Способы коммутации и передачи данных

Сеть передачи данных обеспечивает связь между абонентами путем установления соединений. Важная характеристика сети передачи данных – время доставки данных, которое зависит от структуры сети передачи данных, узлов связи и пропускной способности линий связи, а также от способа организации каналов связи между абонентами и способа передачи данных по каналам.

В сетях передачи данных с коммутацией пакетов используются два способа передачи данных: дейтаграммный и виртуальный канал.

Дейтаграммный – передача данных как отдельных, не связанных между собой пакетов.акеты передаются как независимые объекты, в результате чего любой пакет может следовать любым из возможных маршрутов и постуать к получателю в любом порядке. Не гарантируется ни очередность, ни надежность доставки данных.

Виртуальный канал – передача данных в виде последовательностей связанных в цепочки пакетов. Основное свойство – сохранения порядка поступления пакетов. Это означает, что отсутствие одного пакета в пункте назначения исключает возможность поступления всех последующих пакетов. Виртуальный канал сохраняет все вышеописанные преимущества коммутируемых пакетов в отношении скорости передачи и мультиплексирования, но добавляет к ним еще одно – сохраняет естественную последовательность данных.

Дейтаграммный способ позволяет передавать данные без предварительной процедуры установления соединения. Виртуальный канал организуется с помощью специальных процедур установления соединения (как в системе телефонной связи), т.е. создается виртуальный канал, который после организации используется для передачи данных между абонентами, обеспечивая связь в двух направлениях. По окончании сеанса связи канал ликвидируется и используемые им ресурсы возвращаются для установления новых виртуальных соединений.

Характеристики способов передачи данных.

 

Способ	дейтаграммный	виртуальный канал
передаваемый объект	отдельные пакеты	цепочки пакетов
порядок передачи	случайный	последовательный
способ защиты от переполнения	выбрасывание пакета	запрет на передачу
надежность доставки	<1 (10-4 – вероятность потери)
управление в узлах	простое	сложное (слежение за №, порядок)
управление в главной и терминальной ЭВМ	сложное (сборка сообщений)	простое

Передача данных через виртуальный канал обходится дороже, чем дейтаграммным способом. Однако виртуальные каналы эффективны при рапределенной обрабртке данных (из-за сохранения последовательности пакетов для упрощения прикладных программ).

Способ передачи данных на онове виртуального канала реализуется в подавляющем большинстве сетей.

Дейтаграммный способ позволяет эффективно реализовать обмен сообщениями между пользователями – электронную почту. При однопакетных сообщениях дейтаграммный способ эффективнее.

Во многих сетях передача данных организуется на основе и виртуального канала, и дейтаграммной связи.

Для организации связи между процессами необходима общесетевая система адресации, устанавливающая именование отправителей и получателей данных, а так же соединений в сети. Функция определения путипередачи данных по адресу получателя, указанному в заголовке пакета, реализуется алгоритмами маршрутизации. Кроме того, в сети передачи данных должен использоваться механизм управления сетью, обеспечивающий на низших уровнях согласование скорости передачи пакетов с пропускной способностью каналов и скоростью приема, а на высшем – согласование нагрузки с пропускной способностью сети.

Система адресации, алгоритмы маршрутизации и управления сетью передачи данных и вычислительной сетью в целом определяют организацию процессов передачи данных и являются частью протоколов информационного канала, сетевого и транспортного уровней.

Адресация и маршрутизация пакетов данных.

Способы адресации в сетях

Передача данных в сетях обеспечивается соответствующими процедурами, основные параметры которых – имена объектов, между которыми производится обмен данными. Такими объектами являются процессы – прикладные и системные. Имена, используемые в отдельной системной сети, называются локальными (логическими). Способ наименования вкладывается в прикладное и базовое ПО систем, а в отдельных случаях – в технические средства, поэтому изменение наименований в работающих системах является задачей трудновыполнимой.

Для сети необходима единая схема присвоения имен объектам, взаимодействующим с помощью общесетевых средств. Общесетевые (глобальные) имена используются в качестве адресов получателей и источников данных; на основе адресов реализуется транспортировка пакетов, выбор их маршрутов. Общесетевая адресация может выполняться с помощью различных схем построения и присвоения имен. Эти схемы базируются на следующих способах адресации: иерархическом кодировании, распределении адресов и отображении адресов.

Иерархическое кодирование – способ построения имен (адресов) объектов путем присоединения к локальным именам имен систем, которым принадлежит объект. Имя, порождаемое путем иерархического кодирования, имеет следующий вид:

A.B. … Q.R,

где A – имя системы,

B – имя подсистемы в системе,

R – имя объекта в подсистеме Q, входящей в ранее указанную

подсистему (как адреса, междугородные телефоны).

Распределение адресов – состоит в присвоении постоянных имен (адресов) лишь отдельным процессам, которым выдают разрешение на доступ к системе, выделяя для доступа временные адреса.

Например, системе А выделяются адреса 0001-0999, системе В – 1000-1099; для доступа к системам выделяются постоянные адреса: А – 0001, В – 1000. Когда в А??? процесс Х, ему присваивается общесетевой адрес (0750). Процесс из системы А обращается к процессу с локальным именем Y (системы В) по адресу 1000. Система В выделяет процессу Y неиспользуемый адрес (1021). Взаимодействие между процессами с локальными именами Х и Y протекает на основе общесистемных адресов 0750 и 1021. По окончании взаимодействия эти адреса освобождаются и в дальнейшем присваиваются другим активным процессам.

Отображение адресов – присвоение любому объекту общесетевого адреса. Адреса преобразуются (отображаются) любой системой в локальные адреса.

Эффективность способа связана в первую очередь с затратами средств и времени на обработку адресов – преобразование логических имен в физические адреса систем и общесетевых адресов в локальные имена. Иерархическое кодирование упрощает преобразование адресов, так как сетевые и локальные имена представляются в явной форме, однако приводит к многообразию форматов имен, что затрудняет представление имен в протоколах доступа к сети.

Способ распределения адресов хорошо согласуется с логикой построения систем. Но, поскольку адреса динамически изменяются, возникают проблемы защиты от ошибок при случайном освобождении адреса.

Способ отображения упрощает протоколы, поскольку адреса однозначно связаны с представляемыми ими объектами, но приводит к использованию больших таблиц адресов.

Используются разнообразные способы в зависимости от конкретных принципов построения, состава адресуемых объектов, их распределения по системам.