Конфигурации локальных сетей и способы коммутации между ними
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
.2 Коммутация сообщений
Коммутация сообщений (рисунок 3.2.1) предполагает хранение передаваемой информации в буферной памяти промежуточных узлов, которые находятся на пути передачи, который прокладывается в каждом узле в соответствии с заданным алгоритмом маршрутизации (маршрутизация определяет эффективность передачи данных и состоит в выборе в каждом узле сети направления передачи данных из множества возможных направлений в соответствии с адресом назначения и с учетом требований, предъявляемых к качеству передачи). Предварительное установление соединения между абонентами не требуется.
Рисунок 3.2.1 - Принцип коммутации сообщений в компьютерных сетях.
Когда абонент А1 собирается передавать сообщение С абоненту А2, ему следует, без предварительного установления соединения, послать сообщение у узлу связи, к которому он подключен. Там сообщение хранится в буфере узла в течение времени, необходимого для анализа заголовка, определения в соответствии с заданным алгоритмом маршрутизации следующего узла и, возможно, ожидания высвобождения канала связи с этим узлом, в случае, если канал занят передачей ранее обработанного сообщения. В итоге, по прохождении всех узлов, сообщение достигнет конечного абонента А2. Отличие данного метода от метода коммутации каналов в том, что направление передачи сообщении (его маршрут в сети) при коммутации сообщений определяется только после поступления сообщения в тот или иной узел сети, а не устанавливается заранее. Также к отличиям следует отнести то, что коммутация сообщений предполагает хранение передаваемых данных в буферной памяти узлов.
Достоинства коммутации сообщений:
предварительное установление соединения не требуется, следовательно, не требуется затрат на эту операцию;
каналы по всему маршруту передачи могут иметь разную пропускную способность, сгладить это различие позволяет буферирование сообщений в узлах сети;
Недостатки:
требуется значительная емкость буферной памяти из-за необходимости хранения передаваемых сообщений в промежуточных узлах; при этом коэффициент использования (загрузки) буферной памяти может оказаться незначительным из-за малого размера отдельных хранимых сообщений;
вероятность значительной задержки сообщений в промежуточных узлах - это может привести к увеличению времени доставки сообщений;
вероятность больших задержек коротких сообщений в связи с монополизацией среды передачи (канала связи) длинными сообщениями на длительный промежуток времени.
.3 Коммутация пакетов
Данный способ передачи данных отличается от коммутации сообщений тем, что каждое сообщение в сети разбивается на блоки фиксированной длины (кроме последнего блока), называемые пакетами (рисунок 3.3.1). Каждый из этих пакетов имеет структуру, аналогичную структуре сообщений, - заголовок, текст и, возможно, концевик.
Рисунок 3.3.1 - Структура пакета.
На рисунке 3.3.1 изображен пакет с данными, имеющий заголовок, текст и концевик. Этот пакет, в свою очередь, разбивается еще на 3 подпакета для более быстрой его передачи (т.к. эти пакеты могут быть посланы разными маршрутами с их последующей сборкой в конечном узле, что увеличивает скорость передачи). Структура подпакетов аналогична структуре самого пакета данных - заголовок, текст, концевик. Длина первого и второго подпакетов имеет фиксированную длину, длина же последнего подпакета равна оставшейся длине сообщения.
Достоинства метода коммутации пакетов:
малое время доставки сообщения в сети - за счет параллельной передачи пакетов по каналам связи;
эффективное использование буферной памяти в узлах, т.к. загрузка буфера более высока за счет того, что размер буфера строго фиксирован и определяется максимально допустимой длиной передаваемых пакетов (от нескольких десятков байт до нескольких килобайт);
отсутствие монополизации канала связи одним сообщением на длительное время за счет того, что большие пакеты данных разбиваются на пакеты меньшего размера, что позволяет передавать их быстрее и не загружать среду передачи на долгое время;
эффективная организация надежной передачи данных - обусловлена тем, что при передаче контролируется каждый передаваемый пакет и, в случае сбоя при его передаче, он, а не все сообщение, предается заново;
задержка пакетов в узлах минимальна, т.к. задержка в общем случае пропорциональна длине блока данных, который имеет, в отличие от коммутации сообщений, фиксированный небольшой размер.
Недостатки коммутации пакетов:
снижение эффективной (реальной) пропускной способности канала связи из-за больших накладных расходов на передачу и анализ заголовков всех пакетов, на которые разбивается сообщение, вследствие чего увеличивается время доставки сообщения в сети;
необходимость сборки сообщения из пакетов в конечном узле увеличивает время доставки сообщения конечному абоненту за счет ожидания прихода всех пакетов сообщения, т.к. для сборки сообщения необходимо наличие всех составляющих пакетов; здесь же возникает проблема определения предельно допустимого времени ожидания пакетов для сборки сообщения в конечном узле - это время должно соответствовать многим требованиям и параметрам передачи, чем и обуславливается трудность при его определении;
3.4 Коммутация ячеек
Коммутацию ячеек можно рассматривать как час