Методи комутації, що використовуються в комп’ютерних мережах. Порівняльна характеристика

Комутація є необхідним елементом зв'язку вузлів між собою, що дозволяє скоротити кількість необхідних ліній зв'язку й підвищити завантаження каналів зв'язку. Практично неможливо надати кожній парі вузлів виділену лінію зв'язку, тому в мережах завжди застосовується той або інший спосіб комутації абонентів, що використовує існуючі лінії зв'язку для передачі даних різних вузлів.

Мережею, що комутирується, називається мережа, у якій зв'язок між вузлами встановлюється тільки по запиту.

Абоненти з'єднуються з комутаторами виділеними (індивідуальними) лініями зв'язку. Лінії зв'язку, що з'єднують комутатори, використовуються абонентами спільно.

Комутація може здійснюватися у двох режимах: динамічно й статично. У першому випадку комутація виконується на час сеансу зв'язку (звичайно від секунд до годин) з ініціативи одного з вузлів, а по закінченні сеансу зв'язок розривається. У другому випадку комутація виконується обслуговуючим персоналом мережі на значно більше тривалий період часу (кілька місяців або років) і не може бути змінена з ініціативи користувачів. Такі канали називаються виділеними (dedicated) або орендованими (leased).

Дві групи способів комутації: комутація каналів (circuit switching) і комутація із проміжним зберіганням (store-and-forward). Друга група складається із двох способів: комутації повідомлень (message switching) і комутації пакетів (packet switching).

При комутації каналів між вузлами, яким необхідно встановити зв'язок один з одним, забезпечується організація безперервного складеного каналу, що складається з послідовно з'єднаних окремих каналів між вузлами. Окремі канали з'єднуються між собою комутуючим устаткуванням (комутаторами). Перед передачею даних необхідно виконати процедуру встановлення з'єднання, у процесі якої створюється складений канал.

Під комутацією повідомлень розуміється передача єдиного блоку даних між вузлами мережі з тимчасовий буферизациєю цього блоку кожним із транзитних вузлів. Повідомленням може бути текстовий файл, файл із графічним зображенням, електронний лист - повідомлення має довільний розмір, обумовлений винятково його змістом, а не тими або іншими технологічними міркуваннями.

При комутації пакетів всі передані користувачем дані розбиваються передавальним вузлом на невеликі (до декількох кілобайт) частини – пакети (packet). Кожний пакет оснащується заголовком, у якому вказується, як мінімум, адреса вузла-одержувача й номер пакета. Передача пакетів по мережі відбувається незалежно друг від друга. Комутатори такої мережі мають внутрішню буферну пам'ять для тимчасового зберігання пакетів, що дозволяє згладжувати пульсації трафіка на лініях зв'язку між комутаторами. Пакети іноді називають дейтаграмами (datagram), а режим індивідуальної комутації пакетів – дейтаграмним режимом.

Мережа з комутацією пакетів сповільнює процес взаємодії кожної конкретної пари вузлів, оскільки їхні пакети можуть очікувати в комутаторах, поки передадуться інші пакети. Однак загальна ефективність (обсяг переданих даних в одиницю часу) при комутації пакетів буде вище, ніж при комутації каналів. Це пов'язане з тим, що трафік кожного окремого абонента носить пульсуючий характер, а пульсації різних абонентів, відповідно до закону більших чисел, розподіляються в часі, збільшуючи рівномірність навантаження на мережу.