Коммутация сообщений. Коммутация пакетов.

Коммутация сообщений

Коммутатор - специализированная ЭВМ. Она отвечает за прием данных с терминалов и ЭВМ, подключ-х к специализир. ЭВМ, посредством вызова набором номера или ч/з выдел.линию. Она проверяет адрес в головной метке сообщения и коммутирует (направляет) поток данных к принимающему терминалу (технология типа «запомнить-послать»). При коммутаторах используются запоминающие ЗУ, обычно дисковые накопители. Данные могут быть посланы:

^ 18. (2 лист) Коммутация и прочее

- через некоторое время (низкоприоритетные потоки).

- на высокой скорости (высокоприоритетные потоки).

Постановка в очередь снижает вероятность случаев блокирования потоков, если какие-л. части сети заняты. Поток может быть временно запомнен, а далее направлен в нужное место, когда оно свободно и готово принять поток.

«+»: нет опасности отключения промежуточных серверов.

«-»: 1. низкая надёжность: в силу стр-ры <главный-подчинённый> вся сеть выходит из строя при поломке коммутатора, т.к. все потоки проходят ч/з этот коммутатор -> дублированную коммутацию сообщений.

2. Т.к. все потоки должны проходить ч/з коммутатор, он сам явл-ся потенциально узким местом -> пониж.время обслуж-я и малая пропуск.способ-ть.

3. коммутация сообщений не использует каналы передачи данных с той же эффективностью, как это делают другие подходы. Хорошо работает в промышл-ти.

Коммутация пакетов

Суть: Сообщения разбиваются на составные части (пакеты), содержащие протокольную инфо, к-рая обрамляет пакеты. Пакеты направляются ч/з сеть как независимые объекты.

«+»: 1. при потери части пакета не нужно весь пакет, а только его часть.

3. распред-т риск выхода из строя м/у многими коммутир.устр-вами.

4. уменьшает уязвимость всей сети.

5. обеспеч-т более эфф.использ-е каналов связи, чем коммутация сообщ-й.

Основные цели пакетной коммутации таковы:

-- обеспечение мультиплексирования возможностей канала портов;

-- сглаживание асимметричных потоков м/у многими пользователями;

-- обеспечение короткого времени реакции для всех пользователей;

-- обеспечение полной доступности сети для всех пользователей;

-- обеспечение рассредоточения критич.комп-тов и совмест.использ-е ресурсов.

^ 19. Маршрутизация пакетов. Цели маршрутизации.

Маршрутизация в сетях влечет использ-е логич.средств (программных, аппаратных или микропрограммных) в коммутаторах для передвиж-я пакетов д-х сквозь сеть к конеч.назнач-ю. Первичные цели:

1. Обеспечить min возможную задержку и max пропускную способность.

2. Обеспечить прохождение пакета сквозь сеть за min стоимость.

3. Обеспечить каждый пакет max возможной защитой и надёжностью.

Маршрутизация в сетях рассматр-ся неск-кими способами. Один из подходов заключ-ся в том, как выполняется маршрутизация - централизованно или распределенно.

1. ^ Сеть с централиз.маршрутизацией обеспечена одним центром управл-я, к-рый опред-т направл-я движения пакетов ч/з сеть. Пакетные коммутаторы не д.б. столь совершенны, как центр.узел, что позволяет снизить стоимость коммутирующих узлов. Но централиз.управление страдает от уязвимости по отношению к возмож.поломкам центр.узла=>Эти центр.узлы (NCC) обычно аппаратно дублированы (дуплексированы).

2. ^ Распред. управление маршрутизацией требует более интеллектуальных функций узлов сети. Это в свою очередь обеспеч-т большую эластичность сети, поск-ку каждый узел принимает свое собств.решение по маршр-ции пакетов без какого-л. отношения к централиз.узлу управл-я сетью.

^ 20. Методы маршрутизации. Заполнение пакетами. Случайный метод. Табличный метод.

Методы маршрутизации:

1. (лавинный) метод заполнения пакетами.

«+»: min задержка.

«-»: переполнение сети однотипными пакетами – эффект размнож-я пакетов.

2. случайная маршрутизация.

необходимо ПО в каждом узле коммутации для произв.выбор вых.канала.

нет практич.применения.

«+»: равномерная нагрузка.

«-»: 1. сущ-т ненулевая вероят-ть, что пакет никогда не дойдет до узла назначения.

2. большие задержки в сети.

3. длина маршрута возрастает.

4. эффект размножения потоков.

3. маршрутизация при помощи каталогов (табличный метод).

Каталоги:

1. полные (перечисление всех возможных маршрутов). Использ-ся в ЛВС.

2. неполные.

3 подхода к формированию каталогов:

статические каталоги. Формир-ся один раз в момент генерации системы.

«-»: в случае отказа на маршруте имеет отказ при обмене с данным узлом.

сеансовые каталоги. Остаются неизменными в теч-е одного сеанса связи.

Способ формир-я сеанс.каталога: формир-ся при помощи пакета «игла», к-рый отправл-ся ч/з сеть, инициализ-т промеж.устр-ва, потом обратно по тому же маршруту, записывая его. Задачи пакета: 1. отслеживание всех узлов, ч/з к-рые он проходит. 2. инициализация всех проходимых узлов на сеансе связи. 3. диагностика обрывов канала.

динамические каталоги. Постоянный опрос соседних узлов (маршрут, стоимость, время).

«-»: 1. сеть дополнительно нагружается служебными пакетами;

«+»:1. Оптимальность (по какому-л. критерию)

2. низкие непроизводств. затраты

3. живучесть и стабильность

4. быстрая сходимость

5. гибкость

^ 21. Методы маршрутизации. Пробл маршрутизации.

Методы маршрутизации:

1. (лавинный) метод заполнения пакетами.

«+»: min задержка.

«-»: переполнение сети однотипными пакетами – эффект размнож-я пакетов.

2. случайная маршрутизация.

необходимо ПО в каждом узле коммутации для произв.выбор вых.канала.

нет практич.применения.

«+»: равномерная нагрузка.

«-»: 1. сущ-т ненулевая вероят-ть, что пакет никогда не дойдет до узла назначения.

2. большие задержки в сети.

3. длина маршрута возрастает.

4. эффект размножения потоков.

3. маршрутизация при помощи каталогов (табличный метод).

Проблемы маршр-ции: потери пакетов, их дублирование, проблемы управления, чистка сети, снятие пакетов.

Алгоритмы маршр-ции д.б. гибкими.

Алгоритмы маршрутизации применяются для определения наилучшего пути пакетов от источника к приёмнику и являются основой любого протокола маршрутизации. Для формулирования алгоритмов маршрутизации сеть рассматривается как граф. При этом маршрутизаторы являются узлами, а физические линии между маршрутизаторами — рёбрами соответствующего графа. Каждой грани графа присваивается определённое число — стоимость, зависящая от физической длины линии, скорости передачи данных по линии или финансовой стоимости линии.

^ 22. (1,2 листок)Цифровые сети. Преимущества и недостатки цифровых систем. Основные понятия ISDN.

С нач. 60-х гг. телеф.компании, специализир.торг.компании и отд.изгот-ли сетей значительно расширили произв-во систем на основе цифровой технологии. Сегодня во многих комп-тах передающих систем используется цифровая технология, включая такие разные устр-ва, как РВХ, мультиплексоры и коммутаторы.

«+»: 1. Цена более низкая по сравнению с аналоговыми.

2. Цифровые системы строятся на основе схем высокой степени интеграции (LSI), к-рые сами по себе очень устойчивы и надежны.

3. Можно использовать цифровую технологию для передачи любой инфо; цифровые сети передают не только акустические сигналы, но и телевизионные видеоданные или же факсимильные данные по одному каналу.

4. Цифровые методы преодолевают многие из ограничений передачи и хранения данных, к-рые присущи аналоговым технологиям.

«-»: Цифровой сигнал может быть искажен многими способами.

1. искажение м.б. вызвано получением неадекватных отображений. Эта проблема решается путем более частого снятия отображений, но это потребует более дорогостоящих комп-тов и более широкой полосы пропускания (больших скоростей передачи) канала для переноса увелич.объемов д-х. Вследствие аналоговой природы сигнала не сущ-т методов, полностью исключающих искажения отображений.

2. Процесс оцифровывания не позволяет представить амплитуду ИДМ-сигнала абсолютно точно. Поск-ку искажения сигналов в этом процессе пропорциональны размеру шага (кол-ву квантов), то одним из подходов к решению этой проблемы явл-ся увеличение кол-ва шагов квантования до кол-ва, достаточного для представления сигнала. Однако увеличенный уровень шагов требует увеличения стоимости компонентов и числа битов, необходимых для представления сигналов. Тем не менее 128-шаговые цифрователи были заменены на 256-шаговые.

(2 листок)Основные понятия ISDN.

ISDN – цифровые сети с интегральными услугами: режим коммутации каналов. Технология пришла из телефонии. Осн.назнач-е – передача телеф.трафика.

Каналы:

1. Канал В. Для передачи польз.трафика – 64 кбит/с

2. Канал D. Для передачи управляющих сигналов, но при необх-ти и польз.трафика: 16 К/c, 64 К/с в зависимости от типа интерфейса.

3. Канал H. Высокоскорост.передача данных

Интерфейсы:

1. BRI – базовый интерфейс передачи (по медной паре). 2В+D. Ск-ть – 144 К.

2. PRI – основной в ISDN. Ск-ть: 2,048М - европ.стандарт(30В+D), 1,544М – амер.стандарт (23В+D).

Система сигнализации SS7 – станд. с-ма, позволяющая передавать инфо по вышеперечисл.каналам (В Windows – аналог. с-ма QoS). Позволяет управлять сетью.

^ Функциональные устройства:

1. Оконечное оборуд-е типа 1 (NT1) – физич. устр-во юзерского интерфейса, соотв-т 1 ур. модели OSI. Служит конечной точкой сети ISDN (сет.адаптер ISDN).2. Оконечное оборуд-е типа 2 (NT2) - в завис-ти от ур. bнтеллект-ти может вып-ть ф-ции 1, 2, 3 ур. OSI (комм-ры и маршр-ры).

3. NT12 – комбинация NT1, NT2.

4. Терминальное оборуд-е типа 1 (TE1) – устр-во, поддерж-щее польз.интерфейс BRI или PRI (н-р, ISDN-телефон).

5. Терминальное оборуд-е типа 2 (TE2) – устр-во, не совместимое с ISDN (н-р, аналоговый телефон).

6. Терминальный адаптер (TA) - позволяет поддерживать не ISDN-устр-ва. Позволяет преобразовывать сигнал произв.вида в сигнал ISDN.

^ Опорные точки – точки типа R, S, T, U. Играют роль интерфейсов м/у различ.функц.устр-вами.

‑­