comutare
Comutarea datelor se referă la transmiterea de date, în care un canal de date poate fi utilizat interschimbabil pentru a face schimb de informații între diferite puncte din rețeaua de informații
Comutarea este fundamentul tehnologiei de rețea cu rutarea datelor. În funcție de sarcinile atribuite rețelei de comunicații. utilizați mai multe metode de comutare (figura 093).
Alegerea metodelor de comutare este o problemă destul de complicată de optimizare. Se rezolvă pe baza cerințelor pentru rețeaua de transport, care, la rândul său, sunt determinate de caracteristicile programului, de clasa utilizatorilor și de calitatea serviciului lor.
În comutarea blocurilor de date, sunt implicate nivelurile N inferioare ale sistemelor de abonat interactiv sau ale sistemelor administrative (Fig. 094). precum și sisteme de releu situate între ele. În funcție de metoda de comutare, numărul nivelelor N variază de la unu la șapte.
Comutarea canalelor (QC)
Canalele de comutare - comutare, furnizând furnizarea unei perechi de abonați a unei secvențe de canale ale rețelei pentru utilizare exclusivă (Fig. 096).
Comutarea canalelor. este asociat cu furnizarea de secvențe de canale pe durata sesiunii. conectând perechi de sisteme de abonați sau sisteme administrative între ele. Aici N = 1 și comutarea este efectuată în toate sistemele de relee prin procese fizice bazate pe nivelul fizic al acestor sisteme. Ca urmare, secvența de canale este conectată la un singur canal care trece prin întreaga rețea de comunicații.
Ca rezultat, printr-o conexiune fizică înseamnă A, B, C și are loc comutarea secvențială între canalele de comunicare ale secvenței sistemelor de abonat logice sau sisteme administrative (K, E) (linia punctată) la care procesele de aplicare transmit reciproc blocuri de date. Secvența creată în acest mod este folosită exclusiv de o pereche de abonați care interacționează prin aceasta.
În rețeaua de comutare a circuitelor pot fi furnizate și canale permanente fără comutare. alocate pentru chirie pentru o anumită perioadă, de exemplu, pentru un an. Canalele dedicate sunt, de asemenea, numite canale închiriate. Aceste canale sunt caracterizate de o calitate ridicată a transmisiei și sunt întotdeauna pregătite pentru transmiterea datelor. Cu toate acestea, ele sunt prea scumpe.
Cu toate acestea, canalele de comutare au un număr de dezavantaje semnificative. În timpul sesiunii, secvența canalelor utilizate este încărcată cu fluxuri de biți pentru o perioadă relativ scurtă de timp. În rest, canalele sunt inactive. Mai ales în timpul dialogului utilizatorilor cu procese de aplicare, atunci când prima gândiți-vă la rezultate, și al doilea uite pentru informații necesare sau de a efectua calcule matematice. Al doilea dezavantaj al metodei de comutare a canalului este timpul relativ lung de creare a secvenței canalului. Acest lucru se datorează faptului că pentru aceasta este necesar să se aștepte până când secvența necesară de canale este disponibilă. În sesiuni scurte, timpul de creare a unei secvențe poate depăși durata sesiunii.
Comutarea între pachete (KP) se comută. Oferă transmisie prin rețeaua de pachete fără utilizarea exclusivă a canalelor.
Canalele perechi nu sunt conectate la o singură unitate în timpul sesiunii. Aici mesajele nu sunt colectate și nu sunt dezasamblate, N = 3. O comutare este efectuată de procesele de rețea, pe baza funcțiilor stratului fizic, stratului de legătură și stratului de rețea.
Pachetul de comutare este o tehnologie mai complexă decât canalele de comutare (figura 098).
Când se efectuează comutarea pachetelor între mijloacele de conectare fizice (A, B, C), utilizate de blocurile funcționale ale stratului fizic (1A, 1B, 1C), stratul de legătură (2A, 2B, 2C) și stratul de rețea (3A, 3B, 3C) a tuturor sistemelor, inclusiv nodurile de comutare a pachetelor. Blocurile de funcții din noduri sunt combinate de procesele de rețea (SP). Ca rezultat, orice pereche de sisteme de abonați sau administrative transmite pachete între ele printr-o rețea de comunicații (linie punctată).
Pentru a crește fiabilitatea plasării topologie de rețea de comunicații în cadrul acesteia a nodurilor de comutare de pachete și canalul de legătură este construit pe baza faptului că între perechile de sisteme care interacționează creează mai multe căi de transmisie de pachete.
Ca urmare a faptului că pachetele merg în direcții diferite (secvențe de canale), pot ajunge la destinație cu întârzieri diferite. În plus, după trecerea prin orice canale din pachete pot exista erori, din cauza cărora pachetele sunt distruse și transferate din nou. Toate acestea conduc la faptul că toate pachetele trimise de sistem nu pot fi livrate cu același timp de trecere prin rețeaua de comunicații.
Există două moduri (mod) de transmitere a pachetelor: modul de conectare virtuală și modul datagrame.
Conexiuni virtuale. De fapt, acest circuit de comutare, dar nu direct, ci prin computerele de control de memorie în centrele de comutare utilizând pachete de la trimiterea de mesaje. În rețeaua virtuală, înainte de a trimite pachetele, pachetul de servicii care realizează conexiunea virtuală este trimis către destinatar-abonat. La fiecare nod, pachetul de frunze de tipul de comandă: pachete de circuit virtual k, care a venit de la canal i-lea, ar trebui să fie trimise la canalul j-lea. Astfel, o conexiune virtuală (condițională) există doar în memoria calculatorului de control. Când ajung la destinatar, pachetul de servicii solicită permisiunea destinatarului, indicând cât de multă memorie este necesară pentru recepție. În cazul în care computerul are o memorie și este liber, atunci acordul abonatului este trimis expeditorului (sub forma unui pachet de servicii speciale) pentru a trimite mesajul. După primirea confirmării, expeditorul-expeditor începe transmiterea mesajului cu pachetele obișnuite. Pachetele trec liber reciproc pe conexiunea virtuală (în fiecare nod îi așteaptă instrucțiuni, care este procesat de către calculatorul gazdă) și în aceeași ordine de toamna abonatului de destinație, în cazul în care, eliberat de limitatorul și antetul formează mesajul transmis, care este trimis la nivelul al șaptelea. O conexiune virtuală poate exista până când este trimisă de unul dintre abonați, un pachet service pack special nu va șterge instrucțiunile din noduri. Modul conexiune virtuală este utilă atunci când transferul de volume mari de informații și oferă avantajele metodelor de comutare de circuite și pachete.
Folosind ierarhia de șase niveluri a protocoalelor, aceasta asigură transmiterea prin intermediul rețelei de mesaje cu asamblarea intermediară, stocarea și dezasamblarea în nodurile de comutare. (Figura 327)
Aici, N = 7 și fiecare nod primește mesajul în părți, se colectează, înregistrările din memorie, verificări pentru identificarea erorilor din mesaj și numai apoi îl transmite (la o parte examinarea) la nodul următor. Necesitatea unei memorii mari și a unui transfer relativ lent de date a dus la faptul că schimbarea mesajelor în majoritatea rețelelor a fost înlocuită cu alte tipuri de comutare.
Comutarea de pachete și mesaje, spre deosebire de comutarea canalelor, este o comutare cu memorare.
Comutarea mixtă este un serviciu complex de transport care oferă comutarea canalelor (cu N = 1) și comutarea pachetelor (cu N = 3).
Comutarea mixtă, denumită și comutare hibridă, este implementată de rețeaua digitală cu servicii integrate (ISDN). În acest scop, utilizează noduri de comutare mixte capabile să efectueze ambele tipuri de comutare. Când se amestecă de comutare de canale logice disponibile în rețeaua de comunicații, utilizate în principal pentru comutarea canalelor și secvențierea perechi de conectare sisteme administrative sau sisteme de abonat. Prin canale gratuite, blocurile de date sunt transferate în modul de comutare a pachetelor. Firește, în conformitate cu cerințele sistemelor, raportul dintre numărul de canale care intră în ambele seturi se schimbă în mod constant.
Comutarea întrerupătoare efectuează comutarea canalelor și a pachetelor pe baza aceluiași echipament. Software-ul său permite, atunci când se utilizează numai stratul fizic și procesele fizice ale sistemului de relee, să furnizeze comutarea circuitelor. Când funcția fizică, stratul de legătură, stratul de rețea și procesele de rețea funcționează, sistemul releu efectuează comutarea pachetelor.
Există comunicații de la capăt la cap și comutare cu stocare.
Comutarea este o metodă de comutare în care un bloc de date începe să fie transmis de un sistem de relee înainte ca conținutul său să fie complet recepționat de acesta.
Între timp, comutarea de la capăt la cap are câteva dezavantaje. Primul este că acest mod nu oferă detectarea erorilor utilizând Controlul Redundanței Cyclic CRC. Este adevărat, în rețele moderne de încredere, acest lucru nu are o importanță semnificativă. Al doilea dezavantaj al comutării de la capăt la capăt este că blocul de date nu poate fi transferat de la un canal de joasă la înaltă la un canal de viteză mai mare. O alternativă la considerată este comutarea cu memorarea.
Comutarea cu stocare este o metodă de comutare, în care o unitate de date este transmisă de un sistem de relee după ce conținutul său este primit complet de acesta.
Trecerea la stocare este o tehnologie clasică folosită pentru comutarea pachetelor și comutarea mesajelor. Aceasta constă în extragerea antetului, a terminalului și a informațiilor transmise conținute în acesta din pachetul sau mesajul primit de sistemul de relee. Apoi, verificarea erorilor se efectuează cu ajutorul CRC Cyclic Redundancy Control.
Comutația în cauză este simplă, dar se caracterizează prin întârzieri relativ mari care apar în sistemele de retransmisie. Prin urmare, în rețelele de mare viteză se înlocuiește prin comutare.
Dezvoltarea în continuare a metodelor de comutare a condus la crearea unei comutări integrale. Aceasta este o metodă universală de comutare orientată spre pachete. În această tehnologie, comutarea pachetelor, comutarea circuitelor, transmisia cadrelor și transmisia celulelor s-au îmbinat într-o singură cale de transfer a blocurilor de date. Operațiile asociate sunt efectuate pe bază hardware și nu numai unul, ci un grup de blocuri de date pot trece simultan prin fiecare nod de comutare integrat. Prin această metodologie se realizează comutarea de date de mare viteză, este prin comutare de pachete de rapid, care permite canale de bandă largă descărcarea eficientă și rețelele de bază de mare viteză. Cea mai promițătoare bază pentru comutarea integrată este metoda de transmisie asincronă.
fiabilitate ridicată a rețelelor moderne de comunicații elimină verificarea blocurilor de date în nodurile intermediare. Poate să apară numai în nodurile finale sau deja în sistemele de abonați. În esență, trecerea la stratul de rețea este înlocuit cu un releu cadru sau releu de celule, efectuate la stratul de legătură.
Releul cadrelor și al celulelor este o comutare prin întrerupere.
Amintiți-vă că un pachet este un bloc de date transmis la nivel de rețea. În schimb, un cadru este un bloc de date transmis la stratul de legătură.
În rețele cu comutare de la capăt la cap, un cadru este numit pachet rapid și în acele cazuri în care acesta are o lungime constantă - o celulă.
Frame Relay este o tehnologie pentru comutarea de date de mare viteză hardware.
Transferul fluxurilor mari de informații prin rețeaua de comunicații a necesitat o creștere accentuată a ratelor de transfer de date. Ca rezultat, au existat retransmiterea cadrelor de rețea. (Ris.191)
În nodurile comutării integrate deasupra nivelului canalului (2) și a stratului fizic (1), sunt localizate procesele canalelor care conectează canalele de transmisie de date. Când apar erori și supraîncărcări, nodurile scot cadrele care le interferează. Nu există un nivel de rețea aici. În rețea, sunt transmise cadre cu lungime variabilă de până la 1024 octeți. Viteză de transmisie de până la 1,5 Mbps.
Relayul de cadre diferă de comutarea pachetelor prin faptul că în acest caz nu există pachete în rețeaua de comunicații. Fragmentele de date transmise prin procesul de aplicare sunt plasate direct în cadre, care sunt transmise nu numai între sistemele adiacente, ci și transmise prin întreaga rețea de comunicații.
Retransmisia celulelor (releu de celule) - o tehnologie de rețea, care oferă date de mare viteză hardware comutare, ambalate în celule.
Reluarea celulelor efectuează comutarea de la capăt la cap și este folosită în principal în rețelele de bază. Acesta diferă de transmisia de cadre prin aceea că asigură transmiterea de unități de date cu lungime constantă numite celule de către aceste rețele. Acest lucru se întâmplă în timp real. Releul celular este realizat de nodurile integrate de comutare.
Exemple de implementare a comutării integrate sunt o rețea banyan și un comutator matriceal.
Tehnologia de comutare de date de mare viteză necesită utilizarea maximă a paralelismului atunci când retransmiterea cadrelor și a celulelor de retransmisie. O bază importantă a acestei tehnologii sunt rețelele banyan (control-banyan). Structura rețelei banyan, realizată sub forma unui nod cu 16 intrări și ieșiri, constă din elemente simple de comutare conectate una la cealaltă. (Figura 031)
Comutatorul matricei constă dintr-un set de elemente de comutare identice (figura 092)
La nodurile rețelei există elemente de comutare și în fiecare coloană a grilei nu se deschide mai mult de un element. Dacă N≤M, atunci comutatorul poate asigura conectarea fiecărei intrări cu cel puțin o ieșire; altfel comutatorul se numește blocare; care nu furnizează conexiunea oricărei intrări cu unul dintre ieșiri. De obicei, sunt utilizate comutatoarele cu un număr egal de intrări și ieșiri N * N.
Dezavantajul acestei scheme este reprezentat de un număr mare de elemente de comutare într-o matrice pătrată, egală cu N2. Pentru a elimina acest dezavantaj, se folosesc întrerupătoare în mai multe etape.
ȘTIRI ALE FORUMULUI
Cavalerii teoriei eterului
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: