Р.Л. Смелянский - Компьютерные сети. Том 1. Системы передачи данных, страница 8

Абонентскими, или А-машинами, называются машины, на которых работают приложения. Абонентские машины, обеспечивающие доступ пользователей к приложениям и работу приложений в сети, подсоединены к среде передачи данных, которая является компонентом транспортной среды. Назначение транспортной среды — обеспечить эффективную доставку данных от приложения на одной А-машине к приложению на другой А-машине.

Значение в данном случае термина эффективность в полной мере будет раскрыто по ходу изложения. Здесь же лишь отметим, что доставка данных должна быть надежной, оптимальной и поддерживаться необходимыми сервисами. Транспортная среда включает в себя сети передачи данных и коммуникационные машины (далее Я-машины, или кратко ЯМ). Во избежание неоднозначности использования термина Сеть далее сети передачи данных будем называть системами передачи данных (СггД). Коммуникационные машины — это специализированные компьютеры, подсоединенные к двум и более системам передачи данных. А-машины и Я-машины часто называются хостами (от англ.

лозг— компьютер, являющийся узлом в сети). На рис. 2.1 показана общая схема организации компьютерной сети. ггримером Я-машины здесь является маршрутизатор (Я) — компьютер, вычисляюгций оптимальный маршрут, по которому должны следовать данные между абонентскими машинами в сети, управляющий переключением потоков данных согласно вычисленному оптимальному маршруту, отслеживающий динамику изменений в конфигурации транспортной среды и выполняющий многое, многое другое. Другим примером Я-машины является шлюз (С) — компьютер, со- 30 Рис.

2.!. Организация компьютерной сети .' . единяюший две разные по архитектуре транспортные среды. Устрой,'::ство, обозначенное В на рис. 2.1 и называемое мост, предназначено ' для соединения двух СПД. Штриховой линией здесь показана грани",', ца транспортной среды для А-машин 2. 1.2. Системы передачи даинвсг Система передачи данных, обеспечивающая передачу данных „:, между Я-машинами и между А-машинами и А-машинами, состоит ",,. из каналов и коммутирующих элементов (коммутаторов) или пере,:. ключателей Каналы передачи данных — это физические линии связи самой различной природы и каналообразующая аппаратура.

Примерами Линий связи являются: витая пара медных проводов, используемых ,,-": 'в телефонии; коаксиальный кабель, используемый для телевизион:,: ':::ного антенного ввода; волоконно-оптический кабель, обеспечиваю"'.:: 'тций передачу данных с помощью электромагнитных импульсов в ":::: световом диапазоне, а также беспроводные радиочастотные каналы связи. Подробно эти линии связи и их свойства рассматриваются в ,.' гл. 3. Каналообразующая аппаратура обеспечивает интерфейс между .,".- линией связи и компьютером. 31 В настоящее время отсутствует общепринятая классификация систем передачи данных.

Для этого используются два общепризнан- ных критерия, определяющих их различие: ° способ коммутации потоков данных; * типы каналов. Выделяют лва основных способа коммутации потоков ланных: коммутацию каналов и коммутацию пакетов. Схематично коммутацию каналов можно описать следующим об- разом: прежде чем приемник и передатчик на|нут обмен данными, между ними посредством коммутации создается канал из отдельных каналов. Коммутированный канал сохраняется до тех пор, пока будут передаваться данные и до поступления команды разрыва соединения. Для создания соединения сигнал вызова должен пройти от точки возникновения до места назначения и быть подтвержден сигналом об успешном создании соединения.

Ярким примером такого способа коммутации потоков данных является телефонная сеть. В телефонных сетях время соединения исчисляется секундами, а при удаленных звонках — это время дохолит до минуты, поскольку прежде чем сое- динение возникнет, сигнал вызова должен проложить маршрут до места назначения, а это требует времени.

Однако для многих ком- пьютерных приложений такая большая задержка во времени может оказаться неприемлемой. При этом если соединение установлено, то нет опасности, что во время разговора вы услышите сигнал «занятоа из-за нехватки свободных линий у какого-либо коммутатора. Для коммутации потоков данных посредством коммутации кана- лов характерно следующее: ° сохранение порядка передаваемых данных, т.е.

соблюдение принпипа «раньше посланный — раньше будет получен»; ° наличие огромного опыта создания и эксплуатации; ° наличие хорошо развитой инфраструктуры. В то же время этому способу коммутации потоков данных присущ ряд недостатков: ° неэффективное использование ресурсов, т. е. скорость передачи определяют в этом случае приемник и передатчик, а не возможно- сти коммутированного канала; ° низкая надежность, т.е. достаточно разрушить либо один из проме- жуточных каналов, составляющих коммутированный канал, либо один нз узлов коммутации, и весь коммутированный канал будет разрушен; ° мелденная установка соединения, Альтернативой коммутации каналов яшшется коммутация сообще- ний.

Изначально этот метод использовался при передаче телеграмм. Сообщение получали на узле коммутации целиком, затем целиком передавали по каналу, ведущему к абоненту. И так от оператора к оператору, от одного узла коммутации к другому, пока сообщение не приходило к адресату. В этом случае не требуется создавать соединение заранее. Однако при таком способе передачи необходимо обе- 32 :,,спечить на кажлом узле коммутации необхолимое количество памяти для буферизации любого сообщения, сколь угодно большого.

Для преодоления этого недостатка был предложен метод коммутации пакетов, при котором сообщение разбивается на фрагменты фиксированной длины. Эти фрагменты называются пакетами. Пакеты одного сообщения передаются от одного узла коммутации к другому, пока они не достигнут места назначения При этом каждый пакет можно передавать независимо от других. Поскольку пакет име." . ет фиксированную длину, абонент не может монополизировать линию. Одну и ту же линию могут разделять пакеты разных пользователей. Другим достоинством коммутации пакетов является конвейер"; ность: второй пакет можно отправить, не дожидаясь, когда первый :"'„"достигнет места назначения. Послав второй пакет, можно начать передачу третьего и т, д.

Основные различия между коммутацией каналов и коммутацией пакетов заключаются в следующем ° при коммутации каналов создается соединение, пропускная спо:::,::,-' собность которого полностью резервируется за двумя абонентами, ! кл вне зависимости от того, какая пропускная способность реально им :-;.~;.:,:требуется. При коммутации пакетов физическая линия может ис:!::: пользоваться пакетами разных абонентов.

Следует иметь в виду, что, ',:~!,-' 'поскольку при коммутации пакетов не происходит жесткого закре- :".".!~;;;:; пления канала, то резкое увеличение потока пакетов в узле комму- ,:,"тации может привести к его перегрузке и потере части пакетов ° при коммутации каналов гарантировано, что все данные посту'-..".:: пят абоненту и в том порядке, в каком их послали. При коммутации !::.".,'::; пакетов каждый пакет следует своим маршрутом, и принцип «ранее посланный — будет раньше принят» уже не выполняется, например хотя бы потому, что у разных пакетов маршруты могут быть разной '.';".::::,::длины.

Кроме того, пакеты могут быть искажены при передаче либо :-'-:.:" вовсе потеряны, поэтому сохранение исходного порядка пакетов в сообщении получателю не гарантируется, ° коммутация каналов абсолютно прозрачна для абонентов. Они !',.';:;:: могут пересылать данные в любой кодировке и любом формате. При "':.! коммутации пакетов формат и способ кодировки пакетов заданы за- ;:,':- ранее и определяются оператором связи ° при коммупщии пакетов плата взимается за время соединения -,:- и число переданных пакетов. При коммутации каналов плата берета ся исключительно за время и длину соединения Приведенные различия способов коммутации сведены в табл.

23. Различают каналы двух типов ° каналы точка — точка; ° каналы с множественным доступом; Канал типа точка — точка соединяет только две машины между собой. Все потоки ланных, протекающие по каналу этого типа, до;. ступны лишь этим двум машинам. 33 Таблица 2Л Сравнение способов коммутации каналов н коммутации пакетов Коммутация пакетов Коммутация капмзов Признак Нет Есть Вылеленный канал передачи Динамическая Пропускная способность Фиксированная Возможна Невозможна Неиспользуемая пропускная способность Есть Передача с буФернзаци- ей пакетов Нет Нет Есть Единый путь для всех пакетов Не требуется Установление соедине- ния Требуется При установлении соединения На любом пакете Возможность перегрузки За переданные пакеты Оплата За время соединения 34 Канал с множественныи доступом образует общую для нескольких машин среду передачи данных. Короткое сообщение, называемое пакетом, имезощее специальную структуру и отправленное какой-то машиной, «видятв все другие машины, подключенные к этому каналу.