Основы построения телекоммуникационных сетей. Способы коммутации, страница 4

С точки зрения пары пользователей, предоставляемый им ВК является единой четырехпроводной линией, эквивалентной дуплексному тракту, выделяемому данной паре абонентов при КК. Однако принципиальным отличием ВК от физического соединения тракта при КК является то, что сквозной канал в сети с КК недоступен другим абонентам, даже если по нему ничего в данный момент не передается. Логическое виртуальное соединение допускает его использование любой другой группой активных абонентов путем статистического уплотнения (разделения).

Принцип статистического разделения при передаче пакетов по логическим каналам показан на рис.3.

Рис.3.Статистическое разделение при передаче пакетов по логическим каналам

Статистическое разделение эффективнее частотного или временного в том случае, если нагрузка имеет пульсирующий характер, поскольку при жестком закреплении канал в паузах передачи простаивает, а в случае логического соединения по этому каналу можно передавать пакеты других пользователей. Именно по этой причине коммутация пакетов оказалась наиболее подходящей для сетей ЭВМ, в которых происходит прерывистый (интерактивный) обмен пакетами между терминалами пользователей.

Главным достоинством виртуального канала является сохранение порядка поступления пакетов в приемное ОУ пользователя, т.е. естественная последовательность передачи и приема данных. Виртуальное соединение основывается на передаче всех пакетов данных по одному маршруту в строгой последовательности. Это реализуется предварительным установлением соединения по всему маршруту передачи. В фазе установления соединения от отправителя до получателя передается специальный пакет – запрос на соединение, который и определяет маршрут (виртуальное соединение). Пакеты, передаваемые по данному логическому каналу, следуют  строго в порядке их нумерации и имеют сокращенный заголовок. На приеме также требуется ”сшивание” пакетов в сообщение, так как между пакетами одного сообщения могут передаваться другие пакеты, однако проводить упорядочивание пакетов в этом случае не требуется.

При передаче в виртуальном режиме различают временное виртуальное соединение и постоянный виртуальный канал.

Постоянный виртуальный канал (ПВК) между двумя пользователями организуется на определенное время, не связанное с длительностью сеанса. Этот ПВК, так же, как и выделенные каналы в сетях ТфОП, организуется по соглашению с администрацией сети в тех случаях, когда ожидается постоянное обращение к этому каналу или передача больших массивов информации. ПВК не требует процедур установления соединения, а логический канал постоянной находится в активном состоянии. При посылке пакета вызова в сеть в нем содержится идентификационный код, указывающий, что данный ООД имеет постоянный виртуальный канал с принимающим ООД.

В режиме виртуального соединения (ВС), наиболее распространенного в сетях передачи данных, указанное соединение устанавливается только на время передачи сообщения по запросу пользователя,  аналогично установлению соединения в сети с КК (фаза установления соединения по ВК – установка вызова, фаза передачи пакетов, фаза разъединения ВК – очистка вызова). Отличие заключается только в том, что пакеты запроса на соединение, подтверждения и другие служебные пакеты являются короткими, а возможное число ВК очень велико, поэтому потери при передаче служебной информации в ВК ничтожны.

Передача данных через виртуальный канал обходится дороже, чем дейтаграммным способом. Однако большинство пользователей вычислительных сетей и сетей передачи данных считают необходимым сохранение последовательности приема пакетов для упрощения прикладных программ. Поэтому виртуальные каналы рассматриваются как эффективное средство при распределенной обработке данных и реализуются в подавляющем большинстве вычислительных сетей. В то же время важнейшим преимуществом режима дейтаграмм является возможность передачи пакетов одного и  того же сообщения одновременно по нескольким путям, что сокращает общее время доставки, обеспечивает высокую надежность доставки в условиях отказов отдельных элементов сети. Кроме того, режим дейтаграмм позволяет обеспечить более гибкую маршрутизацию пакетов.

Таким образом, коммутация каналов эффективна при низких объемах нагрузки в сети и большой длине сообщений. Память в узлах КК отсутствует, сети с КК имеют постоянные и малые по величине временные задержки, что позволяет организовать диалоговый режим обмена сообщениями в реальном масштабе времени. Поэтому метод КК традиционно реализуется в сетях телефонной связи. В то же время для КК характерна очень низкая степень использования пропускной способности  каналов связи.

Коммутация сообщений обеспечивает высокую степень использования пропускной способности каналов сети, однако из-за очередей на ЦКС среднее время доставки сообщения велико (больше, чем в сетях с КК и КП). Традиционно сети с КС ориентированы на обмен документальной информацией с переприемом и накоплением сообщений на транзитных ЦКС (телеграф ОП, абонентский телеграф и др.).

Коммутация пакетов обеспечивает высокую степень использования каналов сети при минимальном среднем времени доставки сообщений. Данный метод коммутации наиболее эффективен при больших объемах нагрузки в сети и передаче прерывистых коротких сообщений с высокими требованиями к ВВХ передачи. Поэтому метод КП широко применяется для обмена данными в сетях ПД и вычислительных сетях.