Виды коммутации

Ø  Определение маршрутов для потоков

Ø  Сообщение о найденных маршрутах узлам сети

Ø  Продвижение потоков (их распознавание, локальная коммутация на каждом транзитном узле)

Ø  Мультиплексирование/демультиплексирование

Виды коммутации:

Ø  Коммутация каналов

Ø  Коммутация пакетов

Сети с коммутацией каналов возникли одновременно с первыми телефонными сетями. В данном случае компьютерная сеть образует между конечными узлами непрерывный составной физический канал из последовательно соединенных коммутаторами промежуточных канальных участков. Перед началом передачи выполняется процедура установления соединения, для этого узел отправитель передаёт запрос на установление соединения коммутатору, где указывает пункт назначения. Коммутатор выбирает маршрут образования составного канала и передаёт запрос следующему коммутатору по маршруту. Если узел-получатель принял запрос на установление соединения, то он отправляет ответ узлу-отправителю по уже созданному каналу и начинается передача данных.

Достоинства:

Ø  Постоянная и известная скорость передачи данных.

Ø  Низкий и постоянный уровень задержки передачи данных, что позволяет качественно передавать данные, чувствительные к задержкам.

Недостатки:

Ø  Отказ сети в обслуживании запросов на установление соединения (повреждённый физический канал на нужном участке сети, невозможность обеспечить нужную пропускную способность на физическом канале).

Ø  Нерациональное использование физических каналов (пропускная способность отводится каналу на все время соединения, но не всегда это нужно пользователю). Невозможность динамического перераспределения пропускной способности.

Ø  Обязательна задержка перед передачей данных.

11.  Обобщенная задача коммутации, коммутация пакетов.

Задача коммутации – задача соединения конечных узлов через сеть транзитных.

Маршрут – последовательность транзитных узлов на пути от отправителя к получателю.

Составляющие задачи коммутации:

Ø  Определение цифровых потоков, для которых нужно проложить пути

Ø  Определение маршрутов для потоков

Ø  Сообщение о найденных маршрутах узлам сети

Ø  Продвижение потоков (их распознавание, локальная коммутация на каждом транзитном узле)

Ø  Мультиплексирование/демультиплексирование

Виды коммутации:

Ø  Коммутация каналов

Ø  Коммутация пакетов

Сети с коммутацией пакетов появились в конце 60х годов 20го века. Данная технология специально разработана для эффективной передачи компьютерного трафика, который является пульсирующим (коэффициент пульсации средняя интенсивность обмена данными/максимально возможная). При коммутации пакетов сообщения сети разбиваются на небольшие части (пакеты). Сообщения могут иметь произвольную длину, а пакеты – переменную в определённых пределах. У каждого пакета есть заголовок(адресная информация, № пакета, …..). Пакеты передаются как независимые информационные блоки, они передаются коммутаторами друг другу в соответствии с адресной информацией, таблицами маршрутизации и в конечном итоге попадают в узел назначения. У коммутаторов в сети с пакетной передачей данных есть буферная память (для очередей).

Достоинства:

Ø  Высокая общая пропускная способность сети при передаче пульсирующего трафика.

Ø  Возможность динамически перераспределить пропускную способность физических каналов связи в соответствии с потребностями абонентов.

Недостатки:

Ø  Неопределенность скорости передачи данных (очереди из-за загрузки сети).

Ø  Переменная величина задержки пакетов данных.

Ø  Возможная потеря данных (переполнение очереди).

Сети с коммутацией пакетов, в которых реализованы методы обеспечения качества, позволяют одновременно передавать различные виды трафика, что делает эти методы предпочтительнее.

12.  Сети с виртуальными каналами, дейтаграммные сети.

Классы сетей с коммутацией пакетов:

Ø  Сети с виртуальным каналом.

Канал устанавливается перед началом соединения и является единственным маршрутом для данного соединения. При динамическом виртуальном канале – посылка запроса соединения через коммутаторы и запоминание проложенного маршрута. При статическом виртуальном канале – сисадмин настраивает вручную. Если сбой в канале (отказ элемента/ов) – соединение разрывается, канал нужно прокладывать заново.

Ø  Дейтаграммные сети

Пакет помещается в «конверт» и отправляется получателю. Коммутаторы передают его друг другу (при получении сравнивают адрес) до конечной цели. Решение о маршруте коммутатор принимает сиюминутно.

13.  Коммутация сообщений.

Коммутация сообщений – передача единого блока данных между транзитными коммутаторами сети с временной буферизацией этого сообщения в их памяти. В памяти сообщение может храниться достаточно долго, что определяется загрузкой коммутатора или сети. Эл. почта. Режим хранения и передачи (store and forward). Такой режим разгружает сеть для передачи срочного трафика, количество транзитных коммутаторов сводится к минимуму. Возникла раньше коммутации пакетов, но сейчас из-за большого трафика, применяется поверз сетей с коммутацией пакетов, как служба прикладного уровня.

14.  Постоянная и динамическая коммутация.

При динамической коммутации сеть разрешает устанавливать соединение по инициативе пользователя сети. Коммутация выполняется на время сеанса связи, по окончанию сеанса связь разрывается по инициативе одного из пользователей. (телефонные сети общего пользования, локальные сети, сети TCP/IP)

При постоянной коммутации сеть разрешает паре пользователей занимать соединение на длительный период времени. Соединение устанавливается не пользователями, а персоналом сети. Время соединения – несколько месяцев. (технология SDH)

В двух режимах — технологии x.25, ATM.

Есть полупостоянные сети, т. е постоянное соединение через сеть коммутаторов обеспечивают автоматические процедуры, которые имитируют обслуживающий персонал сети.

15.  Модели сетевого взаимодействия.

Основная цель объединения средств вычислительной техники в информационную систему – возможность использования ресурсов информационной сети всеми её пользователями.

Задача разделения системных ресурсов:

Ø  Выбор способа адресации

Ø  Согласование электрических сигналов при установлении связи

Ø  Обеспечение надежной передачи данных

Ø  Обработка сообщений об ошибках

Ø  Формирование отправляемых и интерпретация получаемых сообщений

Каждую из этих подзадач решает определенный модуль. Функции модуля и правила их взаимодействия четко определены. Модули разбиваются но уровни. Для каждого уровня определяются его функции и с какими модулями он может взаимодействовать.

Интерфейс – формально определенный набор функций, выполняемых данным уровнем для вышестоящего уровня, формат сообщений между ними. (взаимодействие компонентов соседних уровней в одном узле)

Протокол – совокупность соглашений относительно способа представления данных, обеспечивающего их передачу в нужном направлении и правильную интерпретацию данных всеми участниками процесса информационного обмена.

Эти правила взаимодействия двух устройств, включенных в сеть, могут быть описаны набором процедур для каждого из уровней. (взаимодействие компонентов одного уровня в разных узлах)

Протоколы делятся на уровни, к каждому из которых относится группа родственных функций.

16.  Модель ISO. Уровни модели.

7 уровней:

Ø  Физический

Ø  Канальный

Ø  Сетевой

Ø  Транспортный

Ø  Сеансовый

Ø  Представления

Ø  Прикладной

Группы уровней:

Ø  Первые 3 уровня – сетезависимые (протоколы этих уровней тесно связаны с технической реализацией сети, коммутируемым оборудованием).

Ø  Последние 3 – сетенезависимые(ориентированы на приложения, мало зависят от технических особенностей сети, изменение в технологии сети и её оборудовании не влияет на протоколы этих уровней).

Ø  Транспортный (4й уровень) – промежуточный (скривает детали функционирования нижних уровней от верхних).

Устройство с сетевой ОС взаимодействует с другими устройствами с помощью протоколов всех 7ми уровней.

Коммутирующие устройства:

Ø  Физический: повторитель

Ø  Физический и канальный: мост, коммутатор

Ø  Физический, канальный, сетевой (иногда транспортный): маршрутизатор.

17.  Функции сетевого уровня

Сетевой уровень отвечает за доставку сообщений между сетями.

Сетевой уровень введен для сохранения простоты передачи пакетов нетиповых топологий, а так же чтобы допустить использование произвольных топологий (канальный уровень не позволял строить сети с развитой структурой). Он добавляет в пакеты канального уровня дополнительную информацию — заголовок сетевого уровня – что позволяет найти адресата в сети с любой базовой технологией, при чем технологии, используемые в объединённых сетях, остаются неизменными.

Главная задача сетевого уровня – маршрутизация, т. е. выбор наилучшего пути.

Маршрутизаторы собирают информацию о топологии межсетевых соединений и на её основании пересылают пакеты сетевого уровня в сеть назначения.