tanenbaum_seti_all.pages (525408), страница 48

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 48)

134 Глава 2. Физический уровень В результате прп установлении физического соединения между абонентами, как только этот путь установлен, единственной задержкой для распространения сигнала будет скорость распространения электромагнитного сипгала, то есть около 5 мс на каждыс 1000 км. Еще одним свойством такой системы является то, что после начала разговора линия уже пе может вдруг оказаться занятой, хотя она может быть занятой до установки соединения (например, благодаря отсутствиго соответствук>щей возможности у коммутатора илп магистрали).

КоммутаЧия сообщений Еще одной стратегией является коммутация сообщений, показанная па рис. 2.34, 6. При использовании такой формы коммутации фпзичсский путь между абонентами заранее пе устанавливается. Вместо этого, когда отправитель желает отослать данные, опи сохрапяготся па ближайшей коммутационной станции (то есть па первом маршрутизаторе), а затем прыжками от одного маршрутизатора к другому передаготся да'|ьше. Каждый блок принимается целиком, анализируется на наличие ошибок, после чего пересылается дальше. В сетях такой прием называется передачей с промежуточным хранением, об этом уже рассказывалось в главе 1. Сигнал запроса на соединение Задержка ространаникя иа ади ж а а гс Сигнал согласия на соединение А В С 0 А В С 0 А В С 0 Рис.

2.34. Синхронизация событий лри коммутации; каналов (а); особа(аний (б); накатов (а) Коммутируемая телефонная сеть общего пользования 185 Коммутация сообщений использовалась в первой электромагнитной системс связи, а именно в телеграфе. Телеграмма печаталась на бумажной ленте в отключенном от линии режиме па станции-отправителе, а затем прочитывалась с ленты и передавалась по липни связи па следующую станцию, где она снова пробивалась на бумажной лепте. Оператор отрывал ленту от мотка н читал се на одном пз нескольких спспиальных устройств чтения лент, которых было столько же, сколько исходящих магистралей.

Такой коммутатор назывался конторой рваных лент (1огп Саре о1йсе). Бумажные ленты уже далеко в прошлом, коммутация сообщений больше не используется, поэтому мы больше це будем затрагивать эту тему. Коммутация пакетов При коммутации сообп1сний размер блоков никак пс ограничивается. Это означает, что маршрутизаторы (в современных системах) должны быть оснащены дисками для буферизации длинных блоков.

Это также означает, что один блок может занять линию, связыва1ощучо два маршрутизатора, на несколько минут. В полом, система коммутации сообщений плохо подходит для интерактивного трафика. Данная проблема решилась, когда был изобретен метод коммутации пакетов, который мы уже упомнналп в главе 1.

В сетях с коммутацией пакетов на размер блоков накладывается жесткое ограничение, что позволяет буфсризировать блоки не на лиске, а в памяти маршрутизатора. Сети с коммутацией пакетов удовлетворяк~т требованиям интерактивного графика, поскольку пн олин пользователь не может монополизировать линию на длительное время (измеряемое миллисекундами).

Еще одно преимущество коммутации пакетов перед коммутацией сообщений продемонстрировано на рис. 2.3 н б и ес первый пакет мцогопакетпого сообщения пересылается сгнс до того, как второй пакет полностью получен, что уменьшает задержку и повышает скорость передачи. По этим причинам компькн терные сети обычно используют светел~у коммутации пакетов, иногда — коммутацию каналов, но никогда це применяют коммутацию сообщений. Коммутация каналов отличается от коммутации пакетов по ряду факторов. Во-первых, при коммутации каналов связь между двумя абонентами должна быть установлена до начала передачи данных.

Пакетная коммутация такого требования не предъявляет. Первый пакет отсылается, как только он появляется. Результатом предварительной установки соединения при коммутации каналов является резервирование всей пропускной способности для конкретного сеанса. Все пакеты следуют установленным путем. Кроме всего прочего, это означает, что пакеты не могут прийти в неправильной последовательности. При коммутации пакетов единого пути для них нс существует, они могут приходить независимо друг от друга по пути, определяелюму состоянием сети в момент передачи.

Соответственно, не исключено, что пакеты придут в неправильном порядке. Пакетная коммутация более устойчива к сбоям. На самом деле, именно это свойство стало причиной изобретения лашюго метода. Если, например, выходит из строя один из коммутаторов, то все линии, подключенные к нему, также выходят из строя. Но при коммутации пакетов данные могут быть отправлены в обход чумершего» коммутатора.

186 Глава 2. Физический уровень Предварительное установление соединения дает возможность предварительно зарезервировать полосу пропускания. В этом случае при получении пакета его можно мгновенно переслать дальше. При коммутации пакетов полоса пропускания не резервируется, поэтому могут возникать очереди из пакетов, ожидающих пересылки. Если полоса пропускапия резервируется заранее, на линии не может возникнуть затор (если только ие пытаться послать больше пакетов, чем ожидается). С другой стороны, сама попытка установить предварительное соединение может оказаться неудачной из-за перегрузки канала.

То есть ситуация перегрузки в разных методах может возникать в разное время: при коммутации пакетов такое может случиться при передаче данных, а при коммутации каналов — при установлении соединения, Если опрелеленная линия уже зарезервирована для какого-то соединения, ио по ней ничего ие передается, то она простаивает. Ею не могут воспользоваться другие абоненты, При коммутации пакетов линия не простаивает, а значит, такой метод является более эффективным с точки зрения всей системы.

Понимание того, чем приходится жертвовать в каждом из этих методов, необходимо, чтобы ощутить разницу между пакетной коммутацией и коммутацией каналов. В любом случае ищется какой-то компромисс между гарантией качества обслуживания при больших затратах ресурсов и отсутствием гарантии качества при малых затратах ресурсов. Коммутация пакетов использует передачу с промежуточным хранением. Пакет сохраняется в памяти маршрутизатора, после чего пересылается дальше. При коммутации каналов биты просто непрерывной чередой следуют по линии связи. Промежуточное сохранение пакетов вносит задержки в процесс передачи.

Еще одним отличием является то, что коммутация каналов абсолютно прозрачна для пользователей. Отправитель и получателышгут использовать любую скорость передачи, любой формат данных или метод формирования кадров. Транспортная часть системы ничего не знает об этих подробностях и даже не интересуется ими. При коммутации пакетов транспортная служба определяет основные параметры. Можно привести довольно грубое сравнение с различием между шоссе и железной дорогой. При движении по шоссе пользователь сам определяет скорость, размер и тип автомобиля.

При перемещении по железной дороге подобные вопросы решаются специальной службой. Благодаря такой прозрачности системы передавать голос, данные и факсы в телефонной системе можно одновременно. Наконец, еще одним различием между двумя способами коммутации является политика оплаты услуг, Системы с коммутацией каналов традиционно взимают плату за расстояние передачи и время на линии.

В мобильных телефонах расстояние роли не играет (кроме международных звонков), а время играет не очень значительную роль (ну, например, тариф с 2000 бесплатных минут дороже, чем тариф с 1000 бесплатных минут, причем иногда звонки в ночное время и в выходные являются льготными). В случае коммутации пакетов время на линии вообще не принимается в расчет, однако иногда взимается плата за график. С обычных пользователей провайдеры иногда берут просто ежемЕсячную абонентскую Мобильная телефонная система 187 плату, поскольку это проще лля обеих сторон, однако магистральные транспорт- ные службы взимают с местных провайдсров плату за объем трафика. Все разли- чия свелены в табл.

2.5. таблица 2.5. Сравнительные характеристики коммутации каналов и коммутации пакетов Коммутация каналов Коммутация накатов Параметр Требуется Да Да Не требуется Нет Нет Установка соединения Выделенный. медный» путь Каждый пакет перемещается по одному и тому же пути Пакеты приходят в правильном порядке Критичность выхода из строя коммутатора Доступная пропускная способность Да Нет Да Нет Фиксированная Динамическая Во время установки соединения Да Нет Для каждого пакета Ваемо:кность занятости линии Возможность простоя линии Пврвдача с промежуточным хранением Прозрачность Оплата Нет Да Да За время на линии Нет За трафик Обе системы коммутации довольно важны, поэтому мы скоро вернемся к ним и подробнее опишем различные используемые технологии.

Характеристики

Список файлов книги