Способы коммутации в сетях связи. Коммутация каналов, сообщений и пакетов. Датаграммы, страница 2

Коммутация пакетов.

Способ коммутации пакетов по сути совпадает со способом КС и отличается лишь тем, что сообщения передаются не целиком, а разбиваются на относительно короткие части – пакеты. Различают два режима передачи пакетов: виртуальных (условных) соединений и датаграммный.

Виртуальное соединение. В сущности, это коммутация каналов, но не напрямую, а через память управляющих компьютеров в узлах коммутации. В виртуальной сети, прежде чем начать передачу пакетов, абоненту-получателю направляется служебный пакет по управляющим каналам связи, прокладывающий виртуальное соединение. В каждом УК этот пакет оставляет распоряжение вида: пакеты к-го виртуального соединения, пришедшие из i-го канала, следует направлять в j-ый канал. Таким образом, виртуальные соединения существуют только в памяти управляющих компьютеров. Дойдя до абонента-получателя, служебный пакет запрашивает у него разрешение на передачу, сообщив, какой объем памяти понадобится для приема. Если терминал получателя располагает такой памятью и свободен, то посылается согласие абоненту-отправителю, также в виде специального служебного пакета. Полу, терминал отправителя приступает к передаче сообщения обычными пакетами. Пакеты беспрепятственно проходят друг за другом по предварительно виртуально выбранному пути и в том же порядке попадают получателю, где, освободившись от заголовков и концевиков, образуют переданное сообщение. Виртуальное соединение остается до тех пор, пока отправленный одним из абонентов (отправителем или получателем), специальный служебный пакет не сотрет инструкцию по соединениям в узлах коммутации. Процедура образования пакетов из сообщения и обратная процедура формирования сообщения из принятых пакетов могут осуществляться либо терминалами отправителя (ТО) и получателя (ТП), либо в узлах коммутации, с которыми непосредственно связаны ТО и ТП.

Режим виртуальных соединений эффективен при передаче больших массивов информации в цифровой форме и обладает всеми преимуществами способов КК и КС.

Датаграммы.

Для коротких сообщений более эффективен датаграммный режим, не требующий довольно громоздкой процедуры установления виртуального соединения между абонентами. Термин «датаграмма» применяется для обозначения самостоятельного пакета, имеющего заголовок, и движущегося по сети независимо от других пакетов. Получив датаграмму, УК направляет её в сторону смежного УК, максимально приближенного к адресату. Когда смежный УК подтверждает получение пакета, данный УК стирает его в памяти. Если подтверждение не получено, данный УК отправляет пакет в другой смежный УК и т.д. до тех пор, пока пакет не будет принят адресатом.

Все УК, окружающие данный, распределяются по рангам по близости к адресату. Эта близость может определяться либо по расстоянию в среде передачи пакета, либо по наименьшему числу участков коммутации, либо по их комбинации.

Первый ранг получает ближайший к адресату УК, второй - ближайший из остальных и т.д. пакет посылается сначала в УК первого ранга, при неудаче (все каналы в этом направлении заняты или неисправны) – в УК второго ранга, при повторной неудаче – в УК третьего ранга и т.д.

Таким образом, в режиме датаграммы пакеты коммутируются по определенному алгоритму маршрутизации, где перспективность УК для передачи датаграммы оценивается с помощью конкретного решающего правила (протокола).

Однако, существуют вероятностные алгоритмы, где УК выбирается случайно. Очевидно, что при такой          маршрутизации каждая датаграмма будет идти по случайной траектории. Но можно добиться того, что какая-то датаграмма задержится более наперед заданного числа секунд, была достаточно малой.

Для определения времени доведения сообщения из ц пакетов можно использовать полученное ранее выражение (4), позволяющее определить время передачи первого пакета и учесть длительность передачи остальных (ц-1).

Таким образом,

После преобразования этого выражения, получим:

Как и при коммутации сообщений участки маршрута занимаются лишь на время передачи пакета и коэффициент их использования равен

Где - длина заголовка в битах;

- объем одного пакета в битах.

При режиме датаграммы очередность прихода пакетов получателю может нарушаться из-за различия путей их прохождения по сети. Поэтому заголовок каждого пакета должен содержать указатель последовательности (нумерацию) пакетов, по которым восстанавливается целостность сообщения.

Таким образом, датаграммный режим КП позволяет уменьшить объем память запоминающих устройств в узлах коммутации по сравнению со способом коммутации сообщений и почти не уступает по эффективности использования каналов последнему способу.