1.2.5 Коммутация пакетов сообщений

Существенным недостатком КС является невозможность живого диалога между пользователями связи. Стремление к устранению этого недостатка привело к разработке коммутации пакетов сообщений (КП). Коммутация пакетов сообщений заключается в том, что принятое сообщение (обычно большой длины) раз­бивается на небольшие части (1-8 кбит,) одинакового объема, называемые пакетами. Каждому пакету присваевается одинаковый адрес получателя и порядковый номер пакета (см. операцию а на рис. 1.2.4). Пакеты передаются через сеть по различным свободным путям в любом порядке (операция б). Пакет 2 задержался из-за отсутствия свободных каналов. На вызываемом КУ пакеты принимаются и записываются в ЗУ в порядке их прибытия (операция в), а затем восстанавливается (собирается) сообщение из пакетов в порядке их ну­мерации (операция г) и передается абоненту. Процесс передачи пакетов аналогичен передаче сообще­ний поэтому КП можно считать разновидностью коммутации сообщений.

К недостаткам КП можно отнести необходимость: до­полнительных процедур фор­мирования пакетов и их сбор­ки и ожидания прибытия на конечную станцию всех паке­тов одного , сообщения, что требует увеличения ресурса УУ при КП. Кроме того вмес­то анализа одного заголовка теперь эти действия необхо­димо производить столько раз, сколько пакетов состав­ляет одно сообщение. Преимущества КП: .

-Ускорение передачи со­общений за счет использова­ния обходных направлений и сокращения задержек на КУ.

- Повышение использования каналов за счет одновременной передачи частей сообщений по различным путям.

- Возможность обхода поврежденных или занятых участков сети.

- Уменьшение необходимой емкости ЗУ и его стандартизация.

- Для восстановления ошибочной передачи можно повторить не все сообщение, а только его часть.

При КП, как и при КС, в системе передачи нет необходимости производить деление общего ресурса на каналы. Вся система представляет собой моноканал с определенной скоростью передачи информации. Аналогично коммутации сообщений при КП на различных коммутируемых участках тракта передачи воз­можно использование различных скоростей передачи информации, и не нужно обеспечивать синхрониза­цию тракта от терминала передачи до терминала приема. Однако, на каждом из участков необходима би­товая синхронизация. Коммутация пакетов требует не только высокой производительности УУ на КУ, но и наличия систем передачи с высокой скоростью передачи информации.

Дейтаграммный и виртуальный режимы КП.

Описанный принцип КП, когда исходное сообщение разбивается на пакеты, каждый пакет снабжается заголовком и рассматривается в сети связи как отдельное сообщение называется дейтаграммным. По сравнению с КС, и особенно с КК, дейтаграммный режим требует очень высокой производительности УУ при обработке пакетов. В сложной сети связи с обходными направлениями пакеты, относящиеся к одному и тому же сообщению, могут следовать по различным маршрутам, что снижает время доставки сооб­щения в целом. При этом не исключена возможность, что сообщение со старшим номером поступит в терминал получателя раньше, чем с младшим. Однако, при наличии нумерации пакетов всегда можно собрать исходное сообщение, и при утере пакета запросить его повторно.

Другой режим коммутации пакетов называется виртуальным. Этот режим основан на использовании принципов КК для коммутации пакетов. При этом каждый пакет не снабжается полным заголовком. Пос­ле формирования пакетов сообщения в сеть посылается специальный пакет сигнализации, содержащий полный заголовок и специальное поле в котором указываются характер данного пакета (сигнализация) и число пакетов составляющих сообщение. Этот сигнальный пакет обрабатывается во всех КУ, через кото­рые будет передано сообщение. В результате обработки сигнального пакета всем пакетам данного со­общения присваивается идентификатор и во всех КУ резервируется массив памяти для приема пакетов этого сообщения по идентификатору, причем в отдельном поле этого массива указывается номер исходя­щего канала, по которому необходимо передавать принятые пакеты. После прохождения сигнального пакета через все необходимые КУ, в обратном направлении передается пакет подтверждения. После этого считается, что между отправителем и получателем установлено соединение. Это соединение является виртуальным (кажущимся) так как отсутствует сквозной соединительный тракт. На каждом транзитном КУ происходит перетрансляция принятых пакетов через зарезервированный массив памяти.

Виртуальный режим КП значительно экономичнее, чем дейтаграммный с точки зрения затрат ресур­сов УУ. Все пакеты одного сообщения здесь передаются по одному и тому же маршруту, определенному при маршрутизации, следовательно в этом режиме невозможна параллельная передача пакетов, что ска­зывается на времени доставки информации и использовании каналов связи. Дейтаграммный режим пред­почтительнее, если доминируют короткие сообщения, а виртуальный - при сообщениях большой длины.

Рисунок 1.2.4 Принцип пакетной коммутации сообщений