Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Коммутация

В неполносвязных сетях соединение абонентов осуществляется путем комму­тации, то есть связывании через сеть транзитных узлов. При этом должны быть решены следующие задачи: определение информационных потоков и маршрутов для них, сообщение о найденных маршрутах узлам сети, продви­жение данных в каждом транзитном узле — распознавание потоков на входе и переключение их на соответствующий выход, а также мультиплексирование и демультиплексирование потоков.

Устройство, функциональным назначением которого является выполнение коммутации, называется коммутатором (switch). Коммутатором может быть как специализированное устройство, так и универсальный компьютер со встро­енным программным механизмом коммутации.

Информационным потоком, или потоком данных (data flow, data stream), на­зывают непрерывную последовательность байтов (или более крупных единиц данных — пакетов, кадров, ячеек), объединенных набором общих признаков, который выделяет его из общего сетевого трафика. При коммутации в качест­ве признаков могут выступать адреса получателя и/или отправителя, иденти­фикатор приложения, метка потока и другие параметры данных, влияющие на выбор маршрута.

При прокладывании маршрута могут учитываться различные факторы, отра­жающие состояние и характеристики сети: номинальная пропускная способ­ность; загруженность каналов связи; задержки, вносимые каналами; количе­ство промежуточных транзитных узлов; надежность каналов и транзитных узлов и др.

Маршруты могут определяться «вручную» администратором сети, однако в больших сетях они чаще всего определяются автоматически. Для этого конеч­ные узлы и другие устройства сети оснащаются специальными программными средствами, которые организуют взаимный обмен служебными сообщениями, позволяющий каждому узлу составить свое представление о топологии сети.

Записи о маршрутах заносятся в таблицы коммутации устройств сети. В, каж­дой записи признаку (признакам) потока (например, метке, номеру входно­го интерфейса или адресу назначения) ставится в соответствие номер интер­фейса, на который устройство должно передавать данные, относящиеся к это­му потоку.

Демультиплексирование — это разделение суммарного агрегированного пото­ка на несколько составляющих потоков, мультиплексирование (multiplexing) -объединение нескольких отдельных потоков в один общий агрегированный поток, который можно передавать по одному физическому каналу связи. Важ­нейшими способами мультиплексирования являются частотное и временное разделение канала. Совместно используемый несколькими интерфейсами фи­зический канал называют разделяемым (shared).

В сетях для соединения абонентов используются три метода коммутации: коммутация каналов, коммутация пакетов и коммутация сообщений.

Как коммутация каналов, так и коммутация пакетов может быть либо дина­мической, либо постоянной.

В сетях с коммутацией каналов абонентов соединяет составной канал, обра­зуемый коммутаторами сети по запросу одного из абонентов.

Сети с коммутацией каналов хорошо коммутируют потоки данных постоян­ной интенсивности, например потоки данных, создаваемые разговаривающи­ми по телефону собеседниками, но не могут перераспределять пропускную способность магистральных каналов между потоками абонентских каналов динамически.

Коммутация сообщений предназначена для организации взаимодействия поль­зователей в автономном (off-line) режиме, когда не ожидается немедленной реакции на сообщение. При этом методе коммутации сообщение передается через несколько транзитных компьютеров, где оно целиком буферизуется на диске.

Сети с коммутацией пакетов были специально разработаны для эффективной передачи пульсирующего компьютерного трафика. Буферизация пакетов раз­ных абонентов в коммутаторах позволяет сгладить неравномерности интен­сивности трафика каждого абонента и равномерно загрузить каналы связи между коммутаторами.

В сетях с коммутацией пакетов объем передаваемых данных от всех абонен­тов сети в единицу времени больше, чем при использовании сети с коммута­цией каналов. Однако для каждой пары абонентов пропускная способность сети может оказаться ниже, чем у сети с коммутацией каналов, за счет очере­дей пакетов в коммутаторах.

Сети с коммутацией пакетов могут работать в одном из двух режимов: дейтаграммном режиме или режиме виртуальных каналов. Дейтаграммный способ передачи данных основан на том, что все передаваемые пакеты обрабатыва­ются независимо друг от друга, пакет за пакетом. Механизм виртуальных ка­налов учитывает существование в сети потоков данных и прокладывает для всех пакетов потока единый маршрут.

Тема 3.

Структуризация как средство построения больших сетей

Различают топологию физических связей (физическую структуру сети), оп­ределяемую электрическими соединениями компьютеров, и топологию логи­ческих связей (логическую структуру сети), определяемую маршрутами пе­редачи данных между узлами сети.

Логическая и физическая структуры сети в общем случае не совпадают.

Повторитель (repeater) — является средством физической структуризации сети, он используется для физического соединения двух или более сегментов кабе­ля локальной сети с целью увеличения общей длины сети. Многопортовый повторитель часто называют концентратором (concentrator), или хабом (hub).

Распространение трафика, предназначенного для компьютеров некоторого сегмента сети, только в пределах этого сегмента, называется локализацией трафика,

Логическая структуризация сети — это процесс разбиения сети на сегменты с локализованным трафиком. Логическая структуризация сети направлена на повышение производительности и безопасности сети.

Средствами логической структуризации служат такие коммуникационные уст­ройства, как мосты (bridge), коммутаторы (switch), маршрутизаторы (router) и шлюзы (gateway).