Олифер В.Г., Олифер Н.А. - Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы (4-ое изд.) - 2010 - обработка (953099), страница 19
Текст из файла (страница 19)
Однако достоинстеа и недостатки любой сетезой технологии — относительны. Наличие буферной памяти з коммутаторах пакетных сетей позволяет зффектизно использовать пропускную способность каналов при передаче пульсирующего графика, но приводит к случайным задержкам з доставке пакетов, что является недостатком для графика реального времени, который традиционно передается с помощью техники коммутации каналое. В этой главе рассматризаются три метода продвижения пэкетое, используемые а сетях с коммутацией пакетов; дейтаграммная передача, передача с устаноелением логического соединения и техника виртуальных каналов. В заключение главы рассматрнзается пример сети, построенной на стандартной технологии коммутации пакетов Ейпегпет, тв Глава 3.
коммутация каналов и пакетов Коммутация каналов Сети, построенные на принципе коммутации каналов, имеют богатую историю, они и сегодня нашли широкое применение в мире телекоммуникаций, являясь основой создания высокоскоростных магистральных каналов связи. Первые сеансы связи между компьютерами были осуществлены через телефонную се гь, то есть также с применением техники коммутации каналов, а пользователи, которые получают доступ в Интернет по модему, продолжают обслуживаться этими сетями, так как их данные доходят до оборудования провайдера по местной телефонной сети.
В сетях с коммутацией каналов решаются все те частные задачи коммутации, которые были сформулированы ранее. Так, в качестве информационных потоков в сетях с коммутацией каналов выступают данные, которыми обмениваются пары абонентов'. Соответственно глобальным признаком потока является пара адресов Гтелефонных номеров) абонентов, связывающихся между собой. Для всех возможных потоков заранее определяются маршруты. Маршруты в сетях с коммутацией каналов задаются либо «вручную» администратором сети, либо находятся автоматически с привлечением специальных программных и аппаратных средств.
Маршруты фиксируются и таблицах, в которых признакам потока ставятся в соответствие идентификаторы выходных интерфейсов коммутаторов. На основании этих таблиц происходит продвижение и мультиплексирование данных. Однако, как уже было сказано, в сетях с коммутацией каналов решение всех этих задач имеет свои особенности.
Элементарный канал Одной из особенностей сетей с коммутацией каналов является понятие элементарного канала. Элементарный канал (илн просто канав) — аго базе»гав гааге«ческая характеристика сети с коммутацией каналов, предогавлвюцшв собой негюторс~з фиксированное е пределах ланга»го гила сетей значение пропускной способности. г гюбая лин связи в сети с коммутацией каналов имеет пропускную споообность, кратную элементарному налу, принятому длв данного типа сети. В предыдущих разделах мы использовали термин «канал» как синоним термина «линия связим Говоря же о сетях с коммутацией каналов. мы придаем термину «канал» значение единицы пропускной способности.
Значение элементарного канала, или, другими словами, минимальная единица пропускной способности линии связи, выбирается с учетом разных факторов. Очевидно, однако, что элементарный канал не стоит выбирать меньше минимально необходимой пропускной способности для передачи ожидаемой предложенной нагрузки. Например, в традиционных телефонных сетях наиболее распространенным значением элементарного канала сегодня является скорость б4 Кбит/с — это минимально достаточная скорость для качественной цифровой передачи голоса. ' Термин «абонент» принят з телефонии для обозначения конечного узла. Так как все мы — многолетние пользователи телефонной сети, то далее мы будем сопровождать наше объяснение принципа работы сетей с коммутацией каналов примерами из области телефонии.
Коммутация каналов ОЦИФРОВЫВАНИЕ ГОЛОСА Задача оцифровывання голоса является частным случаем более общей проблемы — передачи аналошаой информации в дискрепюй форме. Она была решена в 60-е годы, когда голос начал передаваться по телефонным сетям в виде последовательности единиц и нулей.
Такое преобразование основано на дискретизации непрерывных процессов как по амплитуде, так и по времени (рис. 3.1). Амплиту деон!нала А А Й И Я А 0 !! !2 !3 !4 !5 ' 16 !7 " Время Дискретизация по времени Рис. 3.1. Дискретная модуляция непзерывного процесса Аиплитуда исходной непрбрывной функции измеряется с заданным периодом — за счет этого происходит тлтскреглизаяил по времени. Затем каждый замер представляется в виде двоичного числа определенной разрядности, что означает дискретизацию ло значениям — непрерывное множество возможных значений амплитуды заменяется дискретным множеством ее значений. Дле качественной передачи голоса используется частота кв!штования амплитуды звуковых колебаний в 8000 Гц (дискретизация по времени с интервалом 125 мкс). Для представления амплитуды одного ивера чаще всего используется 8 бит кода, что дает 256 градаций звукового сигнала (дискретизаккя по значениям).
В этом случае для передачи одного г! лосового канала необходима пропускная способность 64 Кбит/с 8000 к 8 - 64 000 бит/с нли 64 Ебит/с. Такой голосовой канал называют элемеатарным каналом цифровых телефонных сетей. Линии связи в сетях с коммутацией пакетов (как, впрочем, и в остальных типах компьютерных сетей) имеют разную пропускную способность, одни — большую, другие — меньшую. Выбирая линии связи с разными скоростными каче( твами, специалисты, проектируюшие сеть, стараются учесть разную интенсивность информационных потоков, которые могут возникнуть в разных фрагментах сети — чем ближе к центру сети, тем выше пропускная способность линии'связи, так как магистральные линии агрегируют трафик большого количества периферийных линий связи.
Особеиноотью сетей с коммутацией каналов являвтоя;то, что пропускная способность каждой линии связи должна быть равна целому числу злемеитвпных каналов, Глава 3. Коммутация каналов н пакетов Так, линии связи, подключающие абонентов к телефонной сети, могут содержать 2, 24 или 30 элементарных каналов, а линии, соединяющие коммутаторы, — 480 или 1920 каналов.
Обратимся к фрагменту сети, изображенноцу на рис. 3.2. Предположим, что эта сеть характеризуется элементарным каналом Р бит/с. В сети существуют линии связи разной пропускной способности, состоящие из 2, 3, 4 и 5 элементарных каналов. На рисунке показаны два абонента, А и В, генерирующие во стремя сеанса связи (телефонного разговора) информационный поток, для которого в сети был предусмотрен маршрут, проходящий через четыре коммутатора 51, 32, 53 и 54. Предположим также, что интенсивность информационного потока между абонентами не превосходит 2Р бит/с. Тогда для обмена данными этим двум абонентам достаточно иметь в своем распоряжении по паре элементарных каналов, «выделенных» из каждой линии связи, лежащей на маршруте следования данных от пункта А к пункту В.
На рисунке эти элементарные каналы, необходимые абонентам А и В, обозначены толстыми линиями. Абонент й Абонент Я Рис. 3.2. Составной канал в сети с коммутацией каналов Составной канал Связь, построенную путем коммугацнн (соедннення) элементарных каналов, называют состав- ным каналом. В рассматриваемом примере для соединения абонентов А и В был создан составной канал «толщиной» в два элементарных канала. Если изменить наше предположение и считать, В1 Коммутация каналов что предложенная нагрузка гарантированно не превысит Р бит/с, то абонентам будет достаточно иметь в своем распоряжении составной канал, «толщиной» в один элементарный канал.
В то же время абоненты, интенсивно обменивающиеся данными, могут предъявить н более высокие требования к пропускной способности составного канала. Для этого они должны в каждой линии связи зарезервировать за собой большее (но непременно одинаковое для всех линий связи) количество элементарных каналов. Подчеркнем следующие свойства составного канала 0 составной канал на всем своем протяжении состоит из одинакового количества элементарных каналов; 0 составной канал имеет постоянную и фиксированную пропускную способностпь на всем своем протяжении; 0 составной канал создается временно на период сеанса связи двух абонентов; 0 на время сеанса связи все элементарные каналы, входящие в составной канал, поступают в исключительное пользование абонентов, для которых был создан этот составной канал; (2 в течение всего сеанса связи абоненты могут посылать в сеть данные со скоростью, не превышающей пропускную способность составного канала; 0 данные, поступившие в составной канал, гарантированно доставляются вызываемому абоненту без задержек, потерь и с той же скоростью (скоростью источника) вне зависимости от того, существуют ли в это время в сети другие соединения или нет; Ы после окончания сеанса связи элементарные каналы, входившие в соответствующий составной канал, обьявляются свободными и возвращаются в пул распределяемых ресурсов для использования другими абонентами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
