Лекция на тему Коммутация и маршрутизация пакетов в сетях

Лекция. Коммутация и маршрутизация пакетов в сетях

План лекции
" Коммутация цепей
" Коммутация с промежуточным хранением
" Коммутация пакетов
" Маршрутизация пакетов в сетях

Телефонная коммутация является жизненно важным элементом связи абонентских систем между собой и с центрами управления, обработки и хранения информации в сетях. Узлы сети подключаются к некоторому коммутирующему оборудованию, избегая, таким образом необходимости создания специальных линий связи.
Далее рассматриваются различные методы коммутации, когда используются коммутируемые телефонные линии связи. Однако два и более конечных пункта сети могут соединяться выделенной линией, если между ними все время осуществляется связь с постоянной скоростью передачи. Выделенная линия соединяет два конечных пункта по двухточечной схеме. В случае же многоточечного подключения абонентов к выделенной линии ее ресурсы используются в режиме разделения. Организация связи в многоточечном режиме, обеспечивающем экономию на транспортных расходах, популярна в компьютерных сетях (особенно в ЛВС) из-за снижения затрат по сравнению с затратами при большом количестве монопольно используемых связных ресурсов в двухточечном режиме.
Коммутируемой транспортной сетью называется сеть, в которой между двумя (или более) конечными пунктами устанавливается связь по запросу. Примером такой сети является коммутируемая телефонная сеть.
Существуют следующие методы коммутации:
o коммутация цепей (каналов);
o коммутация с промежуточным хранением, в свою очередь, разделяемая на коммутацию сообщений и коммутацию пакетов.
Коммутация цепей
При коммутации цепей (каналов) между связываемыми конечными пунктами на протяжении всего временного интервала соединения обеспечивается обмен в реальном масштабе времени, причем биты передаются с неизменной скоростью по каналу с постоянной полосой пропускания. Между абонентами устанавливается сквозной канал связи до начала передачи информации. Этот канал формируется из отдельных участков с одинаковой пропускной способностью. Прохождение отдельного сигнала вызова обеспечивается с помощью последовательного включения нескольких коммутационных устройств, размещаемых в центрах коммутации каналов (ЦКК).
Каждое устройство резервирует за собой физическое соединение между одним входящим и одним исходящим каналами. Если при установлении сквозного канала связи заняты вызываемая сторона или хотя бы одно из коммутационных устройств в цепочке прохождения сигнала вызова, последний будет блокироваться, и абонент, инициировавший вызов, должен спустя некоторое время его повторить.
Время установления сквозного канала связи обычно бывает большим из-за необходимости организации взаимодействия значительного числа устройств коммутации. После установления такого канала ЦКК выполняют минимальное число функций, хотя при этом может передаваться большой объем информации. Следовательно, при использовании метода коммутации цепей передача информации обеспечивается двумя основными составляющими в расходной части ресурсов: ресурсами для организации вызова и ресурсами для поддержания в ЦКК коммутационных устройств или для организации распределения временных каналов. Первая составляющая не зависит от объема передаваемом информации, а вторая - прямо пропорциональна интервалу времени, в течение которого происходит соединение.
В качестве недостатков метода коммутации цепей можно указать следующие:
o большое время установления сквозного канала связи из-за возможного ожидания освобождения отдельных его участков:
o необходимость повторной передачи сигнала вызова из-за занятости вызываемой стороны или какого-либо коммутационного устройства в цепочке прохождения этого сигнала (в связи с этим система, в которой реализуется метод коммутации цепей, относится к классу систем с потерей запросов на обслуживание);
o отсутствие возможности выбора скоростей передачи информации;
o возможность монополизации канала одним источником информации;
o наращивание функций и возможностей сети ограничено;
o не обеспечивается равномерность загрузки каналов связи (возможности по сглаживанию загрузки весьма ограниченны).
Преимущества метода коммутации цепей:
o отработанность технологии коммутации цепей (первое коммутационное устройство появилось еще в конце XDC в.);
o возможность работы в диалоговом режиме и в реальном масштабе времени;
o обеспечение как битовой прозрачности, так и 1грозрачности по времени независимо от числа 1Ц\К между абонентами;
o довольно широкая область применения (главным образом передача акустических сигналов).
Коммутация с промежуточным хранением
Отметим особенности всех методов коммутации с промежуточным хранением. Для них характерно. что заранее, до начала передачи информации, сквозной канал между отправителем и получателем не устанавливается. Вызывающий объект посредством набора номера или через выделенную линию связывается только с ближайшим узлом сети и передает ему информационные