Коммутация каналов, сообщений и пакетов

Сеть передачи данных является основой глобальных и региональных компьютерных се­тей и, как уже отмечалось, представляет собой совокупность каналов передачи данных и уз­лов коммутации. Исторически сложилось, что системы передачи данных первых компьютер­ных сетей, как и систем телеобработки, создавались на базе аналоговых телефонных сетей. К настоящему времени для сетей данного типа разработан достаточно большой объем про­граммного и аппаратного обеспечения, имеются стандартные протоколы управления переда­чей данных, что определяет их широкое использование в современных компьютерных сетях. Основным недостатком сетей данного типа является относительно низкая скорость передачи информации, для достижения более высоких скоростей передачи данных на большие рас­стояния в настоящее время находят применение цифровые сети передачи данных и спутни­ковые системы связи. В такой же последовательности и целесообразно рассматривать вопро­сы организации передачи данных в компьютерных сетях.

Сеть передачи данных является сложной системой, на которую возлагается выполнение достаточно большого числа задач, связанных с надежностью, помехозащищенностью пере­дачи данных и долговечностью ее работы. Эти функции возлагаются на специальную службу управления сетью передачи данных, которая осуществляет контроль работы и управление се­тью. Контроль работы сети передачи данных включает: определение состояния аппаратных средств сети; контроль абонентских систем и их подключение к сети передачи данных; про­ведение статистики и учета состояния функциональных элементов сети и т.п. Управление се­тью включает локализацию неисправностей, изменение конфигурации сети, распределение сетевых ресурсов, маршрутизацию и управление информационными потоками. Управление сетью передачи данных может быть централизованное и осуществляться одной компьютер­ной системой, либо децентрализованное — несколькими компьютерными системами.

Одной из определяющих характеристик сети передачи данных является способ комму­тации данных, в зависимости от которого различают сети передачи данных с коммутацией каналов, коммутацией сообщений, коммутации пакетов и интегральные сети передачи дан­ных.

Наиболее простой и естественный способ передачи данных между двумя абонентскими системами, называемый коммутацией каналов, базируется на реализации физического со­единения между ними. По своей сути сети коммутации каналов подобны телефонным сетям коллективного пользования, на базе которых они, как правило, и реализуются. Физическое соединение между абонентами компьютерной сети создается, как правило, только на время сеанса передачи информации путем образования составного канала из последовательно со­единенных каналов. При этом связь между отправителем и получателем устанавливается пу­тем посылки отправителем соответствующего сообщения, которое передается по сети пере­дачи данных от одного узла коммутации канала к другому и управляет коммутацией каналов связи, как бы прокладывая путь от отправителя к получателю. После образования физическо­го соединения из пункта назначения отправителю передается ответное сообщение, подтвер­ждающее наличие требуемого соединения. Затем осуществляется передача информации, ра­ди которой был создан канал передачи данных. На время сеанса обмена информацией со­ставной канал полностью оказывается недоступным для других абонентов. После заверше­ния передачи отправитель информации вырабатывает соответствующее управляющее сооб­щение, которое передается по составному каналу, управляя его разъединением, а, достигнув адресата, информирует его об окончании сеанса обмена информацией.

Рис. 6.1 а иллюстрирует процедуру передачи и временные задержки в сетях коммутации каналов на базе телефонных сетей коллективного пользования. Общее время сеанса склады­вается из времени коммутации, времени передачи и времени завершения сеанса связи. Сле­дует обратить внимание, что процесс коммутации может оказывать существенное влияние на