Быстрая коммутация пакетов

1.4 Быстрая коммутация пакетов

Организация связи в распределённых сетях базируется на принципах коммутации и реализуется в узлах, соединяющих два или несколько входящих и исходящих каналов в требуемых направлениях [5]. Классификация видов коммутации приведена на рисунке 1.8

Как видно из рисунка 1.8, известны два основных принципа коммутации: непосредственное соединение и соединение с накоплением информации. При непосредственном соединении осуществляется физическое соединение входящих в узел коммутации каналов с соответствующими адресу исходящими каналами. При соединении с накоплением сообщений сигналы из входящих в узел коммутации каналов сначала записываются в буферное запоминающее устройство (БЗУ), откуда через определённый промежуток времени поступают в исходящие каналы.

Примером коммутации, использующей непосредственное соединение, является коммутация каналов, при которой канал предоставляется пользователю на время сеанса связи с момента установления соединения до момента завершения работы и разъединения. Однако коммутация каналов представляет собой очень не гибкую процедуру, так как продолжительность временного интервала однозначно определяет скорость передачи в канале связи. На самом деле требования различных служб к скорости передачи могут быть очень разными: от очень низких до очень высоких. И поэтому, если в качестве основной выбирать самую высокую скорость (которая способна обеспечить потребности любой службы), то в этом случае служба, которой необходима значительно меньшая скорость, будет занимать канал с высокой скоростью на всё время соединения, что, следовательно, приводит к очень низкой эффективности использования сетевых ресурсов. Таким образом, очевидно, что обычная коммутация каналов непригодна для использования в Ш-ЦСИО.

Коммутация сообщений и коммутация пакетов относятся к соединению с накоплением информации. Отличие между ними заключается лишь в том, что в случае коммутации сообщений всё сообщение записывается в БЗУ, а через некоторый промежуток времени считывается в исходящие каналы в выбранном направлении. При коммутации пакетов все передаваемые пользователем сети сообщения разбиваются в исходном узле на сравнительно небольшие части, называемые пакетами (при использовании ATM – на ячейки длиной 53 байта) и далее эти пакеты будут передаваться между двумя узлами сети.

Различают два режима передачи пакетов: режим датаграмм и режим виртуальных каналов [5]. При датаграммном режиме каждый пакет снабжается заголовком, в котором указывается адресная информация, необходимая для доставки пакета узлу назначения, а также номер пакета, который будет использоваться узлом назначения для сборки сообщения. Пакеты транспортируются в сети как независимые информационные блоки, коммутатор может изменить маршрут какого- либо пакета в зависимости от состояния сети – работоспособности каналов и других коммутаторов, длины очередей пакетов в соседних коммутаторах и т.д. Датаграммный метод не требует предварительного установления соединения, так как маршрут выбирается в процессе передачи каждого пакета, и поэтому работает без задержки перед передачей данных. Это особенно выгодно для передачи соизмеримым со временем передачи данных.

Метод быстрой коммутации пакетов, который используется в Ш-ЦСИО, относится к другому режиму работы сети – передача пакетов по виртуальному каналу. Понятие “виртуальный канал” (ВК) используется для описания однонаправленной передачи ячеек, имеющих общий идентификатор виртуального канала. Понятие “виртуальный путь” (ВП) используется для описания однонаправленной передачи ячеек, принадлежащих виртуальным каналам, имеющих общий идентификатор виртуального пути.

В этом случае, перед тем как начать передачу данных, абоненту- получателю направляется служебный пакет, прокладывающий виртуальное соединение [5]. При этом маршрут определяется по таблице маршрутизации, а фиксация маршрута осуществляется с помощью таблиц коммутации. В таблицу коммутации записывается информация вида: пакеты k-го виртуального соединения, пришедшие из i-го канала, следует направлять в j-й канал. Таким образом, в памяти управляющего компьютера существует виртуальное (условное) соединение. Дойдя до абонента-получателя, служебный пакет запрашивает у него разрешение на передачу, сообщив, какой объём памяти понадобится для приёма. Если компьютер располагает такой памятью и свободен, то посылается согласие абоненту-отправителю (также в виде специального служебного пакета) на передачу сообщения. Получив подтверждение, абонент-отправитель приступает к передаче сообщения обычными пакетами.

При быстрой коммутации пакетов ячейка, поступившая на вход коммутационной системы, характеризуется номером входного виртуального тракта и номером виртуального канала (поля ИВТ и ИВК в заголовке). БКП состоит в выполнении следующих действий:

·  принятие входящей ячейки;

·  чтение заголовка ячейки (определение ИВТ и ИВК);

·  изменение ИВТ и ИВК в заголовке за счёт обращения к таблице коммутации, информация в которую записана на этапе определения маршрута;

1.      добавление к ячейке информации о маршрутировании в коммутационной системе, которая называется заголовок быстрого пакета; таким образом, получают пакет быстрой коммутации, который поступает на один из входов коммутационной системы;

2.      заголовок быстрого пакета самомаршрутизирует пакет быстрой коммутации через коммутационную систему и, следовательно, быстрый пакет поступает на требуемый исходящий виртуальный тракт и исходящий виртуальный канал (согласно таблице коммутации);

Похожие работы

Анализ гидроакустических сетей

Скачать

113282

9

11

... После этого оцениваем временные затраты на каждом этапе. В общем случае разработка программного продукта условно делится на три этапа: анализ существующих методов маршрутизации; разработка алгоритма работы маршрутизатора в гидроакустических сетях; разработка и описание схемы маршрутизатора. Подробнее процесс разработки можно описать так: уточнение задач; последовательность выполнения задач; ...

Разработка локальной сети и защита передачи данных на основе перспективных технологий

Скачать

134036

26

14

... части локальной сети не позволяют останавливаться на известных достигнутых результатах и побуждают на дальнейшее исследование в дипломной работе в направлении разработки локальной сети с беспроводным доступом к ее информационным ресурсам, используя перспективные технологии защиты информации. 2. Выбор оборудования, для перспективных технологий СПД   2.1 Выбор передающей среды Зачастую перед ...

Разработка ИВС для обеспечения обмена информацией структурных подразделений администрации Владимирской области (территориальная сеть)

Скачать

194201

10

10

... . Предлагается, для самого дешевого решения, на каждый из клиентских компьятеров установить ОС Windows 95. Администрация Владимирской области обладает лицензией на использование данного продукта. Фирма Shiva, крупнейший поставщик оборудования и программного обеспечения для корпоративных территориальных сетй связи, помогла фирме Microsoft внедрить в Windows 95 функции удаленного доступа. ...

Разработка и исследование имитационной модели локальных вычислительных сетей

Скачать

141641

20

15

... на лазерные компакт-диски. Система моделирования Орлан ориентирована на достаточно широкий круг пользователей. В первую очередь, естественно, это администраторы вычислительных сетей предприятий, стоящие перед задачей проектирования или исследования сети. Обязательное условие, накладываемое системой – проектируемая сеть должны основываться на стандарте Ethernet. Но, так как абсолютное ...