Коммутация каналов и пакетов кафедра ЮНЕСКО по НИТ

Коммутация каналов.
История
Появляются телефонные сети всемирного масштаба, телевизионные сети, радио сети, взрывное развитие вычислительной техники, появляются спутники связи.
Появление телефонных (1878) и радио (1905) сетей существенно изменили технологии сбора и передачи информации.
Возможности компьютеров, их размеры, технические характеристики растут с фантастической скоростью.
Слияние компьютеров со средствами передачи данных коренным образом изменило представление об организации вычислительных систем.
кафедра ЮНЕСКО по НИТ

Элементарный канал
Элементарный канал – это базовая техническая характеристика сети с коммутацией каналов, представляющая собой некоторое фиксированное в пределах данного типа сетей значение пропускной способности.
Любая линия связи в сети с коммутацией каналов имеет пропускную способность, кратную элементарному каналу, принятому для данного типа сети.
кафедра ЮНЕСКО по НИТ

Элементарный канал
Линии связи в сетях с коммутацией пакетов имеют разную пропускную способность.
Выбирая линий связи с разными скоростными качествами, специалисты, проектирующие сеть, стараются учесть разную интенсивность информационных потоков, которые могут возникнуть в разных фрагментах сети.
кафедра ЮНЕСКО по НИТ

Элементарный канал
Составной канал в сети с коммутацией каналов
кафедра ЮНЕСКО по НИТ

Составной канал
Составной канал – это связь, построенная путем коммутации (соединения) элементарных каналов.
Свойства составного канала:
На всем своем протяжении состоит из одинакового количества элементарных каналов;
Имеет постоянную и фиксированную пропускную способность на всем своем протяжении;
Создается временно на период сеанса связи двух абонентов;
На время сеанса связи все элементарные каналы, входящие в составной канал, поступают в исключительное пользование абонентов, для которых был создан этот составной канал;
кафедра ЮНЕСКО по НИТ

Составной канал
Свойства составного канала:
В течении сеанса связи абоненты могут посылать в сеть данные со скоростью, не превышающей пропускную способность составного канала;
Данные, поступившие в составной канал, гарантировано доставляются вызываемому абоненту без задержек, потерь и той же скоростью вне зависимости от того, существуют ли в это время в сети другие соединения или нет;
После окончания сеанса связи элементарные каналы, объявляются освобожденными и возвращаются в пул распределяемых ресурсов для использования другими абонентами.
кафедра ЮНЕСКО по НИТ

Составной канал
Процедура установления соединения – абонент посылает в коммутационную сеть запрос, в котором содержится адрес вызываемого абонента.
Цель запроса – проверить, можно ли образовать составной канал между вызывающим и вызываемым абонентом.
Отказ в установлении соединения.
кафедра ЮНЕСКО по НИТ

Составной канал
кафедра ЮНЕСКО по НИТ

Составной канал
кафедра ЮНЕСКО по НИТ

Неэффективность
Сети с коммутацией каналов наиболее эффективно передают пользовательский трафик в том случае, когда скорость его постоянна в течении всего сеанса связи и максимально соответствует фиксированной пропускной способности физических линий связи сети.
Пульсирующий характер работы сети;
Компьютерный трафик.
кафедра ЮНЕСКО по НИТ

Коммутация пакетов
Сети с коммутацией пакетов, состоят из коммутаторов, связанных физическими линиями связи.
Передача данных в этих сетях происходит совершенно по-другому.
Принцип функционирования сети с коммутацией пакетов:
Представление информации, передаваемой по сети, в виде структурно отделенных друг от друга порций данных – пакетов.
кафедра ЮНЕСКО по НИТ

Коммутация пакетов
Каждый пакет снабжен заголовком, в котором содержится адрес назначения и другая вспомогательная информация, используемая для доставки пакета адресату.
Дополнительное поле – контрольная сумма, размещается в конце пакета, которая позволяет проверить, была ли искажена информация при передаче через сеть или нет.
Пакеты могут иметь фиксированную или переменную (установлены минимально и максимально возможные размеры пакетов) длину.
кафедра ЮНЕСКО по НИТ

Коммутация пакетов
Пакеты поступают в сеть без предварительного резервирования линий связи и не с фиксированной заранее заданной скоростью.
кафедра ЮНЕСКО по НИТ

Коммутация пакетов
Разбиение данных на пакеты
кафедра ЮНЕСКО по НИТ

Коммутация пакетов
Передача данных по сети в виде пакетов
кафедра ЮНЕСКО по НИТ

Коммутация пакетов
Сглаживание трафика в сетях с коммутацией пакетов
кафедра ЮНЕСКО по НИТ

Буферизация пакетов
Главное отличие коммутаторов в сетях с коммутацией пакетов от коммутаторов в сетях с коммутацией каналов состоит в том, что они имеют внутреннюю буферную память для временного хранения пакетов.
Каждый пакет помещается во входной буфер.
Свойство коммутатора:
Сохранение с продвижением (store-and-forward).
кафедра ЮНЕСКО по НИТ

Буферизация пакетов
Коммутатор может работать на основании одного их трех методов продвижения пакетов:
Дейтаграммная передача;
Передача с установлением логического соединения;
Передача с установлением виртуального канала.
кафедра ЮНЕСКО по НИТ

Буферизация пакетов
Буферы и очереди пакетов в коммутаторе
кафедра ЮНЕСКО по НИТ

Дейтаграммная передача
Дейтаграммный способ передачи данных основан на том, что все передаваемые пакеты продвигаются независимо друг от друга на основании одних и тех же правил.
Дейтаграмма – отдельный пакет, рассматриваемый сетью как независимая единица передачи.
кафедра ЮНЕСКО по НИТ

Дейтаграммная
передача
Дейтаграммный
принцип
передачи
пакетов
кафедра ЮНЕСКО по НИТ

Передача с установлением логического соединения
Установление логического соединения - процедура согласования двумя конечными узлами сети некоторых параметров процесса обмена пакетами.
Параметрами логического соединения – называются параметры, о которых договариваются два взаимодействующих узла.
Постоянные параметры;
Переменные параметры.
кафедра ЮНЕСКО по НИТ

Передача с установлением логического соединения
Передача без установления соединения
кафедра ЮНЕСКО по НИТ
Передача с установлением соединения

Передача с установлением виртуального канала
Виртуальный канал (virtual channel) – единственный заранее проложенный фиксированный маршрут, соединяющий конечные узлы в сети с коммутацией пакетов.
кафедра ЮНЕСКО по НИТ

Сравнение сетей с коммутацией пакетов и каналов
Временная диаграмма передачи сообщения в сети с коммутацией каналов
кафедра ЮНЕСКО по НИТ

Сравнение сетей с коммутацией пакетов и каналов
Временная диаграмма передачи сообщения, разделенного на пакеты, в сети с коммутацией пакетов.
кафедра ЮНЕСКО по НИТ

Сравнение сетей с коммутацией пакетов и каналов
Временная диаграмма передачи одного пакета в сети с коммутацией пакетов.
кафедра ЮНЕСКО по НИТ

Сравнение сетей с коммутацией пакетов и каналов
Таблица сравнения сетей.
кафедра ЮНЕСКО по НИТ

ETHERNET - ТЕХНОЛОГИЯ С КОММУТАЦИЕЙ ПАКЕТОВ
кафедра ЮНЕСКО по НИТ

Ethernet.
Топология.
Разделяемая среда.
Коммутируемая сеть.
кафедра ЮНЕСКО по НИТ

Ethernet.
Способ коммутации.
Дейтаграммная коммутация.
Кадр – единица данных, которыми обмениваются компьютеры в сети Ethernet.
Коммутатор Ethernet:
Сетевые адаптеры - интерфейсы;
Разделяемая среда – коммутационный блок.
кафедра ЮНЕСКО по НИТ

Ethernet.
Адресация.
Сетевой адаптер имеет уникальный аппаратный адрес (МАС-адрес, media access control).
Адрес Ethernet является плоским числовым адресом, иерархия не используется.
Поддерживаются:
Адреса выборочной рассылки;
Адреса широковещательный рассылки;
Адреса групповой рассылки;
кафедра ЮНЕСКО по НИТ

Ethernet.
Разделение среды.
В сетях Ethernet на коммутаторах каждый канал является дуплексным каналом связи.
В сетях Ethernet на разделяемой среде конечные узлы применяют специальный метод доступа с целью синхронизации единственного полудуплексного канала связи.
Информационные потоки мультиплексируются в единственном передающем канале в режиме разделения времени.
кафедра ЮНЕСКО по НИТ

Ethernet.
Кодирование.
Адаптеры Ethernet работают с тактовой частотой 20 МГц;
Передаются прямоугольные импульсы (нуль, один);
Скорость передачи – 10 Мбит/с.
кафедра ЮНЕСКО по НИТ

Ethernet.
Надежность.
Подсчет контрольной суммы, передача ее в конце кадра.
Если повторный подсчет контрольной суммы обнаруживает ошибку в данных – кадр отбрасывается.
Повторная передача кадров протоком Ethernet не выполняется.
кафедра ЮНЕСКО по НИТ

Ethernet.
Очереди.
В сетях Ethernet на коммутаторах с помощью буферной памяти интерфейсов коммутатора.
В сетях Ethernet на разделяемой среде отсутствуют.
кафедра ЮНЕСКО по НИТ