторінок на сервер - і це знову породжує інтенсивну передачу даних по мережі.
Коефіцієнт пульсації графіка окремого користувача мережі, дорівнює відношенню середньої інтенсивності обміну даними до максимально можливого, може складати 1:50 чи 1:100. Якщо для описаної сесії організувати комутацію каналу між комп'ютером користувача і сервером, то велику частину часу канал буде простоювати. У той же час комутаційні можливості мережі будуть використовуватися - частина тайм-слотов чи частотних смуг комутаторів буде зайнята і недоступна іншим користувачам мережі.
При комутації пакетів усі передані користувачем мережі повідомлення розбиваються у вихідному вузлі на порівняно невеликі частини, називані пакетами. Нагадаємо, що повідомленням називається логічно завершена порція даних - запит на передачу файлу, відповідь на цей запит, що містить весь файл, і т. п. Повідомлення можуть мати довільну довжину, від декількох байт до багатьох мегабайт. Навпроти, пакети звичайно теж можуть мати перемінну довжину, але у вузьких межах, наприклад від 46 до 1500 байт. Кожен пакет забезпечується заголовком, у якому вказується адресна інформація, необхідна для доставки пакета вузлу призначення, а також номер пакета, що буде використовуватися вузлом призначення для зборки повідомлення (мал. 2.29). Пакети транспортуються в мережі як незалежні інформаційні блоки. Комутатори мережі приймають пакети від кінцевих вузлів і на підставі адресної інформації передають їхній один одному, а в остаточному підсумку - вузлу призначення.
Розбиття повідомлення на пакети
Комутатори пакетної мережі відрізняються від комутаторів каналів тим, що вони мають внутрішню буферну пам'ять для тимчасового збереження пакетів, якщо вихідний порт комутатора в момент прийняття пакета зайнятий передачею іншого пакета (мал. 2.30). У цьому випадку пакет знаходиться якийсь час у черзі пакетів у буферній пам'яті вихідного порту, а коли до нього дійде черга, то він передається наступному комутатору. Така схема передачі даних дозволяє згладжувати пульсації графіка на магістральних зв'язках між комутаторами і тим самим використовувати їхній найбільш ефективним образом для підвищення пропускної здатності мережі в цілому.
Дійсно, для пари абонентів найбільш ефективним було би надання їм в одноособове користування скоммутированного каналу зв'язку, як це робиться в мережах з комутацією каналів. При цьому способі час взаємодії цієї пари абонентів було б мінімальним, тому що дані без затримок передавалися б від одного абонента іншому. Простої каналу в. час пауз передачі абонентів не цікавлять, для них важливо швидше вирішити свою власну задачу. Мережа з комутацією пакетів сповільнює процес взаємодії конкретної пари абонентів, тому що їхні пакети можуть очікувати в комутаторах, поки по магістральних зв'язках передаються інші пакети, що прийшли в комутатор раніше.
Згладжування пульсацій трафіка в мережі з комутацією пакетів
Проте загальний обсяг переданих мережею комп'ютерних даних в одиницю часу при техніку комутації пакетів буде вище, ніж при техніку комутації каналів. Це відбувається тому, що пульсації окремих абонентів і відповідності з законом великих чисел розподіляються в часі. Тому комутатори постійно і досить рівномірно завантажені роботою, якщо число абонентів, що обслуговуються ними, дійсно велике. На мал. 2.30 показано, що графік, що надходить від кінцевих вузлів на комутатори, дуже нерівномірно розподілений у часі. Однак комутатори більш високого рівня ієрархії, що обслуговують з'єднання між комутаторами нижнього рівня, завантажені більш рівномірно, і потік пакетів у магістральних каналах, що з'єднує комутатори верхнього рівня, має майже максимальний коефіцієнт використання.
Більш висока ефективність мереж з комутацією пакетів у порівнянні з мережами з комутацією каналів (при рівній пропускній здатності каналів зв'язки) була доведена в 60-і роки як експериментально, так і за допомогою імітаційного моделювання. Тут доречна аналогія з мультипрограмними операційними системами. Кожна окрема програма в такій системі виконується довше, ніж в однопрограмній системі, коли програмі виділяється весь процесорний час, поки вона не завершить своє виконання. Однак загальне число програм, виконуваних за одиницю часу, у мультипрограмній системі більше, ніж в однопрограмній.
1.2.2 Віртуальні канали в мережах з комутацією пакетів
Описаний вище режим передачі пакетів між двома кінцевими вузлами мережі припускає незалежну маршрутизацію кожного пакета. Такий режим роботи мережі називається дейтаграмним, і при його використанні комутатор може змінити маршрут якого-небудь пакета в залежності від стану мережі - працездатності каналів і інших комутаторів, довжини черг пакетів у сусідніх комутаторах і т. п.
Існує й інший режим роботи мережі - передача пакетів по віртуальному каналі (virtual circuit чи virtual channel). У цьому випадку перед тим, як почати передачу даних між двома кінцевими вузлами, повинний бути установлений віртуальний канал, що являє собою єдиний маршрут, що з'єднує ці кінцеві вузли. Віртуальний канал може бути динамічним чи постійної. Динамічний віртуальний канал установлюється при передачі в мережу спеціального пакета - запиту на встановлення з'єднання. Цей пакет проходить через комутатори і «прокладає» віртуальний канал. Це означає, що комутатори запам'ятовують маршрут для даного з'єднання і при надходженні наступних пакетів даного з'єднання відправляють їхній завжди по прокладеному маршруті. Постійні віртуальні канали створюються адміністраторами мережі шляхом ручного настроювання комутаторів.
При відмовленні чи комутатора каналу на шляху віртуального каналу з'єднання розривається, і віртуальний канал потрібно прокладати заново. При цьому він, природно, обійде ділянки мережі, що відмовили.
Кожен режим передачі пакетів має свої переваги і недоліки. Дейтаграмний метод не вимагає попереднього встановлення з'єднання і тому працює без затримки перед передачею даних. Це особливо вигідно для передачі невеликого обсягу даних, коли час установлення з'єднання може бути порівнянним згодом передачі даних. Крім того, дейтаграмний метод швидше адаптується до змін у мережі.
При використанні методу віртуальних каналів час, витрачений на установлення віртуального каналу, компенсується наступною швидкою передачею всього потоку пакетів. Комутатори розпізнають приналежність пакета до віртуального каналу по спеціальній мітці - номеру віртуального каналу, а не аналізують адреси кінцевих вузлів, як це робиться при дейтаграмному методі.
1.2.3 Пропускна здатність мереж з комутацією пакетів
Одним з відмінностей методу комутації пакетів від методу комутації каналів є невизначеність пропускної здатності з'єднання між двома абонентами. У методі комутації каналів після утворення складеного каналу пропускна здатність мережі при передачі даних між кінцевими вузлами відома - це пропускна здатність каналу. Дані після затримки, зв'язаної з установленням каналу, починають передаватися на максимальній для каналу швидкості (мал. 2.31, а). Час передачі повідомлення в мережі з комутацією каналів до дорівнює сумі затримки поширення сигналу по лінії зв'язку 1 з.р і затримки передачі повідомлення 1 з.п Затримка поширення сигналу залежить від швидкості поширення електромагнітних хвиль у конкретному фізичному середовищі, що коливається від 0,6 до 0,9 швидкості світла у вакуумі. Час передачі повідомлення дорівнює V/C, де V - обсяг повідомлення в бітах, а З - пропускна здатність каналу в бітах у секунду.
У мережі з комутацією пакетів спостерігається принципово інша картина.
Затримки передачі даних у мережах з комутацією каналів і пакетів
Процедура встановлення з'єднання в цих мережах, якщо вона використовується, займає приблизно такий же час, як і в мережах з комутацією каналів, тому будемо порівнювати тільки час передачі даних.
На мал. 2.31, (показано приклад передачі в мережі з комутацією пакетів. Передбачається, що в мережу передається повідомлення того ж обсягу, що і повідомлення, иллюстрируемое мал. 2.31, а, однак воно розділено на пакети, кожний з який постачений заголовком. Час передачі повідомлення в мережі з комутацією пакетів позначено на малюнку Тк п При передачі цього повідомлення, розбитого на пакети, по мережі з комутацією пакетів виникають додаткові тимчасові затримки. По-перше, це затримки в джерелі передачі, що, крім передачі власне повідомлення, витрачає додатковий час на передачу заголовків tn з, плюс до цього додаються затримки 1 инт, викликані інтервалами між передачею кожного наступного пакета (цей час іде на формування чергового пакета стеком протоколів).
По-друге, додатковий час витрачається в кожнім комутаторі. Тут затримки складаються з часу буферизации пакета ten (комутатор не може почати передачу пакета, не прийнявши його цілком у свій буфер) і часу комутації tic. Час буферизации дорівнює часу прийому пакета з бітовою швидкістю протоколу. Час комутації складається з часу чекання пакета в черзі і часі переміщення пакета у вихідний порт. Якщо час переміщення пакета фіксоване і звичайно невелико (від декількох мікросекунд до декількох десятків мікросекунд), то час чекання пакета в черзі коливається в дуже широких межах і заздалегідь невідомо, тому що залежить від поточної завантаження мережі пакетами.
Проведемо грубу оцінку затримки в передачі даних у мережах з комутацією пакетів у порівнянні з мережами з комутацією каналів на найпростішому прикладі. Нехай тестове повідомлення, яке потрібно передати в обох видах мереж, складає 200 Кбайт. Відправник знаходиться від одержувача на відстані 5000 км. Пропускна здатність ліній зв'язку складає 2 Мбит/с.
Час передачі даних по мережі з комутацією каналів складається з часу поширення сигналу, що для відстані 5000 км можна оцінити приблизно в 25 мс, і часу передачі повідомлення, що при пропускній здатності 2 Мбит/з і довжині повідомлення 200 Кбайт дорівнює приблизно 800 мс, тобто усього передача даних зайняв 825 мс.
Оцінимо додатковий час, що буде потрібно для передачі цього повідомлення по мережі з комутацією пакетів. Будемо вважати, що шлях від відправника до одержувача пролягає через 10 комутаторів. Вихідне повідомлення розбивається на пакети в 1 Кбайт, всего 200 пакетів. Спочатку оцінимо затримку, що виникає у вихідному вузлі. Припустимо, що частка службової інформації, розміщеної в заголовках пакетів, стосовно загального обсягу повідомлення складає 10%. Отже, додаткова затримка, зв'язана з передачею заголовків пакетів, складає 10% від часу передачі цілого повідомлення, тобто 80 мс. Якщо прийняти інтервал між відправленням пакетів рівним 1 мс, тоді додаткові втрати за рахунок інтервалів складуть 200 мс. Разом, у вихідному вузлі через пакетування повідомлення при передачі виникла додаткова затримка в 280 мс.
Кожний з 10 комутаторів вносить затримку комутації, що може мати великий розкид, від часток до тисяч миллисекунд. У даному прикладі приймемо, що на комутацію в середньому витрачається 20 мс. Крім того, при проходженні повідомлень через комутатор виникає затримка буферизации пакета. Ця затримка при величині пакета 1 Кбайт і пропускної здатності лінії 2 Мбит/з дорівнює 4 мс. Загальна затримка, внесеними 10 комутаторами, складе приблизно 240 мс. У результаті додаткова затримка, створена мережею з комутацією пакетів, склала 520 мс. З огляду на, що вся передача даних у мережі з комутацією каналів зайняла 825 мс, цю додаткову затримку можна вважати істотної.
Хоча приведений розрахунок носить дуже приблизний характер, але він робить більш зрозумілими ті причини, що приводять до того, що процес передачі для визначеної пари абонентів у мережі з комутацією пакетів є більш повільним, чим у мережі з комутацією каналів.
Невизначена пропускна здатність мережі з комутацією пакетів - це плата за її загальну ефективність при деякім обмеженні інтересів окремих абонентів. Аналогічно, у мультипрограмній операційній системі час виконання додатка пророчити заздалегідь неможливо, тому що воно залежить від кількості інших додатків, з якими поділяє процесор даний додаток.
На ефективність роботи мережі істотно впливають розміри пакетів, що передає мережу. Занадто великі розміри пакетів наближають мережа з комутацією пакетів до мережі з комутацією каналів, тому ефективність мережі при цьому падає. Занадто маленькі пакети помітно збільшують частку службової інформації, тому що кожен пакет несе із собою заголовок фіксованої довжини, а кількість пакетів, на які розбиваються повідомлення, буде різко рости при зменшенні розміру пакета. Існує деяка золота середина, що забезпечує максимальну ефективність роботи мережі, однак її важко визначити точно, тому що вона залежить від багатьох факторів, деякі з них до того ж постійно міняються в процесі роботи мережі. Тому розроблювачі протоколів для мереж з комутацією пакетів вибирають межі, у яких може знаходитися довжина пакета, а точніше його поле даних, тому що заголовок, як правило, має фіксовану довжину. Звичайно нижня межа полючи даних вибирається рівним нулю, що дозволяє передавати службові пакети без користувацьких даних, а верхня межа не перевищує 4-х кілобайт. Додатка при передачі даних намагаються зайняти максимальний розмір полючи даних, щоб швидше виконати обмін даними, а невеликі пакети звичайно використовуються для квитанцій про доставку пакета.
При виборі розміру пакета необхідно враховувати також і інтенсивність бітових помилок каналу. На ненадійних каналах необхідно зменшувати розміри пакетів, тому що це зменшує обсяг повторно переданих даних при перекручуваннях пакетів.
1.3 Комутація повідомлень
Під комутацією повідомлень розуміється передача єдиного блоку даних між транзитними комп'ютерами мережі з тимчасовий буферизацией цього блоку на диску кожного комп'ютера (мал. 2.32). Повідомлення на відміну від пакета має довільну довжину, що визначається не технологічними розуміннями, а змістом інформації, що складає повідомлення. Наприклад, повідомленням може бути текстовий документ, файл із кодом програми, електронний лист.
Транзитні комп'ютери можуть з'єднуватися між собою як мережею з комутацією пакетів, так і мережею з комутацією каналів. Повідомлення зберігається в транзитному комп'ютері на диску, причому час збереження може бути досить великим, якщо комп'ютер завантажений іншими чи роботами мережа тимчасово перевантажена.
За такою схемою звичайно передаються повідомлення, що не вимагають негайної відповіді, найчастіше повідомлення електронної пошти. Режим передачі з проміжним збереженням на диску називається режимом «збереження-і-передача» (store-and-forasard).
Режим комутації повідомлень розвантажує мережу для передачі трафіка, що вимагає швидкої відповіді, наприклад трафіка служби WWW чи файлової служби.
Кількість транзитних комп'ютерів намагаються по можливості зменшити. Якщо комп'ютери підключені до мережі з комутацією пакетів, то число проміжних комп'ютерів звичайно зменшується до двох. Наприклад, користувач передає поштове повідомлення своєму серверу вихідної пошти, а той відразу намагається передати повідомлення серверу вхідної пошти адресата. Але якщо комп'ютери зв'язані між собою телефонною мережею, те часто використовується кілька проміжних серверів, тому що прямий доступ до кінцевого сервера може бути неможливий у даний момент через перевантаження телефонної мережі (абонент зайнятий) чи економічно невигідний через високі тарифи на далекий телефонний зв'язок.
Техніка комутації повідомлень з'явилася в комп'ютерних мережах раніш техніки комутації пакетів, але потім була витиснута останньої, як більш ефективної за критерієм пропускної здатності мережі. Запис повідомлення на диск займає досить багато часу, крім того, наявність дисків припускає спеціалізовані комп'ютери як комутатори, що здорожує мережу.
Сьогодні комутація повідомлень працює тільки для деяких не оперативних служб, причому найчастіше поверх мережі з комутацією пакетів, як служба прикладного рівня.
Висновки
* У мережах для з'єднання абонентів використовуються три методи комутації: комутація каналів, комутація пакетів і комутація повідомлень.
* Як комутація каналів, так і комутація пакетів може бути або динамічної, або постійної.
* У мережах з комутацією каналів абонентів з'єднує складений канал, утворений комутаторами мережі по запиті одного з абонентів.
* Для спільного поділу каналів між комутаторами мережі декількома абонентськими каналами використовуються дві технології: частотного поділу каналу (FDM) і поділу каналу в часі (TDM). Частотний поділ характерно для аналогової модуляції сигналів, а тимчасове - для цифрового кодування.
* Мережі з комутацією каналів добре комутирують потоки даних постійної інтенсивності, наприклад потоки даних, створювані співрозмовниками, що розмовляють по телефоні, але не можуть перерозподіляти пропускну здатність магістральних каналів між потоками абонентських каналів динамічно.
* Мережі з комутацією пакетів були спеціально розроблені для ефективної передачі пульсуючого комп'ютерного графіка. Буферизация пакетів різних абонентів у комутаторах дозволяє згладити нерівномірності інтенсивності графіка кожного абонента і рівномірно завантажити канали зв'язку між комутаторами.
* Мережі з комутацією пакетів ефективно працюють у тім відношенні, що обсяг переданих даних від всіх абонентів мережі в одиницю часу більше, ніж при використанні мережі з комутацією каналів. Однак для кожної пари абонентів пропускна здатність мережі може виявитися нижче, ніж у мережі з комутацією каналів, за рахунок черг пакетів у комутаторах.
* Мережі з комутацією пакетів можуть працювати в одному з двох режимів: дейтаграммном чи режимі режимі віртуальних каналів.
* Розмір пакета істотно впливає на продуктивність мережі. Звичайно пакети в мережах мають максимальний розмір у 1-4 Кбайт.
* Комутація повідомлень призначена для організації взаємодії користувачів у режимі off-line, коли не очікується негайної реакції на повідомлення. При цьому методі комутації повідомлення передається через кілька транзитних комп'ютерів, де воно цілком буферизуется на диску.
2. Високошвидкісні мережі
Нові вимоги до продуктивності мереж, пропоновані сучасними додатками, такими як мультимедіа, розподілені обчислення, системи оперативної обробки транзакцій, викликають нагальну потребу розширення відповідних стандартів. Звичний десятимегабітный Ethernet, що довгий час займає чільні позиції, у всякому разі на наших просторах, активно витісняється більш сучасними й істотно більш швидкими технологіями передачі даних.
На ринку високошвидкісних (більш 100 Мбіт/с) мереж, декілька років тому представлених лише мережами FDDI, сьогодні пропонується біля десятка різних технологій, які розвивають вже існуючі стандарти, так і заснованих на концептуально нових. Серед них варто особливо виділити:
Старий добрий оптоволоконний інтерфейс FDDI, а також його розширений варіант, FDDI II, спеціально адаптований для роботи з інформацією мультимедіа, і CDDI, що реалізує FDDI на мідних кабелях. Усі версії FDDI підтримують швидкість обміну 100 Мбіт/с.
100Base X Ethernet, що представляє собою високошвидкісний Ethernet із множинним доступом до серед і виявленням колізій. Дана технологія - екстенсивний розвиток стандарту IEEE802.3.
100Base VG-AnyLAN, нова технологія побудови локальних мереж, що підтримує формати даних Ethernet і Token Ring зі швидкістю передачі 100 Мбіт/сек по стандартних кручених парах і оптоволокну.
Gigabit Ethernet. Продовження розвитку мереж Ethernet і Fast Ethernet.
ATM, технологію передачі даних, працюючу як на існуючому кабельному устаткуванні, так і на спеціальних оптичних лініях зв'язку. Підтримує швидкості обміну від 25 до 622 Мбіт/сек з перспективою збільшення до 2.488 Гбіт/сек.
Fibre Channel, оптоволоконну технологію з комутацією фізичних з'єднань, призначену для додатків, що вимагають надвисоких швидкостей. Орієнтири - кластерні обчислення, організація взаємодії між суперкомп'ютерами і високошвидкісними масивами накопичувачів, підтримка з'єднань типу робоча станція - суперкомп'ютер. Декларовано швидкості обміну від 133 Мбіт до гігабіту в секунду (і навіть більше).
Привабливі, але далеко не ясні обриси технології FFOL (FDDI Follow on LAN), покликані в майбутньому замінити FDDI з новим рівнем продуктивності 2.4 Гбайт/сек.
2.1 АТМ
АТМ - дитина телефонних компаній. Технологія ця розроблялася далеко не в розрахунку на комп'ютерні мережі передачі даних. ATM радикально відрізняється від звичайних мережних технологій. Основна одиниця передачі в цьому стандарті - це комірка, на відміну від звичного пакета. Комірка містить у собі 48 байт даних і 5 байт заголовка. Частково це необхідно, щоб забезпечити дуже маленький час затримки при передачі мультимедійних даних. (Фактично, розмір комірки став компромісом між американським телефонними компаніями, що віддають перевагу розміру комірки 64 байта, і європейськими, у яких він дорівнює 32 байтам).
Пристрої АТМ встановлюють зв'язок між собою і передають дані по віртуальних каналах зв'язку, що можуть бути тимчасовими чи постійними. Постійний канал зв'язку - це шлях, по якому передається інформація. Він завжди залишається відкритим поза залежністю від трафіка. Тимчасові канали створюються за вимогою і, як тільки передача даних закінчується, закриваються.
Із самого початку АТМ проектувалася як система комутації за допомогою віртуальних каналів зв'язку, що забезпечують заздалегідь специфікований рівень якості сервісу (Quality of Service - QoS) і підтримують постійну чи перемінну швидкість передачі даних. Модель QoS дозволяє додаткам запросити гарантовану швидкість передачі між приймачем і джерелом, не звертаючи уваги на те, як складний шлях між ними. Кожен АТМ - комутатор, зв'язуючи з іншим, вибирає такий шлях, що гарантує необхідну додатку швидкість.
Якщо система не може задовольнити запит, то вона сповіщає про це додатку. Правда, існуючі протоколи передачі даних і додатка не мають ніякого поняття про QoS, так що це ще одна відмінна властивість, яку ніхто не використовує.
Наприклад, АТМ не має убудованої системи широкомовного оповіщення. І хоча широкомовні повідомлення - споконвічний головний біль для будь-якого адміністратора, у деяких випадках вони просто необхідні. Клієнт, що шукає сервер, повинен мати можливість розіслати повідомлення «Де сервер?», що б потім, одержавши відповідь, направляти свої запити вже безпосередньо по потрібній адресі.
Форум АТМ спеціально розробив специфікації для емуляції мережі - LAN emulation (LANE). LANE перетворює «точка-крапка» - орієнтовану АТМ мережу в звичайну, де клієнти і сервери бачать її як нормальну широкомовну мережу, що використовує протокол IP. LANE складається з чотирьох різних протоколів: протоколу конфігурації сервера (LAN emulation configuration service - LECS), протоколу сервера (LAN emulation server - LES), протоколу загального віщання і невідомого сервера (Broadcast and Unknown Server - BUS) і протоколу клієнта (LAN emulation client - LEC).
Коли клієнт за допомогою LANE намагається підключитися до мережі АТМ, те спочатку він використовує протокол LECS. Оскільки АТМ не підтримує широкомовних повідомлень, форум АТМ виділив спеціальну адресу LECS, що ніхто інший уже не використовує. Посилаючи повідомлення по цій адресі клієнт одержує адресу відповідного йому LES. Рівень LES забезпечує необхідні функції ELAN (emulated LAN). З їхньою допомогою клієнт може одержати адресу BUS-сервісу і послати йому повідомлення «підключився такий-то клієнт», щоб потім BUS рівень міг, одержуючи повідомлення, переслати його всім клієнтам, що зареєструвалися.
Для того щоб використовувати не АТМ протоколи, необхідно використовувати LEC. LEC працює як конвертор, емулюючи звичайну топологію мережі, що має на увазі IP. Оскільки LANE тільки моделює Ethernet, те він може усунути деякі старі технологічні помилки. Кожен ELAN може використовувати різні розміри пакетів. ELAN, що обслуговує станції, підключені за допомогою звичайного Ethernet, використовує пакети розміром 1516 байт, у той час як ELAN які забезпечують зв'язок між серверами можуть посилати пакети по 9180 байт. Усім цим керує LEC.
LEC перехоплює широкомовні повідомлення і посилає їхній BUS. Коли BUS одержує таке повідомлення, то посилає його копію кожному зареєстрованому LEC. Одночасно, перед тим як розіслати копії, він перетворить пакет назад у Ethernet-форму, указуючи замість своєї адреси широкомовну.
Розмір комірки в 48 байт плюс пятибайтовий заголовок є причиною того, що тільки 90,5% пропускної смуги витрачається на передачу корисної інформації. Таким чином, реальна швидкість передачі даних - усього лише 140 Мбіт/с. І це без обліку накладних витрат на встановлення зв'язку та інші службові взаємодії між різними рівнями протоколів - BUS і LECS.
ATM - даною абревіатурою позначається технологія асинхронної передачі даних (Asynchronous Transfer Mode). Дану технологію побудови високошвидкісних обчислювальних мереж з комутацією пакетів характеризує унікальна масштабованість від невеликих локальних мереж швидкостями обміну 25-50 Мбіт/сек до трансконтинентальних мереж.
Як передавальне середовище використовується або кручена пару (до 155 Мбіт/сек) або оптоволокно.
ATM є розвитком STM (Synchronous Transfer Mode), технології передачі пакетних даних і мовлення на великі відстані, традиційно використовуваної для побудови телекомунікаційних магістралей і телефонної мережі. Тому насамперед ми розглянемо STM.
Модель STM
STM представляє собою мережевий механізм із комутацією з'єднань, де з'єднання встановлюється перш, ніж почнеться передача даних, і розривається після її закінчення. Таким чином, взаємодіючі вузли захоплюють і утримують канал, поки не визнають за необхідне роз'єднатися, незалежно від того, передають вони дані чи «мовчать».
Дані в STM передаються за допомогою поділу всієї смуги каналу на базові трансмісійні елементи, називані тимчасовими каналами чи слотами. Слоти об'єднані в обойму, що містить фіксоване число каналів, пронумерованих від 1 до N. Кожному слоту ставитися у відповідність одне з'єднання. Кожна з обойм (їх теж може бути декілька - від 1 до М), визначає свій набір з'єднань. Обойма надає свої слоти для встановлення з'єднання з періодом Т. При цьому гарантується, що протягом цього періоду необхідна обойма буде доступна. Параметри N, M і Т визначаються відповідними комітетами зі стандартизації і розрізняються в Америці і Європі.
У рамках каналу STM кожне з'єднання асоціюється з фіксованим номером слоту в конкретній обо5ймі. Один раз захоплений слот залишається в розпорядженні з'єднання протягом усього часу існування цього з'єднання.
Дана модель небагато нагадує вокзал, від якого у визначеному напрямку з періодом Т відбуває потяг. Якщо серед пасажирів є той, котрому цей потяг підходить, він займає вільне місце. Якщо такого пасажира ні, то місце залишається порожнім і не може бути зайняте ніким іншим. Природно, що пропускна здатність такого каналу губиться, до того ж здійснити одночасно всі потенційні з'єднання (M*N) неможливо.
Перехід на ATM
Дослідження застосування оптоволоконних каналів у трансокеанських і трансконтинентальних масштабах виявили ряд особливостей передачі даних різних типів. У сучасних комунікаціях можна виділити два типи запитів:
- передача даних, стійких до деяких втрат, але критичних до затримок (наприклад, сигнали телебачення високої чіткості і звукова інформація);
- передача даних, не дуже критичних до затримок, але які не допускають втрат інформації (цей тип передачі, як правило, відноситься до міжкомп'ютерних обмінів).
Передача різнорідних даних приводить до періодичного виникнення запитів на обслуговування, що вимагають великої смуги пропускання, але при малому часі передачі. Вузол, часом, вимагає пікової продуктивності каналу, але відбувається це відносно рідко, займаючи, скажемо, одного десяту часу. Для такого виду каналу реалізується одне з десяти можливих з'єднань, на чому, природно, губиться ефективність використання каналу. Було б чудово, якби існувала можливість передати тимчасово невикористовуваний слот іншому абоненту. На жаль, у рамках моделі STM це неможливо.
Модель ATM була узята на озброєння одночасно AT&T і декількома європейськими телефонними гігантами.
Головна ідея полягала в тім, що необхідності у твердій відповідності з'єднання і номера слота немає. Досить передавати індентифікатор з'єднання разом з даними на будь-який вільний слот, зробивши при цьому пакет настільки маленьким, щоб у випадку втрати він легко заповнювався б. Усе це досить подібно до комутації пакетів і навіть називається схоже: «швидка комутація коротких пакетів фіксованої довжини». Короткі пакети дуже привабливі для телефонних компаній, що прагнуть зберегти аналогові лінії STM.
У мережі ATM два вузли знаходять один одного по «віртуальному ідентифікатору з'єднання» (Virtual Circuit Identifier - VCI), використовуваному замість номерів слота й обойми в моделі STM. Швидкий пакет передається в такий же слот, як і раніш, але без яких-небудь вказівок чи ідентифікатора.
Статистичне мультиплексування
Швидка комутація пакетів дозволяє вирішити проблему невикористовуваних слотів за допомогою статистичного мультиплексування декількох з'єднань по одній лінії зв'язку відповідно до параметрів їхнього трафіка. Іншими словами, якщо велике число з'єднань носять імпульсний характер (співвідношення пікової активності до середнього - 10 чи більш до 1), є надія, що піки активності різних з'єднань будуть збігатися не занадто часто. У випадку збігу один з пакетів буферизується поки не з'являться вільні слоти. Такий спосіб організації з'єднань при правильно підібраних параметрах дозволяє ефективно завантажувати канали. Статистичне мультиплексування, нездійсненне в STM, і є основним достоїнством ATM.
Типи мережевих користувацьких інтерфейсів ATM
Насамперед - це інтерфейс, орієнтований на підключення до локальних мереж, що оперують кадрами даних (сімейства IEEE 802.x і FDDI). У цьому випадку апаратура інтерфейсу повинна транслювати кадри локальної мережі в елемент передачі мережі ATM, що виступає як глобальну магістраль, що зв'язує два значно віддалених один від одного сегмента локальної мережі.
Подобные документы
Можливості технології синхронної ієрархії SDH по створенню транспортних мереж даних і формуванню цифрових каналів в широкому діапазоні швидкостей. Техніка комутації каналів з двоточковою топологією між користувацькими пристроями, підключеними до мережі.
реферат [158,9 K], добавлен 05.02.2015Аналіз організації передачі даних по каналах комп’ютерних мереж. Фізична сутність та порядок організації їх каналів. Сутність існуючих методів доступу до каналів комп’ютерних мереж. Місце процесів авторизації доступу при організації інформаційних систем.
дипломная работа [2,4 M], добавлен 12.09.2010Вимоги до транспортної мережі NGN. Порівняльний аналіз технологій транспортних мереж: принцип комутації, встановлення з'єднання, підтримка технології QoS, можливості масштабування мережі. Поняття про Traffic Engineering. Оптимізація характеристик мереж.
дипломная работа [4,6 M], добавлен 22.09.2011Проблема зростання ємності і трафіку телефонних мереж, збільшення кількості телекомунікаційних служб. Розробка міської телефонної мережі з використанням аналогових систем комутації. Схема і комутаційний граф двокаскадного комутаційного блоку ВПВП.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 05.02.2015Базові принципи, що лежать в основі технології ATM. Мережі з встановленням з'єднання. Рівень адаптації ATM і якість сервісу. Типи віртуальних каналів. Стандарти моделі АТМ, архітектура, фізичний рівень. Функції передачі сигналів і управління трафіком.
реферат [395,7 K], добавлен 05.02.2015Основні терміни і поняття: складання глосарію. Сучасний рівень документних комунікацій у розвитку підприємництва. Характеристика основних каналів передачі ділової інформації. Схема еволюції комунікаційних каналів за період соціального розвитку людства.
контрольная работа [79,3 K], добавлен 10.03.2010Специфіка різних сфер застосування систем зв'язку. Структурні схеми каналів передачі інформації, перетворення інформації в кодуючому пристрої. Поняття детермінованого, недетермінованого, випадкового сигналу. Особливості передачі і збереження інформації.
реферат [286,2 K], добавлен 03.04.2010Визначення типів оптичного волокна. Сутність і математичний закон Снеліуса. Характеристики оптичних інтерфейсів GigaEthernet. Розрахунок числа проміжних регенераторів, відстані між ними, рівня прийому на основі даних для оптичних інтерфейсів SDH.
контрольная работа [491,9 K], добавлен 06.11.2016Синтез двокаскадного комутаційного блоку, схема включення точки комутації багатократного координатного з'єднувача. Проектування міської телефонної мережі, що складається з чотирьох районних АТС, в яку ввімкнено координатну підстанцію типу ПСК-1000К.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 05.02.2015Поняття, сутність, призначення і класифікація комп’ютерних мереж, особливості передачі даних в них. Загальна характеристика локальних комп’ютерних мереж. Етапи формування та структура мережі Інтернет, а також рекомендації щодо збереження інформації у ній.
реферат [48,1 K], добавлен 05.12.2010
