Технологии коммутации. 06_Технологии коммутации. Основы технологий коммутацииколбанёв михаил олегович
 Скачать 3.22 Mb.
|
|
РЕЖИМЫ ПАКЕТНОЙ КОММУТАЦИИ Д ей та гр ам м ны й ре ж им Ре ж им ви рт уа ль но го со ед ин ен ия Коммутация пакетов Колбанёв М.О. Технологии коммутации. 60 - с установлением (виртуального) соединения – все пакеты сообщения передаются по одному и тому же маршруту от узла источника к узлу получателю. Маршрутизаторы, образующие маршрут, определяют принадлежность пакетов по специальному полю в их формате; - без установления соединения (дейтаграммный режим) – каждый следующий пакет одного сообщения может передаваться по сети по новому маршруту, выбор которого не связан с маршрутами других пакетов. КВИТИРОВАНИЕ – это способ взаимодействия источника и получателя, который отличается следующим: - отправляемые пакеты защищаются от воздействия помех при помощи алгоритмов избыточного помехоустойчивого кодирования; - узел получателя декодирует полученный пакет и определяет наличие или отсутствие ошибок. Если ошибки обнаружены, то в обратном направлении узлу источнику переда-ется отрицательная квитанция, если не обнаружены – то положительная квитанция; - узел источник декодирует квитанцию. Если полученная квитанция отрицательная, то пакет отправляется получателю еще раз, если положительная – то передается следующий пакет. пакет данных квитанция квитанция Источник пакет данных Получатель декодирование декодирование ПРОЦЕСС КВИТИРОВАНИЯ ДЕЙТАГРАММНЫЙ РЕЖИМ КОММУТАЦИИ ПАКЕТОВ пакета к определенному информационному потоку никак не учитывается. Дейтаграммный способ передачи данных основан на том, что все передаваемые пакеты обрабатываются независимо друг от друга. Выбор интерфейса, на который надо передать поступивший пакет, происходит только на основании адреса назначения, содержащегося в заголовке пакета. Принадлежность пакета к определенному информационному потоку никак не учитывается. Колбанёв М.О. Технологии коммутации. 61 ОСОБЕННОСТИ ДЕЙТАГРАММНОГО РЕЖИМА Последователь ных Колбанёв М.О. Технологии коммутации. 62 ПЕРЕДАЧА ПАКЕТОВ ПО ВИРТУАЛЬНОМУ КАНАЛУ пакета к определенному информационному потоку никак не учитывается. Виртуальные каналы – это устойчивые пути следования пакетов. Для того чтобы выделить поток данных из общего трафика, каждый пакет этого потока помечается меткой. Прокладка виртуального канала начинается с отправки из узла-источника запроса. В запросе указывается адрес назначения и метка потока, для которого прокладывается этот виртуальный канал. Запрос, проходя по сети, формирует новую запись в каждом из коммутаторов, расположенных на пути от отправителя до получателя. Колбанёв М.О. Технологии коммутации. 63 Последователь ных Колбанёв М.О. Технологии коммутации. 64 В пакетных сетях центры коммутации (маршрутизаторы) устанавливают соединения с учетом дополнительных условий. Такие соединения называют маршрут связи. ОСОБЕННОСТИ МЕТОДА ВИРТУАЛЬНОГО КАНАЛА ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МАРШРУТИЗАЦИИ Маршрутизация бывает: - ФИКСИРОВАННОЙ , если таблица маршрутизации не изменяется в реальном времени; - АДАПТИВНОЙ , если таблица маршрутизации формируется маршрутизаторами в процессе обмена данными о текущих состояниях связей между ними. В СЕНСОРНЫХ СЕТЯХ ПРИМЕНИМА ТОЛЬКО АДАПТИВНАЯ МАРШРУТИЗАЦИЯ 65 М АРШРУТ в сети связи – это последовательность сетевых центров или каналов связи, через которые передаются пакеты от источника информации к адресату. Если существует несколько допустимых маршрутов передачи, то для каждого пакета нужно выбрать один из них. Маршрутизация – это не просто процесс коммутации, а, одновременно, процесс выбора наилучшего маршрута из нескольких альтернативных по какому-либо критерию. Маршрутизатор – это устройство, осуществляющее и коммутацию, и процедуру выбора. Для принятия решения ему надо располагать информацией об адресате и о текущем состоянии сети. В сетях ad-hoc эту функцию может выполнять любой сетевой элемент. Т АБЛИЦА МАРШРУТИЗАЦИИ – набор данных о состоянии связей между сетевыми элементами, доступными маршрутизатору, дающий возможность выбора наиболее эффективных маршрутов передачи пакетов. А ЛГОРИТМ МАРШРУТИЗАЦИИ – алгоритм формирования таблицы маршрутизации и выбора маршрута передачи пакета. Критерии выбора маршрута: - ПО РАССТОЯНИЮ – чем меньше ретрансляций пакетов (хопов), тем лучше; - ПО ДОСТОВЕРНОСТИ ДОСТАВКИ – чем меньше вероятность ошибки, тем лучше; - ПО ВРЕМЕНИ ЗАДЕРЖКИ – чем выше вероятность своевременной доставки, тем лучше; - ПО РАСХОДУ ЭНЕРГИИ – чем точнее баланс энергии в узлах сети, тем лучше; - ПО КОМПЛЕКСНОМУ КРИТЕРИЮ – учитываются несколько параметров и др. Колбанёв М.О. Технологии коммутации. ЭВОЛЮЦИЯ ТЕХНОЛОГИЙ КОММУТАЦИИ Коммутация физических цепей (этапы 1-4) Коммутация временных слотов (этап 5) Коммутация пакетов (этапы 5, 6) АТМ, IP/MPLS (этап 6) a b c d В системах с многоскоростной коммутацией каналов за одним соединением может одновременно закрепляться несколько цифровых каналов, что позволяет изменять скорость переноса. Основная проблема – это сложность синхронизации компонент информационного потока, передаваемых по разным каналам. При быстрой коммутации кана- лов ресурсы в сети занимаются только на время передачи инфор- мации. Основная трудность зак- лючается в реализации управляю- щей системы, которая должна ус- танавливать и разъединять сое- динения между пользователями за очень короткий интервал времени. Коммутация каналов Многоскоростная коммутация каналов Быстрая коммутация каналов IP/MPLS , ATM Быстрая коммутация пакетов Коммутация пакетов Коммутация сообщений П ов ыш ен ие к ач ес тв а П ов ыш ен ие и сп ол ьз ов ан ия ре су рс ов П он иж ен ие к ач ес тв а П он иж ен ие и сп ол ьзо ва ни я ре су рс ов Фиксированная скорость передачи сообщений Переменная скорость передачи сообщений У сл ож не ни е ал го ри тм ов уп ра вл ен ия У пр ощ ен ие ал го ри тм ов уп ра вл ен ия Главное достоинство ATM и IP/MPLS – это возможность поддержки любых инфоуслуг независимо от требуемой им скорости передачи данных. Колбанёв М.О. Технологии коммутации. 66 К ан ал ов С оо бщ ен ий П ак ет ов Технологии коммутации При построении сетевых соединений технологии коммутации призваны решить две задачи: - распределить между пользователями (их сообщениями) имеющиеся канальные ресурсы сети связи; - обеспечить требуемую скорость доставки данных между пользователями. Внедрение той или иной технологии зависит от (1) информационного объема передаваемых сообщений и (2) объема каналов связи, образованных при мультиплексировании. Колбанёв М.О. Технологии коммутации. КАК ВЫБРАТЬ ПОДХОДЯЩУЮ ТЕХНОЛОГИЮ КОММУТАЦИИ? Т ЕХНОЛОГИЯ КОММУТАЦИИ КАНАЛОВ . Если информационные объемы сообщений примерно равны объему каналов связи, то каналы целесообразно закреплять за сообщениями на все время соединения. Алгоритм коммутации сводится тогда к распределению свободных каналов между поступающими заявками и не требует сохранения сообщений в памяти центров коммутации. Увеличить скорость передачи данных можно, объединив несколько каналов в одном соединении. Т ЕХНОЛОГИЯ КОММУТАЦИИ СООБЩЕНИЙ . Если емкость каналов существенно больше емкости пос- тупающих сообщений, то один канал целесообразно использовать для передачи большой группы со- общений. Алгоритм коммутации заключается в сохранении поступающих сообщений в памяти цент- ров коммутации и формировании таких групп сообщений, которые имеют суммарную емкость при- мерно равную емкости каналов. При этом повышается использование каналов связи за счет их ста- тистического уплотнения, т.к. БОЛЬШИЙ РЕСУРС ПОЛУЧАЮТ БОЛЕЕ АКТИВНЫЕ ИСТОЧНИКИ СООБЩЕНИЙ Т ЕХНОЛОГИЯ КОММУТАЦИИ ПАКЕТОВ . Если объем сообщений имеет существенный разброс и мо- жет быть как больше, так и меньше объема каналов связи, то можно разделить каждое сообщение на относительно одинаковые блоки (пакеты) и передавать эти блоки по каналам связи независимо друг от друга. Алгоритмы коммутации должны снабжать каждый пакет дополнительными служебными полями для однозначной идентификации пакета как части определенного сообщения. Коммутация пакетов предполагает сохранение сообщений и обеспечивает статистическое уплотнение каналов. 67 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Классификация сетевых технологий. Технологии коммутации. 2. Зачем нужны центры коммутации и каковы последствия их использования на сетях связи? 3. Иерархическая структура и нумерация телефонной сети общего пользования. 4. Иерархическая структура пакетных сетей связи. 5. Способы урегулирования коллизий на сетях связи. 6. Свойства коммутируемых соединений. 7. Особенности услуг TriplePlay инфокоммуникационных мультисервисных сетей. 8. Классификация технологий коммутации. Коммутация каналов. 9. Классификация технологий коммутации. Коммутация сообщений. 10. Классификация технологий коммутации. Коммутация пакетов. 11. Проблемы, возникающие при объединении сетей, и способы их решения. 12. Требования к технологиям объединения сетей. 13. Способы реализации технологии коммутации каналами. 14. Принципы построения ручных телефонных станций. 15. Принцип коммутации с непосредственным управлением процессом соединения. Что такое искатель? 16. Принцип регистрового управления. Назначение регистра. 17. Принцип регистрово-маркерного управления. Назначение маркера. 18. Принцип построения многозвенных коммутационных схем. 19. Принцип построения центров коммутации с программным управлением на базе специализированной ЭВМ. 20. Особенности аналоговых и цифровых центров коммутации каналов. 21. Особенности синхронного и асинхронного режимов передачи данных. 22. Пространственная, временная и пространственно-временная коммутация каналов. 23. Принципы построения центров коммутации. 24. Способы построения многопроцессорных управляющих систем центров коммутации. 25. Эволюция архитектур сетевых центров. Колбанёв М.О. Технологии коммутации. 68 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 26. Особенности технологии коммутации сообщений. 27. Принципы построения службы коротких сообщений. 28. Особенности технологии коммутации пакетов. Модель формирования блоков данных. 29. Дейтаграммный режим коммутации пакетов. 30. Коммутация пакетов в режиме виртуального соединения. 31. Эволюция технологий коммутации. Быстрая и многоскоростная коммутация каналов. 32. Эволюция технологий коммутации. Быстрая коммутация пакетов. IP/MPLS. Колбанёв М.О. Технологии коммутации. 69 |