Тема 1.1.2 Методи комутації

Вид лекції : інформаційна

Мета лекції: навчальна

План лекції:

1. Методи комутації в СДЗ

Комунікаційна мережа – описується сукупністю вузлів та каналів зв’язку, що їх сполучають . Вузли мережі забезпечують опрацювання та збереження даних, а також їхню комутацію. Канали зв’язку реалізують передавання даних. Два або більше комп’ютерів мо-

жуть бути сполучені каналами зв’язку по-різному.

Спосіб сполучення комп’ютерів каналами зв’язку для передавання даних між ними називають методом комутації.

Комутація з використанням призначених каналів зв’язку.

У цьому випадку між комп’ютерами налаштовують постійний канал зв’язку з фіксова-

ною швидкістю передавання даних та смугою перепускання. Налаштування та підтримка такого каналу, особливо на далеку відстань, коштує дорого. Крім того, якщо навантаження невелике або нерівномірне, то перепускну здатність каналу зв’язку використовують неефек-

тивно. Призначені канали можна встановити за два-або багатопунктовою схемою.

Двопунктове – це сполучення призначеним каналом двох комп’ютерів. Його викорис-

товують як у локальних, так і в глобальних комп’ютерних мережах для передавання великих обсягів даних.

Багатопунктове – це сполучення трьох або більше комп’ютерів призначеним каналом. Сам канал у цьому випадку експлуатують у режимі розподілу. Ефективність його викорис-

тання більша ниж двопунктового. Багатопунктове сполучення застосовують тільки у локаль-

них КМ, воно потребує спеціальних засобів керування розподілу каналу. У сполученнях з комутацією , на відміну від методу з призначеним каналом , зв'язок між комп’ютерами є не постійний, а відбувається за запитом. Ці методи комутації поділяють на дві групи: з комута-

цією каналів та з проміжним зберіганням.

У випадку комутацією каналів за запитом одного з учасників обміну між двома ком-

п’ютерами налаштовується канал зв’язку. Він може складатися з багатьох ланок. Якщо одна із ланок зайнята , то канал не налаштовується. Коли канал не налаштовано, він має фіксовану смугу перепускання та швидкість передавання.

Після завершення передавання відбувається роз’єднання, канал руйнується. Прикладом кому-

тації каналів можна вважати роботу телефонної мережі. Недоліками цього методу тривалий час налаштування сполучень, неефективність використання каналу зв’язку, якщо навантажен-

ня мале та нерівномірне. Низьке якість телефонних каналів та зумовлене цим зменшення вислідної швидкості передавання знижують ефективність використання каналу зв’язку ще більше. Сьогодні комутацію каналів КМ використовують там, де треба передавати дані через модем і телефонну мережу (непризначеними каналами). Водночас принципи комутації є в основі найперспективніших технологій передавання інформації (АТМ), і сфера їхнього засто-

сування у швидкісних мережах постійно збільшується.

Під час передавання даних з проміжним зберіганням інформація затримується, нако-

пичується та аналізується в проміжних вузлах передавання. Це зумовлює потребу мати у вуз-

лах буфери достатніх розмірів для запам’ятовування інформації, процесори для її опрацю-

вання. Щоб уникнути для переповнення буферів, треба реалізувати механізми керування потоком. У цілому методи комутації з проміжним зберіганням дають змогу досягти більшої ефективності використання каналів зв’язку завдяки їхній гнучкості. Серед методів з проміж-

ним зберіганням розрізняють комутацію повідомлень та комутацію пакетів.

У методі комутації повідомлень під повідомленнями розуміють інформаційний об’єкт, який треба передавати: файл, зображення тощо. Таке повідомлення передається як одне ціле. Оскільки повідомлення можуть великий обсяг, то використання такої техніки кому-

тації потребує великих буферів ( на максимальний обсяг повідомлення), тривалих затримок передавання ( доки поки не прийняте все повідомлення в проміжному вузлі , подальше пере-

давання блоковане). Все це зумовлює неефективність використання каналу. Тому метод комутації повідомлень на практиці застосовують зрідка.

У методі комутації пакетів усе повідомлення поділяється на пакети фіксованої довжини. Кожен пакет передається незалежно від інших. Такий метод дуже гнучкий, оскільки не потрібно чекати на приймання повного повідомлення в проміжних вузлах, у випадку спот-

ворення якогось пакета не треба повторювати передавання інших пакетів. Одним каналом зв’язку можна одночасно передавати пакети з різних повідомлень різних абонентів мережі, що підвищує ефективність використання каналу. Методи комутації пакетів сьогодні найпо-

шире ніші в КМ. Серед них можна виділити метод комутації віртуальних каналів та метод передавання данограм.

Метод комутації віртуальних каналів полягає у тому, що перед початком сполучен-

ня в мережу надсилається спеціальний пакет , який, проходячи нею, налаштовує з окремих її ланок віртуальний канал. Отже, віртуальний канал – це послідовність ланок передавання, що веде від відправника до одержувача. Кожному віртуальному каналу присвоюється Уніка-

кальний номер. У кожен момент часу в мережі не може бути двох віртуальних каналів з одна-

ковими номерами. Після налагодження віртуального каналу пакети повідомлення надходять визначеним каналом. З адресної інформації такі пакети містять тільки номер віртуального каналу. Після закінчення передавання віртуальний канал розпадається. Канал називають тому, що, на відміну від призначеного або комутованого, реальний канал, що його використо-

вує конкретний віртуальний канал , може передавати водночас пакети кількох віртуальних каналів. Це підвищує ефективність використання каналу. Метод комутації віртуальних каналів дає змогу зменшити службову адресну інформацію на 8-10% порівняно з методом данограм. Крім того, операції аналізу пакета в кожному вузлі ( і відповідна затримка) макси-

мально спрощені – аналізується тільки номер каналу.

У випадку передавання данограм повідомлення поділяють на окремі незалежні пакети – данограми. Кожна дано грама обов’язково містить адреси відправника та одержувача

данограми нумерують і передають незалежно одна від одної . Одержувач формує повідом-

лення з дано грам. Данограми потребують більшого аналізу в проміжних вузлах передавання ніж пакети віртуальних каналів. З іншого боку дано грами одного повідомлення не прив’язані до якогось визначеного маршруту в мережі. Їх можна передавати різними маршрутами одно-

часно , зменшуючи тривалість передавання всього повідомлення.

Контрольні запитання

1.Назвіть, що таке комутаційна мережа?

2. Що називають методом комутації?

3. Поясніть метод комутації повідомлень.

4. Поясніть метод комутації пакетів.

5. Поясніть методи комутації віртуальних каналів та передавання данограм.

Література

3. Стеклов В.К., Беркман Л.Н. Телекомунікаційні мережі

Київ; Техніка, 2001 – 392 с.

4. Никитюк Л.А. Телекоммуникационные технологии цифровых систем

Учебное пособие. Одесса ОНАЗ им. А.С.Попова, 2000 – 54 с.

3. Інтернет ресурси WWW/ kgemt. org. ua