Э. Таненбаум - Компьютерные сети. (4-е издание) (PDF) (1130118), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Начиная с этого момента, вся система работает только с цифровыми данными и использует коммутацию пакетов.8586Глава 1. ВведениеПримеры сетейСети на основе соединений: Х.25,ретрансляция кадров, ATMС самого появления компьютерных сетей шла война между теми, кто поддерживалидею дейтаграммных подсетей без установления соединения, и теми, кто высказывался за подсети на основе соединений. Сторонники последних — это зачастуювыходцы из сообщества пользователей ARPANET/Internet. He следует забыватьо том, что изначальная идея Министерства обороны США состояла в созданиитакой сети, которая, даже будучи наполовину разрушенной в результате взрываядерной бомбы, могла бы функционировать бесперебойно. То есть основным параметром при создании таких сетей была устойчивость к повреждениям, а получением доходов от клиентов никто не был озабочен. Данный подход нашел своюреализацию в создании сетей без установления соединений, в которых маршруткаждого отдельно взятого пакета не зависит от остальных.
Таким образом, выходиз строя некоторого количества маршрутизаторов не мог привести к прекращению работы сети, поскольку при динамической перенастройке все равно находился какой-нибудь путь к месту назначения пакетов.Самые ярые энтузиасты сетей на основе установления соединений — это люди, связанные с телефонными системами и компаниями. Как известно, абоненттелефонной сети, прежде чем начать разговор, должен набрать номер и дождаться ответа. Примерно те же действия нужно совершить, чтобы соединиться с провайдером и передать или получить какие-нибудь данные.
Соединение происходит при помощи телефонной сети. Оно является временным и поддерживаетсялишь до тех пор, пока абонент не повесил трубку или не отключился от провайдера. При этом все произносимые слова, как и передаваемые пакеты, следуют одним и тем же маршрутом. Если выходит из строя линия или коммутатор междуначальным и конечным пунктом, то соединение разрывается. Именно это неприятное свойство не устраивало в свое время Министерство обороны.Почему же тогда используются такие системы? Есть две причины этого:• качество обслуживания;• доход операторов таких сетей.При предварительной установке соединения подсеть может зарезервироватьдля него некоторое количество ресурсов, например, буферное пространство иличасть мощностей центрального процессора.
Если другим абонентом производится попытка установить соединение, а ресурсы уже на исходе, то вызов отвергается и выдается сигнал, равнозначный сигналу «занято». Таким образом, если ужсоединение установлено, значит, будет обеспечено надлежащее качество обслуживания. В сетях без установления соединения такого добиться сложно. Например, если на один и тот же маршрутизатор придет слишком большое количествопакетов, то он может «задохнуться» и потерять часть из них. Конечно, системаорганизована так, что отправитель узнает о потерях и перешлет нужные пакеты,но общее качество обслуживания оставит тягостное впечатление.
Такую сеть нельзябудет использовать для передачи аудио- и видеоинформации, если только она небудет практически свободна. Естественно, телефонные компании заботятся об87обеспечении нормальной передачи голоса, то есть аудиоинформации, отсюда ихочевидные предпочтения одних технологий другим.Вторая причина, по которой телефонные компании продолжают использовать сети, основанные на установлении соединения, — это возможность получатьприбыль за выделяемое для работы пользователей время. Известно, что звонкина большие расстояния приходится оплачивать поминутно. Когда стали распространяться компьютерные сети, система поминутной оплаты вполне естественнопереняла такую схему.
Если вам приходится установить соединение, прежде чемначать передачу данных, то этот момент может стать началом отсчета времениработы в Сети. Если же такого момента соединения не существует, то ни о какойпоминутной оплате не может быть и речи.Между прочим, поддержка системы тарифных сборов обходится очень дорого.Если бы телефонные компании просто установили ежемесячную абонентскуюплату за неограниченное время пребывания в Интернете, они сэкономили бы огромную сумму денег несмотря на то, что при этом возросла бы нагрузка на линии и оборудование. Однако некоторые политические и другие факторы не могут допустить введения такой системы оплаты. Между тем в других секторахуслуг с населения взимается именно абонентская плата.
Скажем, кабельное телевидение обязывает пользователей вносить ежемесячную фиксированную сумму,которая не зависит от того, сколько программ они посмотрели. А ведь здесь тожеможно было бы применить принцип оплаты просмотра каждой программы. Таксделано не было отчасти из-за дороговизны внедрения тарифной системы. Аналогично этому, многие парки развлечений продают только входные билеты,которые не ограничивают количество посещений разных аттракционов.
А передвижные ярмарки с аттракционами, наоборот, берут деньги за каждую поездкуна пластмассовой лошадке.Таким образом, становится понятно, почему все сети, связанные с телефонной индустрией, никогда не откажутся от идеи подсетей с установлением соединений. Несколько удивляет, что и Интернет движется в том же направлении.Видимо, это объясняется попыткой повысить качество обслуживания, чтобы невозникало проблем с передачей мультимедийной информации.
Мы еще вернемся к этому вопросу в главе 5. А теперь рассмотрим некоторые примеры сетей наоснове соединений.NataHaus.RUХ.25 и ретрансляция кадровПервым примером сети с установлением соединений является Х.25. Это былапервая общественная сеть передачи данных. Родилась она в 70-е годы, когда вовсем мире действовали телефонные монополии. В каждой стране имелась толькоодна сеть передачи данных - телефонная. Чтобы подключиться к Х.25, компьютерУстанавливал соединение с удаленным компьютером, то есть совершал телефонный звонок. Этому соединению присваивался уникальный номер, по которому иопределялось место назначения передаваемых пакетов (в такой сети одновременномогло быть много соединений).
Пакеты имели очень простой формат. Они состояли из трехбайтного заголовка, после которого следовало поле данных размеромдо 128 байт. Заголовок состоял из 12-битного номера соединения, порядкового88Глава 1. ВведениеПримеры сетейномера пакета, номера для подтверждения доставки и еще некоторой служебнойинформации. Сеть Х.25 работала с переменным успехом в течение одного десятилетия.В 80-е годы на смену Х.25 пришла технология ретрансляции кадров (FrameRelay).
На ее основе была построена сеть без контроля ошибок и передачи. Поскольку она была ориентирована на установление соединения, то пакеты доставлялись в нужном порядке (если, конечно, доставлялись вообще). Эти три свойства (отсутствие контроля передачи, отсутствие контроля ошибок и доставка внормальном порядке) сделали сеть с ретрансляцией кадров похожей на некуюглобальную по охвату и локальную по принципу действия сеть. Она широкоприменялась для соединения ЛВС разных офисов одного предприятия.
Даннаятехнология имела умеренный успех, но до сих пор кое-где используется.По мере прохождения этого установочного пакета по узлам подсети все маршрутизаторы делают записи в своих внутренних таблицах, отмечая тем самым наличие соединения и резервируя для него определенные ресурсы. Устанавливаемыесоединения в терминологии ATM часто называют виртуальными каналами, поаналогии с физическими каналами, имеющимися в телефонной системе. В большинстве сетей ATM также имеются постоянные виртуальные каналы, представляющие собой постоянные соединения между двумя удаленными друг от другахостами. Они напоминают выделенные телефонные линии.
У каждого соединения (как временного, так и постоянного) есть свой уникальный идентификатор.Виртуальный канал показан на рис. 1.26.МаршрутизаторПодсетьОтправляющий хостАсинхронный режим передачи (ATM)Наконец, еще одна очень важная технология с установлением соединения носитназвание ATM (Asynchronous Transfer Mode — асинхронный режим передачи).Причиной столь странного наименования является то, что в большинстве систем,связанных с телефонной сетью, передача осуществляется с синхронизацией (тоесть жестко привязана ко времени), а в ATM это не так.Появилась эта технология в начале 90-х и вошла в жизнь компьютерных сетей во многом благодаря бурной рекламной кампании (Ginsburg, 1996; Goralsky,1995; Ibe, 1997; Kim и др., 1994; Stallings, 2000).
Было заявлено, что ATM решитабсолютно все мировые проблемы, связанные с компьютерными сетями и телекоммуникациями, объединив передачу голоса и данных, кабельное телевидение,телеграф, телетайп, почтовых голубей и консервные банки, чем бы они ни соединялись — проводами, дымовыми сигналами, звуками тамбуринов, — в единуюинтегрированную систему, которая умеет все и удовлетворит всех. Как ни странно, этого не произошло.
По большей части, проблемы ATM были похожи на обсуждавшиеся ранее проблемы OSI: несвоевременность, неудачные технологии, реализация и политика. Только что отбившись от давления телефонных компаний,Интернет-сообщество увидело и в ATM борца против телефонных сетей — своего, так сказать, сподвижника. Но на самом деле все оказалось не совсем так, и наэтот раз даже самые ярые фанатики дейтаграммных сетей убедились в том, чтокачество обслуживания при предоставлении такого доступа в Интернет оставляет желать лучшего.В целом технология ATM имела больший успех, чем OSI, и продолжает использоваться глубоко в недрах телефонной системы и поныне. Занимается онатам передачей IP-пакетов.
Поскольку ее использование можно заметить, толькоочень сильно углубившись в подробности передачи данных, рядовые пользователи даже не подозревают о существовании ATM, а между тем она живет и здравствует.897Отправляющий процессПринимающий хостВиртуальныйканалПринимающий процессРис. 1.26. Виртуальный каналNataHaus.RUПосле установки соединения любая из сторон может начать передачу данных.Виртуальные каналы ATMПоскольку ATM является технологией, основанной на предварительном соединении, перед посылкой данных необходимо отправить пакет для установки связи.В основе технологии ATM лежит идея передачи информации небольшими пакетами фиксированной длины, называемых ячейками. Ячейки имеют размер 53 байта, из которых 5 байт составляют заголовок, а 48 несут полезную нагрузку, какпоказано на рис.
1.27. Частью заголовка является идентификатор соединения, поэтому как хосты (отправляющий и принимающий), так и все маршрутизаторы,Встречающиеся по пути, знают, какая ячейка принадлежит какому соединению.Эта информация позволяет маршрутизатору направить каждый входящий пакетв.нужном направлении. Определение маршрута производится на аппаратном уровне с высокой скоростью. На самом деле, основным аргументом в пользу ячеекфиксированной длины является как раз тот факт, что можно легко организоватьаппаратную обработку маршрутизаторами коротких пакетов известной длины.^Маршрутизацию IP-пакетов можно осуществить только программно, что гораздо медленнее. Еще одним плюсом ATM является то, что можно настроить аппаратуру на размножение входящего пакета на множество выходных линий. Такоесвойство требуется для организации некого подобия телевизионной программы,которая методом широковещания пересылается большому количеству абонентов.Наконец, небольшие ячейки вряд ли смогут заблокироваться линию надолго, чтогарантирует определенный уровень качества обслуживания.Все ячейки следуют по одному и тому же маршруту, поэтому верный порядокИ* Доставки гарантируется, хотя сама доставка — нет.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
