Какие свойства характерны для динамической коммутации

Курс лекций по информационным технологиям Интернет-Университета Информационных Технологий

4 чел. помогло.

Виртуальные каналы в сетях с коммутацией пакетов

Механизм виртуальных каналов (virtual circuit или virtual channel) создает в сети устойчивые пути следования трафика через сеть с коммутацией пакетов. Этот механизм учитывает существование в сети потоков данных.

Если целью является прокладка для всех пакетов потока единого пути через сеть, то необходимым (но не всегда единственным) признаком такого потока должно быть наличие для всех его пакетов общих точек входа и выхода из сети. Именно для передачи таких потоков в сети создаются виртуальные каналы. На рисунке 7.5 показан фрагмент сети, в которой проложены два виртуальных канала. Первый проходит от конечного узла с адресом N1, А1 до конечного узла с адресом N2, А2 через промежуточные коммутаторы сети R1, R3 и R4. Второй обеспечивает продвижение данных по пути N3, A3 – R5 – R7 – R4 – N2, А2. Между двумя конечными узлами может быть проложено несколько виртуальных каналов, как полностью совпадающих в отношении пути следования через транзитные узлы, так и отличающихся.

Рис. 7.5. Принцип работы виртуального канала.

Сеть только обеспечивает возможность передачи трафика вдоль виртуального канала, а какие именно потоки будут передаваться по этим каналам, решают сами конечные узлы. Узел может использовать один и тот же виртуальный канал для передачи всех потоков, которые имеют общие с данным виртуальным каналом конечные точки, или же только части из них. Например, для потока реального времени можно использовать один виртуальный канал, а для трафика электронной почты – другой. В последнем случае разные виртуальные каналы будут предъявлять разные требования к качеству обслуживания, и удовлетворить их будет проще, чем в том случае, когда по одному виртуальному каналу передается трафик с разными требованиями к параметрам QoS.

Важной особенностью сетей с виртуальными каналами является использование локальных адресов пакетов при принятии решения о передаче. Вместо достаточно длинного адреса узла назначения (его длина должна позволять уникально идентифицировать все узлы и подсети в сети, например технология ATM оперирует адресами длиной в 20 байт) применяется локальная, то есть меняющаяся от узла к узлу, метка, которой помечаются все пакеты, перемещаемые по определенному виртуальному каналу. Эта метка в различных технологиях называется по-разному: в технологии Х.25 – номер логического канала (Logical Channel number, LCN), в технологии frame relay – идентификатор соединения уровня канала данных (Data Link Connection Identifier, DLCI), в технологии ATM – идентификатор виртуального канала (Virual Channel Identifier, VCI). Однако назначение ее везде одинаково – промежуточный узел, называемый в этих технологиях коммутатором, читает значение метки из заголовка пришедшего пакета и просматривает свою таблицу коммутации, в которой указывается, на какой выходной порт нужно передать пакет. Таблица коммутации содержит записи только о проходящих через данный коммутатор виртуальных каналах, а не обо всех имеющихся в сети узлах (или подсетях, если применяется иерархический способ адресации). Обычно в крупной сети количество проложенных через узел виртуальных каналов существенно меньше количества узлов и подсетей, поэтому по размерам таблица коммутации намного меньше таблицы маршрутизации, а, следовательно, просмотр занимает гораздо меньше времени и не требует от коммутатора большой вычислительной мощности.

Идентификатор виртуального канала (именно такое название метки будет использоваться далее) также намного короче адреса конечного узла (по той же причине), поэтому и избыточность заголовка пакета, который теперь не содержит длинного адреса, а переносит по сети только идентификатор, существенно меньше.

1. Какие свойства характерны для статической коммутации?

пара пользователей может заказать соединение на длительный период времени
в общем случае любой пользователь сети может по своей инициативе соединиться с любым другим пользователем сети
соединение устанавливается не пользователями, а персоналом, обслуживающим сеть
период соединения между парой пользователей составляет от нескольких секунд до нескольких часов и завершается при выполнении определенной работы – передачи файла, просмотра страницы текста или изображения и т. п.

^ 2. Определите на сколько увеличится время передачи данных в сети с коммутацией пакетов

по сравнению с сетью коммутации каналов, если известно:

• общий объем передаваемых данных – 200 Кбайт;

• суммарная длина канала 5000 км, (скорость передачи;

• сигнала примите равной 0.66 скорости света);

• пропускная способность канала 2 Мбит/с;

• размер пакета без учета заголовка составляет 4 Кбайт;

• заголовок – 40 байт;

• межпакетный интервал – 1 мс;

• количество промежуточных коммутаторов – 10;

• время коммутации – 20мс.

примерно на 640 мс
примерно на 490 мс
примерно на 360 мс
примерно на 420 мс

^ 3. Какие из перечисленных концепций характерны для сетевой технологии Ethernet?

коммутация пакетов
произвольная топология
иерархическая числовая адресация
разделяемая передающая среда

^ 4. Какие из перечисленных свойств характерны для сетей с дейтаграммным продвижением

устойчивые пути следования трафика
учет существования в сети потоков
независимая маршрутизация каждого пакета
выбор следующего узла осуществляется только на основании адреса назначения

Вариант 2

^ 1. Какие свойства характерны для динамической коммутации?

время, на которое устанавливается коммутация, составляет обычно несколько месяцев
разрешается устанавливать соединение по инициативе пользователя сети
режим динамической коммутации в сетях с коммутацией каналов часто называют сервисом выделенных или арендуемых каналов
коммутация выполняется только на время сеанса связи, а затем (по инициативе одного пользователя) разрывается

^ 2. Определите, на сколько увеличится время передачи данных в сети с коммутацией пакетов,

по сравнению с сетью коммутации каналов, если известно:

• общий объем передаваемых данных – 200 Кбайт;

• суммарная длина канала 5000 км, (скорость передачи сигнала примите равной 0,66

скорости света);

• пропускная способность канала 2Мбит/с;

• размер пакета без учета заголовка составляет 5 Кбайта;

• заголовок – 1 %;

• межпакетный интервал – 1 мс;

• количество промежуточных коммутаторов – 4;

• время коммутации – 10мс.

примерно на 170 мс
примерно на 240 мс
примерно на 350 мс
примерно на 420 мс

^ 3. Какие из перечисленных концепций характерны для сетевой технологии Ethernet?

коммутация каналов
топология «общая шина»
иерархическая адресация
разделяемая передающая среда

^ 4. Какие из перечисленных свойств характерны для сетей с виртуальными каналами?

коммутация пакетов
использование меток
независимая маршрутизация каждого пакета
уменьшение накладных расходов на передачу в пакете служебной информации

Вариант 3

^ 1. Переведите на русский язык следующие термины (в том же порядке, как они перечислены

в вопросе): permanent, dedicated, leased

арендуемый, постоянный, выделенный
выделенный, постоянный, арендуемый
постоянный, выделенный, арендуемый
постоянный, арендуемый, выделенный

^ 2. Определите, на сколько увеличится время передачи данных в сети с коммутацией пакетов

по сравнению с сетью коммутации каналов, если известно:

• общий объем передаваемых данных – 200 Кбайт;

• суммарная длина канала 5000 км, (скорость передачи сигнала примите равной 0,66

скорости света);

• пропускная способность канала 2 Мбит/с;

• размер пакета без учета заголовка – 4 Кбайт;

• заголовок – 40 байт;

• межпакетный интервал – 1 мс;

• количество промежуточных коммутаторов – 10;

• время коммутации – 20мс.

примерно на 640 мс
примерно на 360 мс

примерно на 490 мс
примерно на 420 мс

^ 3. Какие из перечисленных концепций характерны для сетевой технологии Ethernet?

Особенности характерные для сетей с коммутацией каналов. Общие свойства сетей с коммутацией каналов. II.70-е годы. Появление сети передачи данных

Сети с коммутацией каналов обладают несколькими важными общими свойствами независимо от того, какой тип мультиплексирования в них используется.

Сети с динамической коммутацией требуют предварительной процедуры установления соединения между абонентами. Для этого в сеть передается адрес вызываемого абонента, который проходит через коммутаторы и настраивает их на последующую передачу данных. Запрос на установление соединения маршрутизируется от одного коммутатора к другому и в конце концов достигает вызываемого абонента. Сеть может отказать в установлении соединения, если емкость требуемого выходного канала уже исчерпана. Для FDM–коммутатора емкость выходного канала равна количеству частотных полос этого канала, а для TDM–коммутатора – количеству тайм–слотов, на которые делится цикл работы канала. Сеть отказывает в соединении также в том случае, если запрашиваемый абонент уже установил соединение с кем–нибудь другим. В первом случае говорят, что занят коммутатор, а во втором – абонент. Возможность отказа в соединении является недостатком метода коммутации каналов.

Если соединение может быть установлено, то ему выделяется фиксированная полоса частот в FDM–сетях или же фиксированная пропускная способность в TDM–сетях. Эти величины остаются неизменными в течение всего периода соединения. Гарантированная пропускная способность сети после установления соединения является важным свойством, необходимым для таких приложений, как передача голоса, изображения или управления объектами в реальном масштабе времени. Однако динамически изменять пропускную способность канала по требованию абонента сети с коммутацией каналов не могут, что делает их неэффективными в условиях пульсирующего трафика.

Недостатком сетей с коммутацией каналов является невозможность применения пользовательской аппаратуры, работающей с разной скоростью. Отдельные части составного канала работают с одинаковой скоростью, так как сети с коммутацией каналов не буферизуют данные пользователей.

Сети с коммутацией каналов хорошо приспособлены для коммутации потоков данных постоянной скорости, когда единицей коммутации является не отдельный байт или пакет данных, а долговременный синхронный поток данных между двумя абонентами. Для таких потоков сети с коммутацией каналов добавляют минимум служебной информации для маршрутизации данных через сеть, используя временную позицию каждого бита потока в качестве его адреса назначения в коммутаторах сети.

Коммутация пакетов

Коммутация пакетов – это техника коммутации абонентов, которая была специально разработана для эффективной передачи компьютерного трафика. Эксперименты по созданию первых компьютерных сетей на основе техники коммутации каналов показали, что этот вид коммутации не позволяет достичь высокой общей пропускной способности сети. Суть проблемы заключается в пульсирующем характере трафика, который генерируют типичные сетевые приложения. Например, при обращении к удаленному файловому серверу пользователь сначала просматривает содержимое каталога этого сервера, что порождает передачу небольшого объема данных. Затем он открывает требуемый файл в текстовом редакторе, и эта операция может создать достаточно интенсивный обмен данными, особенно если файл содержит объемные графические включения. После отображения нескольких страниц файла пользователь некоторое время работает с ними локально, что вообще не требует передачи данных по сети, а затем возвращает модифицированные копии страниц на сервер – и это снова порождает интенсивную передачу данных по сети.

Коэффициент пульсации трафика отдельного пользователя сети, равный отношению средней интенсивности обмена данными к максимально возможной, может составлять 1:50 или 1:100. Если для описанной сессии организовать коммутацию канала между компьютером пользователя и сервером, то большую часть времени канал будет простаивать. В то же время коммутационные возможности сети будут использоваться – часть тайм–слотов или частотных полос коммутаторов будет занята и недоступна другим пользователям сети.

При коммутации пакетов все передаваемые пользователем сети сообщения разбиваются в исходном узле на сравнительно небольшие части, называемые пакетами. Напомним, что сообщением называется логически завершенная порция данных – запрос на передачу файла, ответ на этот запрос, содержащий весь файл, и т. п. Сообщения могут иметь произвольную длину, от нескольких байт до многих мегабайт. Напротив, пакеты обычно тоже могут иметь переменную длину, но в узких пределах, например от 46 до 1500 байт. Каждый пакет снабжается заголовком, в котором указывается адресная информация, необходимая для доставки пакета узлу назначения, а также номер пакета, который будет использоваться узлом назначения для сборки сообщения (рисунок 1.39). Пакеты транспортируются в сети как независимые информационные блоки. Коммутаторы сети принимают пакеты от конечных узлов и на основании адресной информации передают их друг другу, а в конечном итоге – узлу назначения.

Коммутаторы пакетной сети отличаются от коммутаторов каналов тем, что они имеют внутреннюю буферную память для временного хранения пакетов, если выходной порт коммутатора в момент принятия пакета занят передачей другого пакета (рисунок 1.40). В этом случае пакет находится некоторое время в очереди пакетов в буферной памяти выходного порта, а когда до него дойдет очередь, то он передается следующему коммутатору. Такая схема передачи данных позволяет сглаживать пульсации трафика на магистральных связях между коммутаторами и тем самым использовать их наиболее эффективным образом для повышения пропускной способности сети в целом.

Рисунок 1.40

Действительно, для пары абонентов наиболее эффективным было бы предоставление им в единоличное пользование скоммутированного канала связи, как это делается в сетях с коммутацией каналов. При этом способе время взаимодействия этой пары абонентов было бы минимальным, так как данные без задержек передавались бы от одного абонента другому. Простои канала во время пауз передачи абонентов не интересуют, для них важно быстрее решить свою собственную задачу. Сеть с коммутацией пакетов замедляет процесс взаимодействия конкретной пары абонентов, так как их пакеты могут ожидать в коммутаторах, пока по магистральным связям передаются другие пакеты, пришедшие в коммутатор ранее.

Тем не менее общий объем передаваемых сетью компьютерных данных в единицу времени при технике коммутации пакетов будет выше, чем при технике коммутации каналов. Это происходит потому, что пульсации отдельных абонентов в соответствии с законом больших чисел распределяются во времени. Поэтому коммутаторы постоянно и достаточно равномерно загружены работой, если число обслуживаемых ими абонентов действительно велико. На рисунке 2.40 показано, что трафик, поступающий от конечных узлов на коммутаторы, очень неравномерно распределен во времени. Однако коммутаторы более высокого уровня иерархии, которые обслуживают соединения между коммутаторами нижнего уровня, загружены более равномерно, и поток пакетов в магистральных каналах, соединяющих коммутаторы верхнего уровня, имеет почти максимальный коэффициент использования.

Более высокая эффективность сетей с коммутацией пакетов по сравнению с сетями с коммутацией каналов (при равной пропускной способности каналов связи) была доказана в 60–е годы как экспериментально, так и с помощью имитационного моделирования. Здесь уместна аналогия с мультипрограммными операционными системами. Каждая отдельная программа в такой системе выполняется дольше, чем в однопрограммной системе, когда программе выделяется все процессорное время, пока она не завершит свое выполнение. Однако общее число программ, выполняемых за единицу времени, в мультипрограммной системе больше, чем в однопрограммной.

Все существующие в настоящее время телекоммуникационные сети для обеспечения требуемых функций могут использовать две разновидности связи — коммутация каналов и (или) пакетов. Что это такое и чем они отличаются друг от друга?

Начнем, пожалуй, с того, как работают сети с коммутацией каналов. Они появились ранее своих аналогов с коммутируемыми пакетами, поэтому, что неудивительно, более просты в реализации. Яркий пример сети, в которой используется коммутация каналов — это телефонная линия связи. Очевидно, что для того, чтобы два абонента могли начать общение, необходимо установить между ними связь. Абонент-инициатор набирает номер, который, фактически, является командой оборудованию находящейся между ними, должным образом соединить две линии — от инициатора и от ответчика (берем пример, когда абоненты обслуживаются одной станцией). Ранее для этого применялись механические щупы на простейших затем, с появлением цифровых решений, реализация изменилась, хотя принцип остался тем же. Коммутация каналов предоставляет абонентам независимую линию, которая остается закрепленной за ними до окончания сеанса связи. Преимущества очевидны: высокая надежность, отсутствие необходимости передачи контрольных пакетов. Однако данный способ соединения с увеличением количества абонентов становится слишком расточительным, так как количество каналов физически ограничено. Даже попытка решить эту проблему применением уплотнений является лишь временной мерой, определенным промежуточным решением. Кроме этого, коммутация каналов обладает одним существенным недостатком — линия связи занята все время, даже если обмена информацией между абонентами нет. К примеру, при телефонном разговоре можно положить трубку рядом с аппаратом и уйти по своим делам — канал останется зарезервированным за ними, пока не поступит сигнал разорвать связь.

Именно поэтому впоследствии на смену коммутированию каналов пришел способ коммутации пакетов. Принцип его работы предполагает кодировку и разбиение передаваемого потока данных на ряд отдельных пакетов, которые по общей линии связи передаются получателю и там объединяются в исходный поток. Чтобы понять различия указанных двух способов, можно воспользоваться аналогией с транспортной линией: при коммутации каналов линия представлена железнодорожной колеей, а поток данных — это состав из множества вагонов. Вполне понятно, что на пути следования задержки встречаются крайне редко, а надежность одна из самых высоких. В то же время, по этой колее одновременно не могут двигаться несколько составов. А вот линий с коммутацией пакетов — это скоростная автотрасса с многополосным движением. Перевозимый груз (передаваемые пакеты) разделяется на несколько машин которые, лавируя в потоке других видов транспорта, достигают места назначения, где происходит сборка изначальной конструкции. В данном примере дорога — это канал связи, а машины представляют собой пакеты данных. Они спокойно сосуществуют на одной дороге, почти не мешая перемещениям друг друга. Исключения — заторы, светофоры и внештатные ситуации (это задержки). Даже если какая-либо машина не прибыла к получателю, ее копия по запросу может быть отправлена повторно. Суммарный объем передаваемой за единицу времени информации при пакетной коммутации существенно выше, чем в случае с каналами.

В целом, коммутация это переключение чего-либо, смена состояний. В сетевой технике она формирует маршрут для прохождения данных. Особенность заключается в способе его организации. Коммутацию не стоит не путать с маршрутизацией, задачей которой является поиск оптимального пути следования.

9. МЕТОДЫ КОММУТАЦИИ

9.1. Коммутация каналов

Коммутация каналов подразумевает образование непрерывного составного физического канала из последовательно соединенных отдельных канальных участков для прямой передачи данных между узлами. Отдельные каналы соединяются между собой специальной аппаратурой — коммутаторами, которые могут устанавливать связи между любыми конечными узлами сети. В сети с коммутацией каналов перед передачей данных всегда необходимо выполнить процедуру установления соединения, в процессе которой и создается составной канал.

Коммутаторы, а также соединяющие их каналы должны обеспечивать одновременную передачу данных нескольких абонентских каналов. Для этого они должны быть высокоскоростными и поддерживать какую-либо технику мультиплексирования абонентских каналов.

В настоящее время для мультиплексирования абонентских каналов используются две техники:

частотного мультиплексирования (Frequency Division Multiplexing, FDM);
мультиплексирования с разделением времени (Time Division Multiplexing , Т D М).

Техника частотного мультиплексирования каналов (FDM ) была разработана для телефонных сетей, но применяется она и для других видов сетей, например сетей кабельного телевидения.

Рассмотрим особенности этого вида мультиплексирования на примере телефонной сети.

Речевые сигналы имеют спектр шириной примерно в 10 000 Гц, однако основные гармоники укладываются в диапазон от 300 до 3400 Гц. Поэтому для качественной передачи речи достаточно образовать между двумя собеседниками канал с полосой пропускания в 3100 Гц, который и используется в телефонных сетях для соединения двух абонентов. В то же время полоса пропускания кабельных систем с промежуточными усилителями, соединяющих телефонные коммутаторы между собой, обычно составляет сотни килогерц, а иногда и сотни мегагерц. Однако непосредственно передавать сигналы нескольких абонентских каналов по широкополосному каналу невозможно, так как все они работают в одном и том же диапазоне частот и сигналы разных абонентов смешаются между собой так, что разделить их будет невозможно.

Для разделения абонентских каналов характерна техника модуляции высокочастотного несущего синусоидального сигнала низкочастотным речевым сигналом (рис. 37). Эта техника подобна технике аналоговой модуляции при передаче дискретных сигналов модемами, только вместо дискретного исходного сигнала используются непрерывные сигналы, порождаемые звуковыми колебаниями. В результате спектр модулированного сигнала переносится в другой диапазон, который симметрично располагается относительно несущей частоты и имеет ширину приблизительно совпадающую с шириной модулирующего сигнала.

Если сигналы каждого абонентского канала перенести в свой собственный диапазон частот, то в одном широкополосном канале можно одновременно передавать сигналы нескольких абонентских каналов.

На входы FDM-коммутатора поступают исходные сигналы от абонентов телефонной сети. Коммутатор выполняет перенос частоты каждого канала в свой диапазон частот. Обычно высокочастотный диапазон делится на полосы, которые отводятся для передачи данных абонентских каналов (рис. 38). Чтобы низкочастотные составляющие сигналов разных каналов не смешивались между собой, полосы делают шириной в 4 кГц, а не в 3,1 кГц, оставляя между ними страховой промежуток в 900 Гц. В канале между двумя FDM-коммутаторами одновременно передаются сигналы всех абонентских каналов, но каждый из них занимает свою полосу частот. Такой канал называют уплотненным .

Рис.37. Модуляция речевым сигналом

Рис. 38. Коммутация на основе частотного уплотнения

Выходной FDM-коммутатор выделяет модулированные сигналы каждой несущей частоты и передает их на соответствующий выходной канал, к которому непосредственно подключен абонентский телефон.

В сетях на основе FDM-коммутации принято несколько уровней иерархии уплотненных каналов. Первый уровень уплотнения образуют 12 абонентских каналов, которые составляют базовую группу каналов, занимающую полосу частот шириной в 48 кГц с гр аницами от 60 до 108 кГц. Второй уровень уплотнения образуют 5 базовых групп, которые составляют супергруппу , с полосой частот шириной в 240 кГц и границами от 312 до 552 кГц. Супергруппа передает данные 60 абонентских каналов тональной частоты. Десять супергрупп образуют главную группу , которая используется для связи между коммутаторами на больших расстояниях. Главная группа передает данные 600 абонентов одновременно и требует от канала связи полосу пропускания шириной не менее 2520 кГц с гр аницами от 564 до 3084 кГц.

Коммутаторы FDM могут выполнять как динамическую, так и постоянную коммутацию. При динамической коммутации один абонент инициирует соединение с другим абонентом, посылая в сеть номер вызываемого абонента. Коммутатор динамически выделяет данному абоненту одну из свободных полос своего уплотненного канала. При постоянной коммутации за абонентом полоса в 4 кГц закрепляется на длительный срок путем настройки коммутатора по отдельному входу, недоступному пользователям.

Принцип коммутации на основе разделения частот остается неизменным и в сетях другого вида, меняются только границы полос, выделяемых отдельному абонентскому каналу, а также количество низкоскоростных каналов в уплотненном высокоскоростном.

Коммутация на основе техники разделения частот разрабатывалась в расчете на передачу непрерывных сигналов. При переходе к цифровой форме представления голоса была разработана новая техника мультиплексирования, ориентирующаяся на дискретный характер передаваемых данных.

Эта техника носит название мультиплексирования с разделением времени (Time Division Multiplexing , TDM ) . Реже используется и другое ее название — синхронный режим передачи (Synchronous Transfer Mode , STM ) (рис. 39).

Аппаратура TDM-сетей — мультиплексоры, коммутаторы, демультиплексоры — работает в режиме разделения времени, поочередно обслуживая в течение цикла своей работы все абонентские каналы. Цикл работы оборудования TDM равен 125 мкс, что соответствует периоду следования замеров голоса в цифровом абонентском канале. Это значит, что мультиплексор или коммутатор успевает вовремя обслужить любой абонентский канал и передать его очередной замер далее по сети. Каждому соединению выделяется один квант времени цикла работы аппаратуры, называемый также тайм-слотом . Длительность тайм-слота зависит от числа абонентских каналов, обслуживаемых мультиплексором TDM или коммутатором.

Мультиплексор принимает информацию по N входным каналам от конечных абонентов, каждый из которых передает данные по абонентскому каналу со скоростью64 Кбит/с — 1 байт каждые 125 мкс. В каждом цикле мультиплексор выполняет следующие действия:

прием от каждого канала очередного байта данных;
составление из принятых байтов кадра, называемого также обоймой;
передача уплотненного кадра на выходной канал с битовой скоростью, равной N×64 Кбит/с .

Рис. 39. Коммутация на основе разделения канала во времени

Порядок байт в обойме соответствует номеру входного канала, от которого этот байт получен. Количество обслуживаемых мультиплексором абонентских каналов зависит от его быстродействия. Например, мультиплексор Т1 , представляющий собой первый промышленный мультиплексор, работавший по технологии TDM, поддерживает 24 входных абонентских канала, создавая на выходе обоймы стандарта Т1, передаваемые с битовой скоростью 1,544 Мбит/с.

Демультиплексор выполняет обратную задачу — он разбирает байты уплотненного кадра и распределяет их по своим нескольким выходным каналам, при этом он считает, что порядковый номер байта в обойме соответствует номеру выходного канала.

Коммутатор принимает уплотненный кадр по скоростному каналу от мультиплексора и записывает каждый байт из него в отдельную ячейку своей буферной памяти, причем в том порядке, в котором эти байты были упакованы в уплотненный кадр. Для выполнения операции коммутации байты извлекаются из буферной памяти не в порядке поступления, а в таком порядке, который соответствует поддерживаемым в сети соединениям абонентов. Так, например, если первый абонент левой части сети рис. 39 должен соединиться со вторым абонентом в правой части сети, то байт, записанный в первую ячейку буферной памяти, будет извлекаться из нее вторым. «Перемешивая» нужным образом байты в обойме, коммутатор обеспечивает соединение конечных абонентов в сети.

Однажды выделенный номер тайм-слота остается в распоряжении соединения «входной канал — выходной слот» в течение всего времени существования этого соединения, даже если передаваемый трафик является пульсирующим и не всегда требует захваченного количества тайм-слотов . Это означает, что соединение в сети TDM всегда обладает известной и фиксированной пропускной способностью, кратной 64 Кбит/с .

Сети TDM могут поддерживать либо режим динамической коммутации, либо режим постоянной коммутации, а иногда и оба эти режима. Так, например, основным режимом цифровых телефонных сетей, работающих на основе технологии TDM, является динамическая коммутация, но они поддерживают также и постоянную коммутацию, предоставляя своим абонентам службу выделенных каналов.

Сегодня практически все данные — голос, изображение, компьютерные данные — передаются в цифровой форме. Поэтому выделенные каналы TDM-технологии, которые обеспечивают нижний уровень для передачи цифровых данных, являются универсальными каналами для построения сетей любого типа: телефонных, телевизионных и компьютерных.

Сети с динамической коммутацией требуют предварительной процедуры установления соединения между абонентами. Для этого в сеть передается адрес вызываемого абонента, который проходит через коммутаторы и настраивает их на последующую передачу данных. Запрос на установление соединения маршрутизируется от одного коммутатора к другому и в конце концов достигает вызываемого абонента. Сеть может отказать в установлении соединения, если емкость требуемого выходного канала уже исчерпана. Для FDM-коммутатора емкость выходного канала равна количеству частотных полос этого канала, а для TDM-коммутатора — количеству тайм-слотов , на которые делится цикл работы канала. Сеть отказывает в соединении также в том случае, если запрашиваемый абонент уже установил соединение с кем-нибудь другим. В первом случае говорят, что занят коммутатор, а во втором — абонент. Возможность отказа в соединении является недостатком метода коммутации каналов.

Если соединение может быть установлено, то ему выделяется фиксированная полоса частот в FDM-сетях или же фиксированная пропускная способность в TDM-сетях. Эти величины остаются неизменными в течение всего периода соединения. Гарантированная пропускная способность сети является важным свойством, необходимым для таких приложений, как передача голоса, изображения или управления объектами в реальном масштабе времени. Однако динамически изменять пропускную способность канала по требованию абонента сети с коммутацией каналов не могут, что делает их неэффективными в условиях пульсирующего трафика.

Другим недостатком сетей с коммутацией каналов является невозможность применения пользовательской аппаратуры, работающей с разной скоростью. Отдельные части составного канала работают с одинаковой скоростью, так как сети с коммутацией каналов не буферизуют данные пользователей. Сети с коммутацией каналов хорошо приспособлены для коммутации потоков данных постоянной скорости, когда единицей коммутации является не отдельный байт или пакет данных, а долговременный синхронный поток данных между двумя абонентами. Для таких потоков сети добавляют минимум служебной информации для маршрутизации данных через сеть, используя временную позицию каждого бита потока в качестве его адреса назначения в коммутаторах сети.

В зависимости от направления возможной передачи данных способы передачи данных по линии связи делятся на следующие типы:

симплексный — передача осуществляется по линии связи только в одном направлении;
полудуплексный — передача ведется в обоих направлениях, но попеременно во времени. Примером такой передачи служит технология Ethernet ;
дуплексный — передача ведется одновременно в двух направлениях.

Дуплексный режим — наиболее универсальный и производительный способ работы канала. Самым простым вариантом организации дуплексного режима является использование двух независимых физических каналов в кабеле, каждый из которых работает в симплексном режиме. Именно такая идея лежит в основе реализации дуплексного режима работы во многих сетевых технологиях, например, Fast Ethernet или ATM.

Иногда такое простое решение оказывается недоступным или неэффективным. Чаще всего это происходит в тех случаях, когда для дуплексного обмена данными имеется всего один физический канал, а организация второго связана с большими затратами. В таких случаях дуплексный режим работы организуется на основе разделения канала на два логических подканала с помощью техники FDM или TDM.

Модемы для организации дуплексного режима работы на двухпроводной линии применяют технику FDM. Модемы, использующие частотную модуляцию, работают на четырех частотах: две частоты — для кодирования единиц и нулей в одном направлении, а остальные две частоты — для передачи данных в обратном направлении.

При цифровом кодировании дуплексный режим на двухпроводной линии организуется с помощью техники TDM. Часть тайм-слотов используется для передачи данных в одном направлении, а часть — для передачи в другом направлении. Обычно тайм-слоты противоположных направлений чередуются, из-за чего такой способ иногда называют «пинг-понговой» передачей.

В волоконно-оптических кабелях при использовании одного оптического волокна для организации дуплексного режима работы применяется передача данных в одном направлении с помощью светового пучка одной длины волны, а в обратном — другой длины волны. Такая техника относится к методу FDM, однако для оптических кабелей она получила название разделения по длине волны (Wave Division Multiplexing , WDM ) . WDM применяется и для повышения скорости передачи данных в одном направлении, обычно используя от 2 до 16 каналов.

Страница 29 из 29 Коммутация каналов и пакетов

Коммутация каналов и пакетов

Коммутация каналов

Сети, построенные на принципе коммутации каналов, имеют богатую историю, они и сегодня нашли широкое применение в мире телекоммуникаций, являясь основой создания высокоскоростных магистральных каналов связи. Первые сеансы связи между компьютерами были осуществлены через телефонную сеть, то есть также с применением техники коммутации каналов, а пользователи, которые получают доступ в Интернет по модему, продолжают обслуживаться этими сетями, так как их данные доходят до оборудования провайдера по местной телефонной сети.

В сетях с коммутацией каналов решаются все те частные задачи коммутации, которые были сформулированы ранее. Так, в качестве информационных потоков в сетях с коммутацией каналов выступают данные, которыми обмениваются пары абонентов (Термин «абонент» принят в телефонии для обозначения конечного узла. Так как все мы — много¬летние пользователи телефонной сети, то далее мы будем сопровождать наше объяснение принципа работы сетей с коммутацией каналов примерами из области телефонии.) .Соответственно глобальным признаком потока является пара адресов (телефонных номеров) абонентов, связывающихся между собой. Для всех возможных потоков заранее определяются маршруты. Маршруты в сетях с коммутацией каналов задаются либо «вручную» администратором сети, либо находятся автоматически с привлечением специальных программных и аппаратных средств. Маршруты фиксируются в таблицах, в которых признакам потока ставятся в соответствие идентификаторы выходных интерфейсов коммутаторов. На основании этих таблиц происходит продвижение и мультиплексирование данных. Однако, как уже было сказано, в сетях с коммутацией каналов решение всех этих задач имеет свои особенности.

Одной из особенностей сетей с коммутацией каналов является понятие элементарного канала.

Элементарный канал (или просто канал) – это базовая техническая характеристика сети с коммутацией каналов, представляющая собой некоторое фиксированное а пределах данного типа сетей значение пропускной способности. Любая линия связи в сети c коммутацией каналов имеет пропускную способность, кратную элементарному каналу, принятому для данного типа сети.

Говоря о сетях с коммутацией каналов, мы придаем термину «канал» значение единицы пропускной способности.

Значение элементарного канала, или, другими словами, минимальная единица пропускной способности линии связи, выбирается с учетом разных факторов. Очевидно, однако, что элементарный канал не стоит выбирать меньше минимально необходимой пропускной способности для передачи ожидаемой предложенной нагрузки. Например, в традиционных телефонных сетях наиболее распространенным значением элементарного канала сегодня является скорость 64 Кбит/с — это минимально достаточная скорость для качественной цифровой передачи голоса.

Задача оцифровывания голоса является частным случаем более общей проблемы — передачи аналоговой информации в дискретной форме. Она была решена в 60-е годы, когда голос начал передаваться по телефонным сетям в виде последовательности единиц и нулей. Такое преобразование основано на дискретизации непрерывных процессов как по амплитуде, так и по времени (рис).

Амплитудаисходной непрерывной функции измеряется с заданным периодом — за счет этого происходит дискретизация по времени. Затем каждый замер представляется в виде двоичного числа определенной разрядности, что означает дискретизацию по значениям — непрерывное множество возможных значений амплитуды заменяется дискретным множеством ее значений.

Для качественной передачи голоса используется частота квантования амплитуды звуковых колебаний в 8000 Гц (дискретизация по времени с интервалом 125 мкс). Для представления амплитуды одного замера чаще всего используется 8 бит кода, что дает 256 градаций звукового сигнала (дискретизация по значениям). В этом случае для передачи одного голосового канала необходима пропускная способность 64 Кбит/с: 8000 х 8 = 64 000 бит/с или 64 Кбит/с. Такой голосовой канал называют элементарным каналом цифровых телефонных сетей .

Линии связи в сетях с коммутацией пакетов (как, впрочем, и в остальных типах компьютерных сетей) имеют разную пропускную способность , одни — большую, другие — меньшую. Выбирая линии связи с разными скоростными качествами, специалисты, проектирующие сеть, стараются учесть разную интенсивность информационных потоков, которые могут возникнуть в разных фрагментах сети — чем ближе к центру сети, тем выше пропускная способность линии связи, так как магистральные линии агрегируют трафик большого количества периферийных линий связи.

Особенностью сетей с коммутацией каналов является то, что пропускная способность каждой линии связи должна быть равна целому числу элементарных каналов .

Так, линии связи, подключающие абонентов к телефонной сети, могут содержать 2,24 или 30 элементарных каналов, а линии, соединяющие коммутаторы, — 480 или 1920 каналов.

Обратимся к фрагменту сети, изображенному на рис.

Предположим, что эта сеть характеризуется элементарным каналом Р бит/с. В сети существуют линии связи разной пропускной способности, состоящие из 2, 3, 4 и 5 элементарных каналов. На рисунке показаны два абонента, A и B генерирующие во время сеанса связи (телефонного разговора) информационный поток , для которого в сети был предусмотрен маршрут , проходящий через четыре коммутатора S1, S2, S3 и S4. Предположим также, что интенсивность информационного потока между абонентами не превосходит 2Р бит/с. Тогда для обмена данными этим двум абонентам достаточно иметь в своем распоряжении по паре элементарных каналов, «выделенных» из каждой линии связи, лежащей на маршруте следования данных от пункта A к пункту В. На рисунке эти элементарные каналы, необходимые абонентам A и В , обозначены толстыми линиями.

Связь, построенную путем коммутации (соединения) элементарных каналов, называют составным каналом .

В рассматриваемом примере для соединения абонентов A и В был создан составной канал «толщиной» в два элементарных канала. Если изменить наше предположение и считать, что предложенная нагрузка гарантированно не превысит Р бит/с, то абонентам будет достаточно иметь в своем распоряжении составной канал, «толщиной» в один элементарный канал. В то же время абоненты, интенсивно обменивающиеся данными, могут предъявить и более высокие требования к пропускной способности составного канала. Для этого они должны в каждой линии связи зарезервировать за собой большее (но непременно одинаковое для всех линий связи) количество элементарных каналов.

Подчеркнем следующие свойства составного канала:

составной канал на всем своем протяжении состоит из одинакового количества элементарных каналов;

составной канал имеет постоянную и фиксированную пропускную способность на всем своем протяжении;

составной канал создается временно на период сеанса связи двух абонентов;

на время сеанса связи все элементарные каналы, входящие в составной канал, поступают в исключительное пользование абонентов, для которых был создан этот составной канал;

в течение всего сеанса связи абоненты могут посылать в сеть данные со скоростью, не превышающей пропускную способность составного канала;

данные, поступившие в составной канал, гарантированно доставляются вызываемому абоненту без задержек, потерь и с той же скоростью (скоростью источника) вне зависимости от того, существуют ли в это время в сети другие соединения или нет;

после окончания сеанса связи элементарные каналы, входившие в соответствующий составной канал, объявляются свободными и возвращаются в пул распределяемых ресурсов для использования другими абонентами.

В сети может одновременно происходить несколько сеансов связи (обычная ситуация для телефонной сети, в которой одновременно передаются разговоры сотен и тысяч абонентов). Разделение сети между сеансами связи происходит на уровне элементарных каналов. Например (см. рис. выше), мы можем предположить, что после того как в линии связи S2-S3 было выделено два канала для связи абонентов A и В, оставшиеся три элементарных канала были распределены между тремя другими сеансами связи, проходившимив это же время и через эту же линию связи. Такое мультиплексирование позволяет одновременно передавать через каждый физический канал трафик нескольких логических соединений.

Мультиплексирование означает , что абоненты вынуждены конкурировать за ресурсы, в данном случае за элементарные каналы. Возможны ситуации, когда некоторая промежуточная линия связи уже исчерпала свободные элементарные каналы, тогда новый сеанс связи, маршрут которого пролегает через данную линию связи, не может состояться.

Для того чтобы распознать такие ситуации, обмен данными в сети с коммутацией каналов предваряется процедурой установления соединения. В соответствии с этой процедурой абонент, являющийся инициатором сеанса связи (например, абонент А в нашей сети), посылает в коммутационную сеть запрос, представляющий собой сообщение, в котором содержится адрес вызываемого абонента, например абонента В (В телефонной сети посылке запроса соответствует набор телефонного номера).

Цель запроса — проверить, можно ли образовать составной канал между вызывающим и вызываемым абонентами. А для этого требуется соблюдение двух условий: наличие требуемого числа свободных элементарных каналов в каждой линии связи, лежащей на пути от А к B, и незанятость вызываемого абонента в другом соединении.

Запрос перемещается по маршруту, определенному для информационного потока данной пары абонентов. При этом используются глобальные таблицы коммутации, ставящие в соответствие глобальному признаку потока (адресу вызываемого абонента) идентификатор выходного интерфейса коммутатора (как уже упоминалось, такие таблицы часто называют также таблицами маршрутизации).

Если в результате прохождения запроса от абонента А к абоненту В выяснилось, что ничто не препятствует установлению соединения, происходит фиксация составного канала. Для этого во всех коммутаторах вдоль пути от A до B создаются записи в локальных таблицах коммутации , в которых указывается соответствие между локальными признаками потока — номерами элементарных каналов, зарезервированных для этого сеанса связи. Только после этого составной канал считается установленным, и абоненты A и B могут начать свой сеанс связи.

Таким образом, продвижение данных в сетях с коммутацией каналов происходит в два этапа:

В сеть поступает служебное сообщение — запрос, который несет адрес вызываемого абонента и организует создание составного канала.

По подготовленному составному каналу передается основной поток данных, для передачи которого уже не требуется никакой вспомогательной информации, в том числе адреса вызываемого абонента. Коммутация данных в коммутаторах выполняется на основе локальных признаков — номеров элементарных каналов.

Запросы на установление соединения не всегда завершаются успешно. Если на пути между вызывающим и вызываемым абонентами отсутствуют свободные элементарные каналы или вызываемый узел занят, то происходит отказ в установлении соединения. Например, если во время сеанса связи абонентов A и В абонент С пошлет запрос в сеть на установление соединения с абонентом D , то он получит отказ, потому что оба необходимых ему элементарных канала, составляющих линию связи коммутаторов S3 и S4, уже выделены соединению абонентов A и В (рис.).

При отказе в установлении соединения сеть информирует вызывающего абонента специальным сообщением (Телефонная сеть в этом случае передает короткие гудки — сигнал «занято». Некоторые телефонные сети различают события «сеть занята» и «абонент занят», передавая гудки с разной частотой или используя разные тона ). Чем больше нагрузка на сеть, то есть чем больше соединений она в данный момент поддерживает, тем больше вероятность отказа в удовлетворении запроса на установление нового соединения.

Мы описали процедуру установления соединения в автоматическом динамическом режиме , основанном на способности абонентов отправлять в сеть служебные сообщения — запросы на установление соединения и способности узлов сети обрабатывать такие сообщения. Подобный режим используется телефонными сетями: телефонный аппарат генерирует запрос, посылая в сеть импульсы (или тоновые сигналы), кодирующие номер вызываемого абонента, а сеть либо устанавливает соединение, либо сообщает об отказе сигналами «занято».

Однако это — не единственно возможный режим работы сети с коммутацией каналов, существует и другой статический ручной режим установления соединения. Этот режим характерен для случаев, когда необходимо установить составной канал не на время одного сеанса связи абонентов, а на более долгий срок. Создание такого долговременного канала не могут инициировать абоненты, он создается администратором сети. Очевидно, что статический ручной режим мало пригоден для традиционной телефонной сети с ее короткими сеансами связи, однако он вполне оправдан для создания высокоскоростных телекоммуникационных каналов между городами и странами на более-менее постоянной основе.

Технология коммутации каналов ориентирована на минимизацию случайных coбытий в сети, то есть это технология, стремящаяся к детерминизму. Во избежание всяких возможных неопределенностей значительная часть работы по организации информационного обмена выполняется заранее, еще до того, как начнется собственно передача данных. Сначала по заданному адресу проверяется доступность необходимых элементарных каналов на всем пути от отправителя до адресата. Затем эти каналы закрепляются на все время сеанса для исключительного использования двумя абонентами и коммутируются в один непрерывный «трубопровод» (составной канал), имеющий «шлюзовые задвижки» на стороне каждого из абонентов. После этой исчерпывающей подготовительной работы остается сделать самое малое: «открыть шлюзы» и позволить информационному потоку свободно и без помех «перетекать» между заданными точками сети (рис.).

Неэффективность при передаче пульсирующего трафика

Сети с коммутацией каналов наиболее эффективно передают пользовательский трафик в том случае, когда скорость его постоянна в течение всего сеанса связи и максимально соответствует фиксированной пропускной способности физических линий связи сети Эффективность работы сети снижается, когда информационные потоки, генерируемые абонентами, приобретают пульсирующий характер.

Так, разговаривая по телефону, люди постоянно меняют темп речи, перемежая быстрые высказывания паузами. В результате соответствующие «голосовые» информационные потоки становятся неравномерными, а значит, снижается эффективность передачи данных. Правда, в случае телефонных разговоров это снижение оказывается вполне приемлем и позволяет широко использовать сети с коммутацией каналов для передачи голосового трафика.

Гораздо сильнее снижает эффективность сети с коммутацией каналов передача так называемого компьютерного трафика , то есть трафика, генерируемого приложениями, с которыми работает пользователь компьютера. Этот трафик практически всегда является пульсирующим. Например, когда вы загружаете из Интернета очередную страницу, скорость трафика резко возрастает, а после окончания загрузки падает практически до нуля. Если для описанного сеанса доступа в Интернет вы задействуете сеть с коммутацией канал то большую часть времени составной канал между вашим компьютером и веб-сервером будет простаивать. В то же время часть производительности сети окажется закреплен за вами и останется недоступной другим пользователям сети. Сеть в такие периоды похожа на пустой эскалатор метро, который движется, но полезную работу не выполняет, другими словами, «перевозит воздух».

Для эффективной передачи неравномерного компьютерного трафика была специально разработана техника коммутации пакетов.

Коммутация пакетов

Сети с коммутацией пакетов, так же как и сети с коммутацией каналов, состоят из коммутаторов, связанных физическими линиями связи. Однако передача данных в этих сетях происходит совершенно по-другому. Образно говоря, по сравнению с сетью с коммутацией каналов сеть с коммутацией пакетов ведет себя менее «ответственно». Например, она может принять данные для передачи, не заботясь о резервировании линий связи на пути следования этих данных и не гарантируя требуемую пропускную способность. Сеть с коммутацией пакетов не создает заранее для своих абонентов отдельных, выделенных исключительно для них каналов связи. Данные могут задерживаться и даже теряться по пути следования. Как же при таком хаосе и неопределенности сеть с коммутацией пакетов выполняет свои функции по передаче данных?

Важнейшим принципом функционирования сетей с коммутацией пакетов является представление информации, передаваемой по сети, в виде структурно отделенных друг от друга порций данных, называемых пакетами (Наряду с термином «пакет» используются также термины «кадр», «фрейм», «ячейка» и др. В данном контексте различия в значении этих терминов несущественны. В некоторых технологиях коммутации пакетов (например, в технологии виртуальных каналов) полная независимость обработки пакетов не обеспечивается ).

Каждый пакет снабжен заголовком (рис.), в котором содержится адрес назначения и другая вспомогательная информация (длина поля данных, контрольная сумма и др.), используемая для доставки пакета адресату. Наличие адреса в каждом пакете является одним из важнейших особенностей техники коммутации пакетов, так как каждый пакет может быть обработан коммутатором независимо от других пакетов, составляющих сетевой трафик. Помимо заголовка у пакета может иметься еще одно дополнительное поле, размещаемое в конце пакета и поэтому называемое концевиком. В концевике обычно помещается контрольная сумма, которая позволяет проверить, была ли искажена информация при передаче через сеть или нет.

В зависимости от конкретной реализации технологии коммутации пакетов пакеты могут иметь фиксированную или переменную длину, кроме того, может меняться состав информации, размещенной в заголовках пакетов. Например, в технологии ATM пакеты (называемые там ячейками) имеют фиксированную длину, а в технологии Ethernet установлены лишь минимально и максимально возможные размеры пакетов (кадров).

Пакеты поступают в сеть без предварительного резервирования линий связи и не с фиксированной заранее заданной скоростью , как это делается в сетях с коммутацией каналов, а в том темпе, в котором их генерирует источник. Предполагается, что сеть с коммутацией пакетов, в отличие от сети с коммутацией каналов, всегда готова принять пакет от конечного узла.

Как и в сетях с коммутацией каналов, в сетях с коммутацией пакетов для каждого из потоков вручную или автоматически определяется маршрут, фиксируемый в хранящихся на коммутаторах таблицах коммутации. Пакеты, попадая на коммутатор, обрабатываются и направляются по тому или иному маршруту на основании информации, содержащейся вих заголовках, а также в таблице коммутации (рис.).

ПРИМЕЧАНИЕ

Процедура резервирования пропускной способности может применяться и в пакетных сетях. Однако основная идея такого резервирования принципиально отличается от идеи резервирования пропускной способности в сетях с коммутацией каналов. Разница заключается в том, что пропускная способность канала сети с коммутацией пакетов может динамически перераспределяться между информационными потоками в зависимости от текущих потребностей каждого потока, чего не может обеспечить техника коммутации каналов.

Пакеты, принадлежащие как одному и тому же, так и разным информационным потокам, при перемещении по сети могут «перемешиваться» между собой, образовывать очереди и «тормозить» друг друга. На пути пакетов могут встретиться линии связи, имеющие разную пропускную способность. В зависимости от времени суток может сильно меняться и степень загруженности линий связи. В таких условиях не исключены ситуации, когда пакеты, принадлежащими одному и тому же потоку, могут перемещаться по сети с разными скоростями и даже прийти к месту назначения не в том порядке, в котором они были отправлены.

Разделение данных на пакеты позволяет передавать неравномерный компьютерный трафик более эффективно, чем в сетях с коммутацией каналов. Это объясняется тем, что пульсации трафика от отдельных компьютеров носят случайный характер и распределяются во времени так, что их пики чаще всего не совпадают. Поэтому когда линия связи передает трафик большого количества конечных узлов, то в суммарном потоке пульсации сглаживаются, и пропускная способность линии используется более рационально, без длительных простоев. Это эффект иллюстрируется рис. ниже, на котором показаны неравномерные потоки пакетов, поступающие от конечных узлов 3,4 и 10 в сети, изображенной на рис. выше.

Предположим, что эти потоки передаются в направлении коммутатора 8, а следовательно, накладываются друг на друга при прохождении линии связи между коммутаторами 5 и 8. Получающийся в результате суммарный поток является более равномерным, чем каждый из образующих его отдельных потоков.

Буферизация пакетов

Неопределенность и асинхронность перемещения данных в сетях с коммутацией пакетов предъявляет особые требования к работе коммутаторов в таких сетях.

Главное отличие пакетных коммутаторов (Для простоты будем далее называть коммутаторы сетей с коммутацией пакетов «пакетными коммутаторами» ) от коммутаторов в сетях с коммутацией каналов состоит в том, что они имеют внутреннюю буферную память для временного хранения пакетов,

Действительно, пакетный коммутатор не может принять решения о продвижении пакета, не имея в своей памяти всего пакета. Коммутатор проверяет контрольную сумму, и только если она говорит о том, что данные пакета не искажены, начинает обрабатывать пакет и по адресу назначения определяет следующий коммутатор. Поэтому каждый пакет последовательно бит за битом помещается во входной буфер. Имея в виду это свойство, говорят, что сети с коммутацией пакетов используют технику сохранения с продвижением (store-and- forward). Заметим, что для этой цели достаточно иметь буфер размером в один пакет.

Коммутатору нужны буферы для согласования скоростей передачи данных в линиях связи подключенных к его интерфейсам. Действительно, если скорость поступления пакетов из одной линии связи в течение некоторого периода превышает пропускную способность той линии связи, в которую эти пакеты должны быть направлены, то во избежание потерь пакетов на целевом интерфейсе необходимо организовать выходную очередь (рис.).

Буферизация необходима пакетному коммутатору также для согласования скорости поступления пакетов со скоростью их коммутации. Если коммутирующий блок не успевает обрабатывать пакеты (анализировать заголовки и перебрасывать пакеты на нужный интерфейс), то на интерфейсах коммутатора возникают входные очереди. Очевидно, что для хранения входной очереди объем буфера должен превышать размер одного пакета. Существуют различные подходы к построению коммутирующего блока. Традиционный способ основан на одном центральном процессоре, который обслуживает все входные очереди коммутатора. Такой способ построения может приводить к большим очередям, так как производительность процессора разделяется между несколькими очередями. Современные способы построения коммутирующего блока основаны на многопроцессорном подходе, когда каждый интерфейс имеет свой встроенный процессор для обработки пакетов Кроме того, существует центральный процессор, координирующий работу интерфейсных процессоров. Использование интерфейсных процессоров повышает производительность коммутатора и уменьшает очереди во входных интерфейсах. Однако такие очереди все равно могут возникать, так как центральный процессор по-прежнему остается «узким местом».

Поскольку объем буферов в коммутаторах ограничен, иногда происходит потеря пакетов из-за переполнения буферов при временной перегрузке части сети, когда совпадают периоды пульсации нескольких информационных потоков. Для сетей с коммутацией пакетов потеря пакетов является обычным явлением, и для компенсации таких потерь в данной сетевой технологии предусмотрен ряд специальных механизмов, которые мы рассмотрим позже.

Пакетный коммутатор может работать на основании одного из трех методов продвижения пакетов:

передача с установлением логического соединения;

передача с установлением виртуального канала.

Дейтаграммный способ передачи данных основан на том, что все передаваемые пакеты продвигаются (передаются от одного узла сети другому) независимо друг от друга на основании одних и тех же правил, процедура обработки пакета определяется только значениями параметров, которые он несет в себе и текущим состоянием сети (например, в зависимости от ее нагрузки пакет может стоять в очереди на обслуживание большее или меньшее время). Однако никакая информация об уже вырезанных пакетах сетью не хранится и в ходе обработки очередного пакета во внимание не принимается. То есть каждый отдельный пакет рассматривается сетью как совершенно независимая единица передачи — дейтаграмма .

В общем случае решение каждой из частных задач коммутации — определение потоков и соответствующих маршрутов, фиксация маршрутов в конфигурационных параметрах и таблицах сетевых устройств, распознавание потоков и передача данных между интерфейсами одного устройства, мультиплексирование/демультиплексирование потоков и разделение среды передачи — тесно связано с решением всех остальных. Комплекс технических решений обобщенной задачи коммутации в совокупности составляет базис любой сетевой технологии. От того, какой механизм прокладки маршрутов, продвижения данных и совместного использования каналов связи заложен в той или иной сетевой технологии, зависят ее фундаментальные свойства.

Среди множества возможных подходов к решению задачи коммутации абонентов в сетях выделяют два основополагающих:

Коммутация каналов (circuit switching);

Коммутация пакетов (packet switching).

Общая структура сети с коммутацией абонентов(рисунок)

Сети с коммутацией каналов имеют более богатую историю, они произошли от первых телефонных сетей. Сети с коммутацией пакетов сравнительно молоды, они появились в конце 60-х годов как результат экспериментов с первыми глобальными компьютерными сетями. По долгосрочным прогнозам многих специалистов, будущее принадлежит технологии коммутации пакетов, как более гибкой и универсальной.

Коммутация каналов

При коммутации каналов коммутационная сеть образует между конечными узлами непрерывный составной физический канал из последовательно соединенных коммутаторами промежуточных канальных участков. Условием того, что несколько физических каналов при последовательном соединении образуют единый физический канал, является равенство скоростей передачи данных в каждом из составляющих физических каналов. Равенство скоростей означает, что коммутаторы такой сети не должны буферизовать передаваемые данные.

В сети с коммутацией каналов перед передачей данных всегда необходимо выполнить процедуру установления соединения, в процессе которой и создается составной канал. И только после этого можно начинать передавать данные.

Например, если сеть, изображенная на рисунке, работает по технологии коммутации каналов, то узел 1, чтобы передать данные узлу 7, сначала должен передать специальный запрос на установление соединения коммутатору A, указав адрес назначения 7. Коммутатор А должен выбрать маршрут образования составного канала, а затем передать запрос следующему коммутатору, в данном случае E. Затем коммутатор E передает запрос коммутатору F, а тот, в свою очередь, передает запрос узлу 7. Если узел 7 принимает запрос на установление соединения, он направляет по уже установленному каналу ответ исходному узлу, после чего составной канал считается скоммутированным, и узлы 1 и 7 могут обмениваться по нему данными.

Достоинства коммутации каналов

1. Постоянная и известная скорость передачи данных по установленному между конечными узлами каналу. Это дает пользователю сети возможности на основе заранее произведенной оценки необходимой для качественной передачи данных пропускной способности установить в сети канал нужной скорости. 2. Низкий и постоянный уровень задержки передачи данных через сеть. Это позволяет качественно передавать данные, чувствительные к задержкам (называемые также трафиком реального времени) — голос, видео, различную технологическую информацию.

Недостатки коммутации каналов

1. Отказ сети в обслуживании запроса на установление соединения. Такая ситуация может сложиться из-за того, что на участке сети соединение нужно установить вдоль канала, через который уже проходит максимально возможное количество информационных потоков. Отказ может случиться и на конечном участке составного канала — например, если абонент способен поддерживать только одно соединение. 2. Нерациональное использование пропускной способности физических каналов. Та часть пропускной способности, которая отводится составному каналу после установления соединения, предоставляется ему на все время, т.е. до тех пор, пока соединение не будет разорвано. Однако абонентам не всегда нужна пропускная способность канала во время соединения. Невозможность динамического перераспределения пропускной способности ограничивает сеть с коммутацией каналов, так как единицей коммутации здесь является информационный поток в целом. 3. Обязательная задержка перед передачей данных из-за фазы установления соединения.

Техника коммутации каналов хорошо работает в тех случаях, когда нужно передавать только трафик телефонных разговоров.

В настоящее время для мультиплексирования абонентских каналов используются две техники:

технология частотного мультиплексирования (Frequency Division Multiplexing, FDM);
технология мультиплексирования с разделением времени (Time Division Multiplexing, TDM).

Коммутация пакетов

Эта техника коммутации была специально разработана для эффективной передачи компьютерного трафика. Первые шаги на пути создания компьютерных сетей на основе техники коммутации каналов показали, что этот вид коммутации не позволяет достичь высокой общей пропускной способности сети.

При коммутации пакетов все передаваемые пользователем сообщения разбиваются в исходном узле на сравнительно небольшие части, называемые пакетами. Напомним, что сообщением называется логически завершенная порция данных — запрос на передачу файла, ответ на этот запрос, содержащий весь файл и т.д. Сообщения могут иметь произвольную длину, от нескольких байт до многих мегабайт. Напротив, пакеты обычно тоже могут иметь переменную длину, но в узких пределах, например от 46 до 1500 байт. Каждый пакет снабжается заголовком, в котором указывается адресная информация, необходимая для доставки пакета на узел назначения, а также номер пакета, который будет использоваться узлом назначения для сборки сообщения (рисунок). Пакеты транспортируются по сети как независимые информационные блоки. Коммутаторы сети принимают пакеты от конечных узлов и на основании адресной информации передают их друг другу, а в конечном итоге — узлу назначения.

Коммутаторы пакетной сети отличаются от коммутаторов каналов тем, что они имеют внутреннюю буферную память для временного хранения пакетов, если выходной порт коммутатора в момент принятия пакета занят передачей другого пакета (рисунок). В этом случае пакет находится некоторое время в очереди пакетов в буферной памяти выходного порта, а когда до него дойдет очередь, он передается следующему коммутатору. Такая схема передачи данных позволяет повышать пропускную способность сети.

Для пары абонентов наиболее эффективным было бы предоставление им в единоличное пользование скоммутированного канала связи. В таком случае время взаимодействия абонентов было бы минимальным, так как данные без задержек передавались бы от одного абонента другому. Простои во время пауз не значительны для абонентов. Сеть с коммутацией пакетов замедляет процесс взаимодействия конкретной пары абонентов, так как их пакеты могут ожидать в коммутаторах.

Тем не менее, общий объем передаваемых сетью компьютерных данных в единицу времени при технике коммутации пакетов будет выше, чем при технике коммутации каналов. Это происходит потому, что пульсации отдельных абонентов в соответствии с законом больших чисел распределяются во времени так, что их пики не совпадают. Поэтому коммутаторы постоянно и достаточно равномерно загружены работой, если число обслуживаемых ими абонентов действительно велико. На рисунке показано, что трафик, поступающий от конечных узлов на коммутаторы, распределен во времени очень неравномерно. Однако коммутаторы более высокого уровня иерархии, которые обслуживают соединения между коммутаторами нижнего уровня, загружены более равномерно, и поток пакетов в магистральных каналах, соединяющих коммутаторы верхнего уровня, имеет почти максимальный коэффициент использования.

Сеть с коммутацией пакетов замедляет процесс взаимодействия конкретной пары абонентов, но повышает пропускную способность сети в целом.

Задержки в источнике передачи:

Время на передачу заголовков;

Задержки, вызванные интервалами между передачей каждого следующего пакета.

Задержки в каждом коммутаторе:

Время буферизации пакета;

Время коммутации, которое складывается из:

1.времени ожидания пакета в очереди (переменная величина);

2.времени перемещения пакета в выходной порт.

Сеть коммутации пакетов обычно имеет много узлов и обеспечивает альтернативные и резервные маршруты. Для доставки пакетов используется два метода: старый, X.25, обеспечивающий высокий уровень проверки на ошибки, и новый, метод переключения окна, использующий современные более надежные цифровые телефонные системы. Он позволяет уменьшить объем проверки ошибок и увеличить пропускную способность.

X.25 — это международный стандарт передачи пакетов по общественным сетям. Он поддерживает линии передачи данных со средней или высокой скоростью передачи для постоянного или периодического использования. Типичным применением являются системы электронной почты. Стандарт X.25 часто применяется для организации международных сетей.

X.25 — определен комитетом CCITT и описывает, как информация разбивается на пакеты и передается по сети X.25. Для связи локальной сети с сетью X.25 используется мост или маршрутизатор. Доступ к сети осуществляется через арендуемую линию или линию с вызовом по номеру. Выделенные линии обычно используют синхронную связь, что увеличивает пропускную способность, и имеют скорость передачи от 19.2 до 64 Кбит/сек. Линии с вызовом по номеру используют асинхронные методы и требуют модемов, которые имеют собственные средства коррекции ошибок. Скорость передачи зависят от скорости модема.

Асинхронные коммуникации — это методы с посимвольной передачей, где данные разделяются с помощью старт- и стоп-бит. В синхронных коммуникациях используется блочно-ориентированный метод, а данные разделяются во времени.

Метод переключения окна

Метод переключения окна — это новый метод, созданный на основе спецификации ISDN . Метод переключения окна упрощает и улучшает коммутацию пакетов, устраняя связанную с X.25 обработку сетевого уровня. Мультиплексирование и устранение логических соединений выполняется на уровне связи данных.

Этот метод все шире применяется в общественных и частных сетях. Основываясь на большей надежности современных линий, он устраняет некоторые издержки X.25. Например, в X.25 данные перемещаются из источника через два или более промежуточных узла, и каждый из этих узлов должен подтвердить получение, послав подтверждение передавшему узлу. Когда пакет, наконец, достигает получателя, он должен послать подтверждение источника. Метод переключения окна требует только этого последнего шага. В результате этот метод обеспечивает большую пропускную способность. Таблица состояния, которая используется в X.25 на каждом промежуточном узле для проверки ошибок, управления потоком данных и проверки ошибок в методе переключения окна не требуется.

Средства с методом переключения окна предоставляют такие фирмы как Compuserve, Tymenet, Williams Telecommunications и др.

Достоинства коммутации пакетов

1. Высокая общая пропускная способность сети при передаче пульсирующего трафика. 2. Возможность динамически перераспределять пропускную способность физических каналов связи между абонентами в соответствии с реальными потребностями их трафика.

Недостатки коммутации пакетов

1. Неопределенность скорости передачи данных между абонентами сети, обусловленная тем, что задержки в очередях сети зависят от общей загрузки сети. 2. Переменная величина задержки пакетов данных, которая может быть достаточно продолжительной в моменты мгновенных перегрузок сети. 3. Возможные потери данных из-за переполнения буферов.

Сети с коммутацией пакетов, в которых реализованы методы обеспечения качества обслуживания, позволяют одновременно передавать различные виды трафика, в том числе такие важные как телефонный и компьютерный. Поэтому методы коммутации пакетов сегодня считаются наиболее перспективными для построения конвергентной сети, которая обеспечит комплексные качественные услуги для абонентов любого типа. Методы коммутации каналов сегодня не только с успехом работают в традиционных телефонных сетях, но и широко применяются для образования высокоскоростных постоянных соединений в так называемых первичных (опорных) сетях технологий SDH и DWDM, которые используются для создания магистральных физических каналов между коммутаторами телефонных или компьютерных сетей. В будущем вполне возможно появление новых технологий коммутации, в том или ином виде комбинирующих принципы коммутации пакетов и каналов.

Коммутация сообщений

Коммутация сообщений по своим принципам близка к коммутации пакетов. Под коммутацией сообщений понимается передача единого блока данных между транзитными компьютерами сети с временной буферизацией этого блока на диске каждого компьютера. Сообщение в отличие от пакета имеет произвольную длину, которая определяется не технологическими соображениями, а содержанием информации, составляющей сообщение.

Транзитные компьютеры могут соединяться между собой как сетью с коммутацией пакетов, так и сетью с коммутацией каналов. Сообщение (это может быть, например, текстовый документ, файл с кодом программы, электронное письмо) хранится в транзитном компьютере на диске, причем довольно продолжительное время, если компьютер занят другой работой или сеть временно перегружена. По такой схеме обычно передаются сообщения, не требующие немедленного ответа, чаще всего сообщения электронной почты. Режим передачи с промежуточным хранением на диске называется режимом «хранения-и-передачи» (store-and-forward). Режим коммутации сообщений разгружает сеть для передачи трафика, требующего быстрого ответа, например трафика службы WWW или файловой службы.

Количество транзитных компьютеров обычно стараются уменьшить. Если компьютеры подключены к сети с коммутацией пакетов, то число промежуточных компьютеров уменьшается до двух. Но если компьютеры связаны между собой телефонной сетью, то часто используется несколько промежуточных серверов, так как прямой доступ к конечному серверу может быть в данный момент невозможен из-за перегрузки телефонной сети или экономически невыгоден из-за высоких тарифов на дальнюю телефонную связь.

Техника коммутации сообщений появилась в компьютерных сетях раньше техники коммутации пакетов, но потом была вытеснена последней, как более эффективной по критерию пропускной способности сети. Запись сообщения на диск занимает достаточно много времени, и кроме того, наличие дисков предполагает использование в качестве коммутаторов специализированных компьютеров, что влечет за собой существенные затраты на организацию сети.

Интегральная коммутация(Integrated switching)

Интегральная коммутация — универсальный пакетно-ориентированный метод коммутации, обеспечивающий одновременное прохождение нескольких блоков данных.

Коммутация портов(Port switching)

Коммутация портов — способность модульных концентраторов ставить в соответствие программными средствами один или несколько портов с разными сегментами сети, если каждый сегмент представлен собственным модулем.

Коммутация с запоминанием(Store-and-forward)

Коммутация с запоминанием — способ коммутации, при котором ретрансляционная система полностью получает блок данных, а затем передает его. Коммутация с запоминанием обеспечивает выявление ошибок с помощью цикличного избыточного кода.

Коммутация через точку пересечения(Cross-point switching)

Коммутация через точку пересечения — способ сегментации локальных сетей с топологией типа звезда и разделяемой средой передачи, при котором к коммутатору с одной стороны подключаются концентраторы сегментов, а с другой — серверы.

Коммутация ячеек(Cell relay)

Коммутация ячеек — сетевая технология, обеспечивающая аппаратную скоростную коммутацию данных, упакованных в ячейки постоянной длины. Коммутация ячеек выполняется узлами интегральной коммутации.

Сквозная коммутация(Cut-through switching)

Сквозная коммутация — способ коммутации, при котором блок данных начинает передаваться ретрансляционной системой до того, как он будет полностью получен.

Скоростная коммутация данных(High speed data switching)

Скоростная коммутация данных — методология быстрой передачи в сети блоков данных, предполагающая:

1.выполнение функций коммутации и маршрутизации только аппаратным путем;

2.отказ от проверки блоков данных во всех промежуточных узлах.

Смешанная коммутация(Mixed switching)

Смешанная коммутация — комплексный транспортный сервис, обеспечивающий коммутацию каналов и коммутацию пакетов в сетях ISDN. При смешанной коммутации имеющиеся в коммуникационной сети логические каналы используются для коммутации каналов и создания последовательностей, соединяющих пары административных или абонентских систем. По свободным каналам осуществляется передача блоков данных в режиме коммутации пакетов.

Какие свойства характерны для сетей с коммутацией каналов. Общие свойства сетей с коммутацией каналов

Коммутация каналов подразумевает образование непрерывного составного физического канала из последовательно соединенных отдельных канальных участков для прямой передачи данных между узлами. Отдельные каналы соединяются между собой специальной аппаратурой — коммутаторами, которые могут устанавливать связи между любыми конечными узлами сети. В сети с коммутацией каналов перед передачей данных всегда необходимо выполнить процедуру установления соединения, в процессе которой и создается составной канал.

Например, если сеть, изображенная на рис. 2.25, работает по технологии коммутации каналов, то узел 1, чтобы передать данные узлу 7, прежде всего должен передать специальный запрос на установление соединения коммутатору А, указав адрес назначения 7. Коммутатор А должен выбрать маршрут образования составного канала, а затем передать запрос следующему коммутатору, в данном случае Е. Затем коммутатор Е передает запрос коммутатору F, а тот, в свою очередь, передает запрос узлу 7. Если узел 7 принимает запрос на установление соединения, он направляет по уже установленному каналу ответ исходному узлу, после чего составной канал считается скоммутированным и узлы 1 и 7 могут обмениваться по нему данными, например, вести телефонный разговор.

В настоящее время для мультиплексирования абонентских каналов используются две техники:

· техника частотного мультиплексирования (Frequency Division Multiplexing, FDM);

· техника мультиплексирования с разделением времени (Time Division Multiplexing, TDM).

Коммутация каналов на основе частотного мультиплексирования

Техника частотного мультиплексирования каналов (FDM) была разработана для телефонных сетей, но применяется она и для других видов сетей, например сетей кабельного телевидения.

Рассмотрим особенности этого вида мультиплексирования на примере телефонной сети.

Для разделения абонентских каналов характерна техника модуляции высокочастотного несущего синусоидального сигнала низкочастотным речевым сигналом. Эта техника подобна технике аналоговой модуляции при передаче дискретных сигналов модемами, только вместо дискретного исходного сигнала используются непрерывные сигналы, порождаемые звуковыми колебаниями. В результате спектр модулированного сигнала переносится в другой диапазон, который симметрично располагается относительно несущей частоты и имеет ширину, приблизительно совпадающую с шириной модулирующего сигнала.

На входы FDM-коммутатора поступают исходные сигналы от абонентов телефонной сети. Коммутатор выполняет перенос частоты каждого канала в свой диапазон частот. Обычно высокочастотный диапазон делится на полосы, которые отводятся для передачи данных абонентских каналов. Чтобы низкочастотные составляющие сигналов разных каналов не смешивались между собой, полосы делают шириной в 4 кГц, а не в 3,1 кГц, оставляя между ними страховой промежуток в 900 Гц. В канале между двумя FDM-коммутаторами одновременно передаются сигналы всех абонентских каналов, но каждый из них занимает свою полосу частот. Такой канал называют уплотненным .

В сетях на основе FDM-коммутации принято несколько уровней иерархии уплотненных каналов. Первый уровень уплотнения образуют 12 абонентских каналов, которые составляют базовую группу каналов, занимающую полосу частот шириной в 48 кГц с границами от 60 до 108 кГц. Второй уровень уплотнения образуют 5 базовых групп, которые составляют супергруппу , с полосой частот шириной в 240 кГц и границами от 312 до 552 кГц. Супергруппа передает данные 60 абонентских каналов тональной частоты. Десять супергрупп образуют главную группу , которая используется для связи между коммутаторами на больших расстояниях. Главная группа передает данные 600 абонентов одновременно и требует от канала связи полосу пропускания шириной не менее 2520 кГц с границами от 564 до 3084 кГц.

Коммутация каналов на основе разделения времени

Коммутация на основе техники разделения частот разрабатывалась в расчете на передачу непрерывных сигналов, представляющих голос. При переходе к цифровой форме представления голоса была разработана новая техника мультиплексирования, ориентирующаяся на дискретный характер передаваемых данных.

Эта техника носит название мультиплексирования с разделением времени (Time Division Multiplexing, TDM) . Реже используется и другое ее название — техника синхронного режима передачи (Synchronous Transfer Mode, STM) .

Аппаратура TDM-сетей — мультиплексоры, коммутаторы, демультиплексоры -работает в режиме разделения времени, поочередно обслуживая в течение цикла своей работы все абонентские каналы. Цикл работы оборудования TDM равен 125 мкс, что соответствует периоду следования замеров голоса в цифровом абонентском канале. Это значит, что мультиплексор или коммутатор успевает вовремя обслужить любой абонентский канал и передать его очередной замер далее по сети. Каждому соединению выделяется один квант времени цикла работы аппаратуры, называемый также тайм-слотом. Длительность тайм-слота зависит от числа абонентских каналов, обслуживаемых мультиплексором TDM или коммутатором.

Мультиплексор принимает информацию по N входным каналам от конечных абонентов, каждый из которых передает данные по абонентскому каналу со скоростью 64 Кбит/с — 1 байт каждые 125 мкс. В каждом цикле мультиплексор выполняет следующие действия:

· прием от каждого канала очередного байта данных;

· составление из принятых байтов уплотненного кадра, называемого также обоймой;

· передача уплотненного кадра на выходной канал с битовой скоростью, равной N*64 Кбит/с.

Порядок байт в обойме соответствует номеру входного канала, от которого этот байт получен. Количество обслуживаемых мультиплексором абонентских каналов зависит от его быстродействия. Например, мультиплексор Т1, представляющий собой первый промышленный мультиплексор, работавший по технологии TDM, поддерживает 24 входных абонентских канала, создавая на выходе обоймы стандарта Т1, передаваемые с битовой скоростью 1,544 Мбит/с.

Коммутатор принимает уплотненный кадр по скоростному каналу от мультиплексора и записывает каждый байт из него в отдельную ячейку своей буферной памяти, причем в том порядке, в котором эти байты были упакованы в уплотненный кадр. Для выполнения операции коммутации байты извлекаются из буферной памяти не в порядке поступления, а в таком порядке, который соответствует поддерживаемым в сети соединениям абонентов. Так, например, если первый абонент левой части сети рис. 2.28 должен соединиться со вторым абонентом в правой части сети, то байт, записанный в первую ячейку буферной памяти, будет извлекаться из нее вторым. «Перемешивая» нужным образом байты в обойме, коммутатор обеспечивает соединение конечных абонентов в сети.

Однажды выделенный номер тайм-слота остается в распоряжении соединения «входной канал-выходной слот» в течение всего времени существования этого соединения, даже если передаваемый трафик является пульсирующим и не всегда требует захваченного количества тайм-слотов. Это означает, что соединение в сети TDM всегда обладает известной и фиксированной пропускной способностью, кратной 64 Кбит/с.

Работа оборудования TDM напоминает работу сетей с коммутацией пакетов, так как каждый байт данных можно считать некоторым элементарным пакетом. Однако, в отличие от пакета компьютерной сети, «пакет» сети TDM не имеет индивидуального адреса. Его адресом является порядковый номер в обойме или номер выделенного тайм-слота в мультиплексоре или коммутаторе. Сети, использующие технику TDM, требуют синхронной работы всего оборудования, что и определило второе название этой техники — синхронный режим передач (STM). Нарушение синхронности разрушает требуемую коммутацию абонентов, так как при этом теряется адресная информация. Поэтому перераспределение тайм-слотов между различными каналами в оборудовании TDM невозможно, даже если в каком-то цикле работы мультиплексора тайм-слот одного из каналов оказывается избыточным, так как на входе этого канала в этот момент нет данных для передачи (например, абонент телефонной сети молчит).

Существует модификация техники TDM, называемая статистическим разделением канала во времени (Statistical TDM, STDM) . Эта техника разработана специально для того, чтобы с помощью временно свободных тайм-слотов одного канала можно было увеличить пропускную способность остальных. Для решения этой задачи каждый байт данных дополняется полем адреса небольшой длины, например в 4 или 5 бит, что позволяет мультиплексировать 16 или 32 канала. Однако техника STDM не нашла широкого применения и используется в основном в нестандартном оборудовании подключения терминалов к мэйнфреймам. Развитием идей статистического мультиплексирования стала технология асинхронного режима передачи — АТМ, которая вобрала в себя лучшие черты техники коммутации каналов и пакетов.

Существует аппаратура, которая поддерживает только режим постоянной коммутации. К ней относится оборудование типа Т1/Е1, а также высокоскоростное оборудование SDH. Такое оборудование используется для построения первичных сетей, основной функцией которых является создание выделенных каналов между коммутаторами, поддерживающими динамическую коммутацию.

Способы коммутации . Под коммутацией данных понимается их передача, при которой канал передачи данных может использоваться попеременно для обмена информацией между различными пунктами информационной сети в отличие от связи через некоммутируемые каналы, обычно закрепленные за определенными абонентами.

Различают следующие способы коммутации данных:

коммутация каналов — осуществляется соединение ООД двух или более станций данных и обеспечивается монопольное использование канала передачи данных до тех пор, пока соединение не будет разомкнуто;
коммутация сообщений — характеризуется тем, что создание физического канала между оконечными узлами необязательно и пересылка сообщений происходит без нарушения их целостности; вместо физического канала имеется виртуальный канал, состоящий из физических участков, и между участками возможна буферизация сообщения;
коммутация пакетов — сообщение передается по виртуальному каналу, но оно разделяется на пакеты, при этом канал передачи данных занят только во время передачи пакета (без нарушения его целостности) и по ее завершении освобождается для передачи других пакетов.

Коммутация каналов . Коммутация каналов может быть пространственной и временной.

Пространственный коммутатор размера N*M представляет собой сетку (матрицу), в которой N входов подключены к горизонтальным шинам, а M выходов — к вертикальным (рис. 3.2).

Рисунок 3.2 – Матрица пространственного коммутатора

В узлах сетки имеются коммутирующие элементы, причем в каждом столбце сетки может быть открыто не более чем по одному элементу. Если N 2*n-1. Здесь k — число блоков в промежуточном каскаде, n = N/p; p — число блоков во входном каскаде. В приведенной на рис. 1.3 схеме это условие не выполнено, поэтому блокировки возможны. Например, если требуется выполнить соединение a1-d1, но ранее скоммутированы соединения a2-b2-c4-d3, a3-b3-c1-d2, то для a1 доступны шины b1,с3 и с5, однако они не ведут к d1.

В многоступенных коммутаторах существенно уменьшено число переключательных элементов за счет некоторого увеличения задержки. Так, при замене одноступенного коммутатора 1000*1000 трехступенным с n = 22 и k = 43 число переключателей уменьшается с 10 6 до 2*46*22*43+43*46*46, т.е. примерно до 0,186*10 6 .

Рисунок 3.3 – Схема трехступенного пространственного коммутатора

Временной коммутатор построен на основе буферной памяти, запись производится в ее ячейки последовательным опросом входов, а коммутация осуществляется благодаря считыванию данных на выходы из нужных ячеек памяти. При этом происходит задержка на время одного цикла «запись-чтение». В настоящее время преимущественно используются временная или смешанная коммутация.

Коммутация пакетов .Во многих случаях наиболее эффективной оказывается коммутация пакетов. Во-первых, ускоряется передача данных в сетях сложной конфигурации за счет того, что возможна параллельная передача пакетов одного сообщения на разных участках сети; во-вторых, при появлении ошибки требуется повторная передача короткого пакета, а не всего длинного сообщения. Кроме того, ограничение сверху на размер пакета позволяет обойтись меньшим объемом буферной памяти в промежуточных узлах на маршрутах передачи данных в сети.

В сетях коммутации пакетов различают два режима работы: режим виртуальных каналов (другое название — связь с установлением соединения) и дейтаграммный режим (связь без установления соединения).

В режиме виртуальных каналов пакеты одного сообщения передаются в естественном порядке по устанавливаемому маршруту. При этом в отличие от коммутации каналов линии связи могут разделяться многими сообщениями, когда попеременно по каналу передаются пакеты разных сообщений (это так называемый режим временного мультиплексирования, иначе TDM — Time Division Method), или задерживаться в промежуточных буферах. Предусматривается контроль правильности передачи данных путем посылки от получателя к отправителю подтверждающего сообщения — положительной квитанции. Этот контроль возможен как во всех промежуточных узлах маршрута, так и только в конечном узле. Он может осуществляться старт-стопным способом, при котором отправитель до тех пор не передает следующий пакет, пока не получит подтверждения о правильной передаче предыдущего пакета, или способом передачи «в окне» . Окно может включать N пакетов, и возможны задержки в получении подтверждений на протяжении окна. Так, если произошла ошибка при передаче, т.е. отправитель получает отрицательную квитанцию относительно пакета с номером K, то нужна повторная передача и она начинается с пакета K.

Например, в сетях можно использовать переменный размер окна. Так, в соответствии с рекомендацией документа RFC-793 время ожидания подтверждений вычисляется по формуле
T ож = 2*Tср,
где Tср:= 0,9*Tср + 0,1*Ti, Tср — усредненное значение времени прохода пакета до получателя и обратно, Ti — результат очередного измерения этого времени.

В дейтаграммном режиме сообщение делится на дейтаграммы. Дейтаграмма — часть информации, передаваемая независимо от других частей одного и того же сообщения в вычислительных сетях с коммутацией пакетов. Дейтаграммы одного и того же сообщения могут передаваться в сети по разным маршрутам и поступать к адресату в произвольной последовательности, что может послужить причиной блокировок сети. На внутренних участках маршрута контроль правильности передачи не предусмотрен и надежность связи обеспечивается лишь контролем на оконечном узле.

Блокировкой сети в дейтаграммном режиме называется такая ситуация, когда в буферную память узла вычислительной сети поступило столько пакетов разных сообщений, что эта память оказывается полностью занятой. Следовательно, она не может принимать другие пакеты и не может освободиться от уже принятых, так как это возможно только после поступления всех дейтаграмм сообщения.

Circuit switching and packet — it»s methods for solving the generalized problem of switching data in any network technology. Complex technical solutions of the generalized switching tasks in its entirety consists of the particular problems of data transmission networks.

By the special problems of data networks include:

define flows and appropriate routes;
fixation route configuration parameters, and tables of network devices;
recognition flows and data transfer between one device interface;
multiplexing / demultiplexing streams;
separation medium.

Among the many possible approaches to the solution of the generalized problem of subscribers switching networks allocate two basic, which include channel switching and packet switching. Thus there are traditional applications of each switching techniques, for example, telephone networks continue to be built and constructed using circuit switched technology, computer networks and the vast majority are based on packet switching technique.

Therefore, as information flow in circuit-switched networks are the data exchanged between a pair of subscribers. Accordingly, the global flow feature is a pair of addresses (telephone numbers) subscribers communicate with each other. One feature of circuit-switched networks is the concept of an elementary channel.

Elementary channel

Elemental channel (or channel) — is a basic technical characteristics of the circuit switched network, which is fixed within a given type of network throughput value. Every link in the circuit switched network has a capacity of a multiple channel elementary adopted for this type of network.

In traditional telephone systems the value of the elementary channel speed is equal to 64 kbit / s, which is sufficient for high-quality digital voice.

For high-quality voice uses the frequency of sound vibrations amplitude quantization 8000 Hz (sampling time 125 ms intervals). To represent a measure of the amplitude is most often used 8-bit code, which makes 256 tone gradation (by sampling values).

In this case, the transmission of one voice channel is needed bandwidth 64 kbit / s:

8000 x 8 = 64000 bits / s or 64 kbit / s.

Such a voice channel is called an elementary channel digital telephone networks. A feature of the circuit switched network is that the bandwidth of each link must be equal to an integer number of elementary channels.

The composite channel

Communication constructed by switching (connection) of elementary channels, called a composite channel.

The properties of the composite channel:

composite channel throughout its length is made up of the same number of elementary channels;
composite channel has a constant and fixed bandwidth throughout its length;
composite channel is created temporarily for the period of the session two subscribers;
at the session, all the basic channels that are included in the composite channel, enter the exclusive use of subscribers, for which the composite channel has been created;
during the communication session in the subscribers can send network data rate not exceeding a channel capacity of the composite;
data received in a composite channel, the called subscriber is guaranteed to be delivered without delay, losses, and at the same rate (source rate) regardless of whether there is at this time in the other network connection or not;
after the end of the session the basic channels that were included with the corresponding composite channel, declared free and returned to the pool of resources allocated for use by other users.

Connection refused

Connection requests are not always successful.

If the path between the calling and called subscribers are no free channels or called basic node is busy, the malfunction occurs in the connection setup.

The advantage of circuit switching

Circuit switching technology is aimed at minimizing the accidental events in the network, ie a technology. In order to avoid any possible uncertainty much of the work on information exchange is carried out in advance, even before the start the data transfer. First, for a given address, the availability of the required basic channels all the way from the sender to the recipient. But in the case of bursty, this approach is inefficient, since 80% of the time channel may be idle.

Packet Switching

The most important principle of the networks with a packet switched data submission is transmitted over the network in the form of structurally separated from each other pieces of data called packets. Each packet has a header, which contains the destination address, and other supporting information (length of the data field, a checksum, and others.), Used for the delivery to the addressee of the package.

Having address in each packet is one of the most important features of packet switching technology, since each packet can be processed independently of the other switch packets constituting the network traffic. In addition to the title in the package may have one additional field to be placed at the end of the package and so-called trailer. In the trailer is usually placed checksum, which allows you to check whether the information has been corrupted during transmission over the network or not.

Partitioning the data into packets

Partitioning the data into packets takes place in several stages. Chain sender node generates transmission data, which is divided into equal parts. After that occurs the formation of a package by adding the header overhead. And the last stage is assembled packets into the original message to the destination node.

Partitioning the data into packets

Transferring data over a network as a packet

Packet Transmission Network

As in the circuit switched networks, packet switched networks, for each of the streams is determined manually or automatically route fixed in the stored tables for commutation switches. Packets entering the switch are processed and sent on a particular route

Uncertainty and asynchronous movement of data in packet-switched networks makes special demands on the switches in such networks.

The main difference between a packet switch of the switches in the circuit-switched networks is that they have an internal buffer memory for temporarily storing packets. Switch buffers need to harmonize data rates in communication links connected to its interfaces, as well as to harmonize the rate of arrival packets with their switching speed.

Methods of transfer packages

A switch can operate on the basis of one of three methods promote packages:

datagram transmission;
Transfer to the establishment of a logical connection;
Transfer to the establishment of a virtual channel.

Datagram transmission

Datagram transfer method based on the promotion of packet independent from each other. packet processing procedure is only determined by the values of parameters that it carries, and the current state of the network. And every single packet network is considered as a completely independent unit transfer — datagram.

Illustration datagram packet principle

Transfer to the establishment of a logical connection

Procedure for harmonization of the two end nodes of a network of some parameters of packet exchange process is called the establishment of a logical connection. Options negotiated by the two interacting nodes, called a logical connection parameters.

Virtual channel

The only pre-padded fixed route connecting end nodes to the packet-switched network, referred to as a virtual channel (virtual circuit or virtual channel). Virtual channels are laid for sustainable information flow. In order to isolate the data flow of the total traffic flow of each packet is marked with a special kind of sign — label. As with the establishment of a logical network connections, the virtual channel begins with a gasket from the source node a special package — the connection request.

Table switching networks using virtual channels is different from the switching table in datagram networks. It contains entries only passing through the switch virtual channels, and not all the possible destination address, as is the case in networks with datagram algorithm transfer.

Comparison circuit-switched and packet

Switching channels	Packet Switching
You must first establish a connection	No stage of establishing a connection (datagram method)
Location is only required when establishing a connection	Address and other service information are transmitted with each packet
The network may refuse a connection to the subscriber	The network is always ready to receive data from subscriber
Guaranteed bandwidth (bandwidth) for interacting subscribers	Network bandwidth for users is unknown, transmission delays are random
Real-time traffic is transferred without delay	Network resources are used effectively when transmitting bursty traffic
High transmission reliability	Possible data loss due to buffer overflow
Irrational use of channel capacity, reducing the overall efficiency of the network	Automatic dynamic bandwidth allocation of a physical channel between subscribers

9. МЕТОДЫ КОММУТАЦИИ

9.1. Коммутация каналов

В настоящее время для мультиплексирования абонентских каналов используются две техники:

частотного мультиплексирования (Frequency Division Multiplexing, FDM);
мультиплексирования с разделением времени (Time Division Multiplexing , Т D М).

Рассмотрим особенности этого вида мультиплексирования на примере телефонной сети.

Рис.37. Модуляция речевым сигналом

Рис. 38. Коммутация на основе частотного уплотнения

прием от каждого канала очередного байта данных;
составление из принятых байтов кадра, называемого также обоймой;
передача уплотненного кадра на выходной канал с битовой скоростью, равной N×64 Кбит/с .

Рис. 39. Коммутация на основе разделения канала во времени

Сети с динамической коммутацией требуют предварительной процедуры установления соединения между абонентами. Для этого в сеть передается адрес вызываемого абонента, который проходит через коммутаторы и настраивает их на последующую передачу данных. Запрос на установление соединения маршрутизируется от одного коммутатора к другому и в конце концов достигает вызываемого абонента. Сеть может отказать в установлении соединения, если емкость требуемого выходного канала уже исчерпана. Для FDM-коммутатора емкость выходного канала равна количеству частотных полос этого канала, а для TDM-коммутатора — количеству тайм-слотов , на которые делится цикл работы канала. Сеть отказывает в соединении также в том случае, если запрашиваемый абонент уже установил соединение с кем-нибудь другим. В первом случае говорят, что занят коммутатор, а во втором — абонент. Возможность отказа в соединении является недостатком метода коммутации каналов.

симплексный — передача осуществляется по линии связи только в одном направлении;
полудуплексный — передача ведется в обоих направлениях, но попеременно во времени. Примером такой передачи служит технология Ethernet ;
дуплексный — передача ведется одновременно в двух направлениях.

Тема 3.3: Прикладные программы для создания Веб-сайтов

Тема 3.4: Применение Интернет в экономике и защита информации

3.2. Сетевые технологии. Глобальные сети и технологии глобальных сетей

3.2.1. Глобальные сети с коммутацией каналов и пакетов

Глобальные сети Wide Area Networks (WAN), которые относятся к территориальными компьютерными сетями, предназначены, как и локальные сети для предоставления услуг, но значительно большему количеству пользователей, находящихся на большой территории.

В глобальных сетях существует три принципиально различные схемы коммутации:

коммутация каналов;
коммутация сообщений
коммутация пакетов;

Коммутация каналов в глобальных сетях – процесс, который по запросу осуществляет соединение двух или более станций данных и обеспечивает монопольное использование канала передачи данных до тех пор, пока не произойдет разъединение. Коммутация каналов подразумевает образование непрерывного составного физического канала из последовательно соединенных отдельных канальных участков для прямой передачи данных между узлами. Отдельные каналы соединяются между собой специальной аппаратурой – коммутаторами, которые могут устанавливать связи между любыми конечными узлами сети.

Коммутация сообщений в глобальных сетях – процесс пересылки данных, включающий прием, хранение, выбор исходного направления и дальнейшую передачу сообщений без нарушения их целостности. Используются в тех случаях, когда не ожидается немедленной реакции на сообщение. Сообщения передаются между транзитными компьютерами сети с временной буферизацией их на дисках каждого компьютера. Сообщениями называются данные, объединенные смысловым содержанием, имеющие определенную структуру и пригодные для обработки, пересылки или использования.

Источниками сообщений могут быть голос, изображения, текст, данные. Для передачи звука традиционно используется телефон, изображений – телевидение, текста – телеграф (телетайп), данных – вычислительные сети. Установление соединения между отправителем и получателем с возможностью обмена сообщениями без заметных временных задержек характеризует режим работы online. При существенных задержках с запоминанием информации в промежуточных узлах имеем режим offline.

Коммутация пакетов в глобальных сетях – это коммутация сообщений, представляемых в виде адресуемых пакетов, когда канал передачи данных занят только во время передачи пакета и по ее завершению освобождается для передачи других пакетов. Коммутаторы сети, в роли которых выступают шлюзы и маршрутизаторы, принимают пакеты от конечных узлов и на основании адресной информации передают их друг другу, а в конечном итоге станции назначения.

В глобальных сетях для передачи информации применяются следующие виды коммутации:

коммутация каналов (используется при передаче аудиоинформации по обычным телефонным линиям связи;
коммутация сообщений (применяется в основном для передачи электронной почты, в телеконференциях, электронных новостях);
коммутация пакетов (для передачи данных, в настоящее время используется также для передачи аудио — и видеоинформации).

Достоинством сетей коммутации каналов является простота реализации (образование непрерывного составного физического канала), а недостатком — низкий коэффициент использования каналов, высокая стоимость передачи данных, повышенное время ожидания других пользователей.

При коммутации сообщений передача данных (сообщения) осуществляется после освобождения канала, пока оно не дойдет до адресата.

Каждый сервер производит прием, проверку, сборку, маршрутизацию и передачу сообщения. К достоинствам можно отнести — уменьшение стоимости передачи данных. Недостатком данного способа является низкая скорость передачи информации, невозможность ведения диалога между пользователями.

Пакетная коммутация подразумевает обмен небольшими пакетами (часть сообщения) фиксированной структуры, которые не дают возможности образования очередей в узлах коммутации. Достоинства: быстрое соединение, надежность, эффективность использования сети.

Основы сетей передачи данных

Сертификат появляется в профиле ресурса INTUIT, и Вы можете заказать его бумажную версию на сайте INTUIT.

ИНТУИТ

вычислительная сеть
радиосеть
сеть передачи данных
телефонная сеть

Какие свойства многотерминальной системы отличают ее от компьютерной сети?

возможность удаленного запуска задач
иллюзия единоличного использования компьютера
централизованный характер обработки данных
никакие, так как многотерминальная система – это другое название компьютерной сети

Какое из утверждений ошибочно?

первые сетевые операционные системы появились с возникновением первых глобальных сетей
первые глобальные сети использовали каналы телефонных сетей
голосовые данные всегда передаются по телефонным сетям в цифровой форме

Когда появилась глобальная сеть Internet?

в середине 60-х годов
в начале 70-х годов
в середине 70-х годов
в начале 80-х годов
в конце 80-х годов
в середине 90-х годов

Какие из перечисленных терминов являются синонимами?

телевизионная сеть
первичная сеть
вычислительная сеть
компьютерная сеть

Какие из утверждений, по вашему мнению, ошибочны?

целью создания первых глобальных компьютерных сетей было налаживание обмена сообщениями (электронная почта)
первые глобальные сети называют также первичными сетями
глобальная сеть ARPANET послужила основой для создания Internet

Какие из перечисленных научно-технических направлений можно назвать «корнями» компьютерных сетей?

телефонные сети
алгоритмические языки программирования
распределенные вычислительные системы
радиосети
сети электропередачи

Когда впервые были получены значимые практические результаты по объединению компьютеров с помощью глобальных связей?

в конце 50-х
в конце 60-х
в конце 70-х

Что такое ARPANET?

сеть суперкомпьютеров оборонных и научно-исследовательских центров США
международная исследовательская сеть
технология создания глобальных сетей

Какие из утверждений, по вашему мнению, ошибочны?

SNA – это сетевая технология, разработанная для сети ARPANET
созданием и стандартизацией сетей X.25 занималась компания IBM
первые глобальные сети строились на основе коммутации каналов

Какие из перечисленных терминов являются синонимами?

компьютерная сеть
сеть передачи данных
телекоммуникационная сеть
телефонная сеть

Какое из этих событий произошло позже других?

изобретение Web
появление стандартных технологий LAN
начало передачи голоса в цифровой форме по телефонным сетям

Какое из перечисленных событий послужило толчком к разработке стандартных технологий LAN?

создание стека TCP/IP
появление персональных компьютеров
опыт разработки глобальных сетей

Когда была стандартизована технология FDDI?

в 1975 г.
в 1980 г.
в 1985 г.
в 1989 г.

Какие из перечисленных технологий были стандартизированы к 1985 году?

Ethernet 10 Мбит/c
Gigabit Ethernet 1000 Мбит/c
Token Ring
FDDI

Какие сети появились раньше?

LAN
WAN
LAN и WAN появились одновременно

Какое из перечисленных событий послужило стимулом к активизации работ по созданию LAN?

появление мини-компьютеров
достижения в области прикладного программирования
возникновение Internet

Какая операционная система сыграла в свое время наиболее значительную роль в популяризации и распространении сетевых протоколов?

Windows xx
OS/2
Unix
OS/360

Какие компьютеры появились раньше?

миникомпьютеры
мэйнфреймы
персональные компьютеры

Какие задачи из перечисленных как правило берут на себя контроллеры ПУ компьютера и устройства управления ПУ?

согласование уровней электрических сигналов
синхронизация приемника и передатчика
проверка правильности передачи байта (подсчет контрольной суммы)
контроль наличия байтов-дубликатов
контроль потерянных байтов
опрос состояния устройства
проверка доступности приложения

Когда была стандартизована технология Token Ring?

в 1975 г.
в 1980 г.
в 1985 г.
в 1989 г.

Почему пользователи LAN изначально получили более удобную операционную среду, чем пользователи глобальных сетей?

в LAN использовались более качественные линии связи
у пользователей LAN была более высокая потребность в удобстве работы
к тому времени индустрия программирования вышла на более высокий уровень

Когда была стандартизована технология Ethernet?

в 1975 г.
в 1980 г.
в 1985 г.
в 1989 г.

Какие задачи выполняет ОС при обмене с периферийным устройством?

решает, может ли быть выполнена требуемая операция обмена
принимает запрос на обмен от приложения
передает запрос драйверу ПУ
принимает информацию из сети от устройства управления ПУ

Какие из перечисленных модулей участвуют в реализации связи компьютера с ПУ?

контроллер ПУ
драйвер контроллера ПУ
драйвер устройства управления ПУ
устройство управления ПУ

Что такое редиректор ОС (может быть несколько правильных ответов)?

клиентский модуль
серверный модуль
модуль, который распознает запросы к удаленным ресурсам
модуль, отвечающий за администрирование пользователей

Какие пункты относятся к работе серверной компоненты сетевой ОС?

получает запрос из сети
получает запрос локально
передает запрос для выполнения в сеть
ответ посылает в сеть
выполняет полученный запрос локально
преобразует формат запроса перед отправкой в сеть
преобразует формат ответа после получения его из сети
все время находится в активном состоянии в ожидании запросов
активизируется по запросу.

Какие компоненты включает понятие «интерфейс устройства»?

электрический разъем
набор проводов
правила обмена сигналами

Какие (какое) из перечисленных действий, как правило, выполняются драйвером периферийного устройства?

преобразование байта из внешнего регистра (порта) контроллера в последовательность бит
передача каждого бита в линию связи
загрузка данных из оперативной памяти во внутренний буфер контроллера
обрамление байта стартовым и стоповым битами — синхронизация
формирование бита четности

К какому компоненту сетевой ОС может быть отнесен драйвер?

серверный модуль
коммуникационные средства
клиентский модуль

Какая информация передается по каналу, связывающему внешние интерфейсы компьютера и ПУ?

данные, поступающие от контроллера на ПУ
команды управления, которые контроллер передает на устройство управления ПУ
данные, возвращаемые устройством управления ПУ в компьютер
команды, которые устройство управления ПУ передает в компьютер

Какие из перечисленных действий, как правило, выполняются аппаратно, контроллером ПУ?

подсчет контрольной суммы последовательности байт
анализ состояния ПУ
передача в ОС байта данных из регистра контроллера
установка признака завершения приема/передачи байта

Какие из перечисленных компонентов непременно должны быть в составе ОС, чтобы компьютер мог выполнять запросы из сети?

серверный модуль
коммуникационные средства
клиентский модуль

К какому типу топологии можно отнести структуру, образованную тремя связанными друг с другом узлами (в виде треугольника)?

Какая из конфигураций отличается повышенной надежностью?

общая шина
«кольцо»
«звезда»

К какому типу адреса можно отнести адрес — 128.245.23.170?

плоский
иерархический
символьный
числовой

Какие из утверждений по вашему мнению верные?

для связи 6 узлов в полносвязную сеть необходимо 30 физических однонаправленных линий
для связи 6 узлов в полносвязную сеть необходимо 18 дуплексных физических каналов
для связи 6 узлов в полносвязную сеть необходимо 15 физических однонаправленных линий
для связи 6 узлов в полносвязную сеть необходимо 15 дуплексных физических каналов

Какой тип конфигурации наиболее распространен сегодня в локальных сетях?

полносвязная
ячеистая
«кольцо»
«звезда»

К какому типу адреса можно отнести адрес www.Intu.ru?

плоский
иерархический
символьный
сетевой

Пусть имеется три адреса: WWW.intuit.ru, 123.34.25.145, 0081345e45c1. Какие из утверждений относительно этих адресов вы считаете верными?

0081345e45c1 – адресует один сетевой интерфейс
все три адреса могут относиться к одному и тому же сетевому интерфейсу
123.34.25.145 иерархический адрес сети
WWW.intuit.ru адресует приложение

К какому типу топологии можно отнести структуру, образованную тремя последовательно соединенными друг с другом узлами (последний не связан с первым)?

К какому типу топологии можно отнести структуру, образованную четырьмя связанными узлами в виде квадрата?

К какому типу адреса можно отнести адрес 20-34-а2-00-с2-27?

плоский
иерархический
символьный
числовой

Частным случаем какой конфигурации является общая шина?

полносвязная
«кольцо»
«звезда»

Что из перечисленного может служить признаком потока?

адрес получателя
номер пакета
метка
идентификатор интерфейса, с которого пришли данные

Какие из этих утверждений могут быть в некоторых случаях верными?

маршруты фиксируются в коммутаторах путем жесткого соединения пар интерфейсов
маршруты определяются администратором и заносятся вручную в специальную таблицу
таблица маршрутов строится автоматически сетевым программно-аппаратным обеспечением
для каждого коммутатора строится своя таблица маршрутов, которая на нем и хранится
таблица маршрутов хранится централизованно на одном из сетевых устройств

Какое из этих устройств можно назвать коммутатором?

маршрутизатор
мост
автоматическая телефонная станция
ни одно из перечисленных

В каком из случаев совокупность данных может быть определена как поток, если идет речь о задаче коммутации?

совокупность данных, генерируемых определенным приложением и направляемых по определенному адресу
совокупность данных, которыми обмениваются все компьютеры между собой
совокупность данных, поступающих на определенный входной интерфейс коммутатора
совокупность данных, которые направляются от определенного узла к другому определенному узлу

Что из перечисленного может служить признаком потока?

адрес получателя
адрес отправителя
идентифицирующая информация о приложении, порождающем данный трафик
идентификатор интерфейса, с которого пришли данные

Какие из критериев могут использоваться при выборе маршрута?

номинальная пропускная способность
загруженность каналов связи
количество промежуточных транзитных узлов
надежность каналов и транзитных узлов

Какое из этих устройств можно назвать коммутатором?

мультиплексор
электрический выключатель
автоматическая телефонная станция
ни одно из перечисленных

Может ли возникать задача выбора маршрута в полносвязной сети?

нет, никогда
да, всегда
в некоторых случаях

Какой тип устройств может выполнять функции коммутатора?

специализированное программно-аппаратное устройство
универсальный компьютер с установленным соответствующим программным обеспечением
полностью аппаратное устройство

Какие из утверждений о маршруте, на ваш взгляд, не всегда верны?

маршрут, который проходят данные по пути от отправителя к получателю – это последовательность промежуточных узлов (интерфейсов)
при определении маршрута всегда выбирается один из нескольких возможных путей
каждый маршрут назначается для определенного потока данных
из нескольких возможных маршрутов всегда выбирается оптимальный

Какой способ коммутации наиболее распространен сегодня в компьютерных сетях?

коммутация каналов
коммутация пакетов
коммутация сообщений

Какие свойства относятся к сетям с коммутацией пакетов?

гарантированная пропускная способность (полоса) для взаимодействующих абонентов
каждая порция данных снабжается адресом
трафик реального времени передается без задержек
сеть может отказать абоненту в установлении соединения

Какой элемент сети с коммутацией каналов может отказать запрашивающему узлу в установлении составного канала?

никакой, сеть всегда готова принять данные от абонента
любой промежуточный узел
конечный узел-получатель

Какие из перечисленных ниже свойств относятся к сетям с коммутацией каналов?

обязательная задержка перед передачей данных из-за фазы установления соединения
низкий и постоянный уровень задержки передачи данных через сеть
возможность динамически перераспределять пропускную способность физических каналов связи между абонентами в соответствии с реальными потребностями их трафика
переменная величина задержки пакетов данных
ресурсы сети используются эффективно при передаче пульсирующего трафика
постоянная и известная скорость передачи данных по установленному между конечными узлами каналу
неопределенность скорости передачи данных между абонентами сети
возможные потери данных из-за переполнения буферов
гарантированная пропускная способность (полоса) для взаимодействующих абонентов
каждая порция данных снабжается адресом
трафик реального времени передается без задержек
сеть может отказать абоненту в установлении соединения

Какие свойства относятся к сетям с коммутацией каналов?

сеть всегда готова принять данные от абонента
ресурсы сети используются эффективно при передаче пульсирующего трафика
пропускная способность сети для абонентов неизвестна, задержки передачи носят случайный характер
трафик реального времени передается без задержек

Какие из перечисленных ниже свойств относятся к технологии с коммутацией сообщений?

близка к технологии коммутации пакетов
каждая порция данных снабжается адресом
передаваемая порция данных может храниться на транзитных узлах достаточно долгое время
используется для передачи несрочных данных
допускает использование коммутируемых каналов

Какие свойства характерны для сетей с коммутацией каналов?

адрес используется только на этапе установления соединения
каждая порция данных снабжается адресом
пропускная способность сети для абонентов неизвестна, задержки передачи носят случайный характер
сеть может отказать абоненту в установлении соединения

Какая из перечисленных ниже технологий основана на коммутации пакетов?

Ethernet
Token Ring
SDH
телефонные сети

Какие из перечисленных ниже свойств сетей с коммутацией каналов являются их недостатками?

обязательная задержка перед передачей данных из-за фазы установления соединения
постоянная и известная скорость передачи данных по установленному между конечными узлами каналу
возможность отказа сети в обслуживании запроса на установление соединения
низкий и постоянный уровень задержки передачи данных через сеть

Используется ли буферизация в сетях с коммутацией каналов?

всегда, на каждом промежуточном узле
нет, никогда
иногда, при большой загрузке сети

Какие из перечисленных ниже свойств сетей с коммутацией пакетов негативно сказываются на передаче мультимедийной информации?

возможность динамически перераспределять пропускную способность физических каналов связи между абонентами в соответствии с реальными потребностями их трафика
неопределенность скорости передачи данных между абонентами сети, обусловленная зависимостью задержек в очередях буферов коммутаторов сети от общей загрузки сети
переменная величина задержки пакетов данных, которая может быть достаточно продолжительной в моменты мгновенных перегрузок сети
возможные потери данных из-за переполнения буферов

Переведите на русский язык следующие термины (в том же порядке, как они перечислены в вопросе): permanent, dedicated, leased

арендуемый, постоянный, выделенный
выделенный, постоянный, арендуемый
постоянный, выделенный, арендуемый
постоянный, арендуемый, выделенный

Определите, на сколько увеличится время передачи данных в сети с коммутацией пакетов по сравнению с сетью коммутации каналов, если известно:
• общий объем передаваемых данных — 200 Кбайт;
• суммарная длина канала 5000 км, (скорость передачи сигнала примите равной 0,66 скорости света);
• пропускная способность канала 2Мбит/c;
• размер пакета без учета заголовка — 4 Кбайт;
• заголовок — 40 байт;
• межпакетный интервал — 1 мс;
• количество промежуточных коммутаторов — 10;
• время коммутации — 20мс.

примерно на 640 мс
примерно на 490 мс
примерно на 360 мс
примерно на 420 мс

Какие из перечисленных концепций характерны для сетевой технологии Ethernet?

коммутация каналов
топология «общая шина»
иерархическая адресация
разделяемая передающая среда

Какие из перечисленных свойств характерны для сетей с дейтаграммным продвижением данных?

устойчивые пути следования трафика
учет существования в сети потоков
независимая маршрутизация каждого пакета
выбор следующего узла осуществляется только на основании адреса назначения

Какие из перечисленных утверждений вы считаете правильными?

использование больших пакетов в некоторых случаях может повысить эффективность работы сети, так как при этом снижается относительная доля передаваемой по сети служебной информации
при надежных каналах более эффективны короткие пакеты
оптимальный размер пакетов очень сложно определить, так как он зависит от многих факторов
в сети, в которой работают мультимедийные приложения пакеты не должны быть большими

Какие из перечисленных свойств характерны для сетей с виртуальными каналами?

коммутация пакетов
использование меток
независимая маршрутизация каждого пакета
уменьшение накладных расходов на передачу в пакете служебной информации

Оцените время передачи данных объемом 50Кбайт через канал длиной 3000 км со скоростью 2 Мбита/с (время распространения электрического сигнала примите равной 0.66 скорости света).

40 мс
210 мс
202 мс
35 мс

В каких сетях используется технология виртуальных каналов?

Х.25
Ethernet
ATM
Frame Relay

Какие свойства характерны для статической коммутации?

пара пользователей может заказать соединение на длительный период времени
в общем случае любой пользователь сети может по своей инициативе соединиться с любым другим пользователем сети
соединение устанавливается не пользователями, а персоналом, обслуживающим сеть
период соединения между парой пользователей составляет от нескольких секунд до нескольких часов и завершается при выполнении определенной работы — передачи файла, просмотра страницы текста или изображения и т. п.

Какие свойства характерны для динамической коммутации?

время, на которое устанавливается коммутация, составляет обычно несколько месяцев
разрешается устанавливать соединение по инициативе пользователя сети
режим динамической коммутации в сетях с коммутацией каналов часто называют сервисом выделенных или арендуемых каналов
коммутация выполняется только на время сеанса связи, а затем (по инициативе одного пользователя) разрывается

Какие из перечисленных концепций характерны для сетевой технологии Ethernet?

коммутация пакетов
произвольная топология
иерархическая числовая адресация
разделяемая передающая среда

Какие из перечисленных концепций характерны для сетевой технологии Ethernet?

коммутация пакетов
типовая топология «общая шина»
плоская числовая адресация
разделяемая передающая среда

Внимание !
Вопросы к тесту выложены исключительно в ознакомительных целях: количество вопросов может не совпадать с действительным, актуальность не поддерживается,- за решением теста Welcome to the cashier!
Если все коммуникационные устройства в приведенном фрагменте сети являются коммутаторами, то на каких портах появится кадр, если его отправил компьютер А компьютеру В?

на 5 и 6
на 4, 5 и 6
на 4, 5, 6 и 7
на 4, 5, 6, 7 и 12
на всех

Укажите, какие из перечисленных терминов являются синонимами?

hub
switch
concentrator
repeater

Укажите, какие из указанных различий между мостом и коммутатором имеют место в действительности.

коммутатор может работать в сети, имеющей конфигурацию с обратными связями, а мост — нет
коммутатор в принципе имеет более высокую производительность за счет параллелизма работы портов
коммутатор, в отличие от моста, изолирует трафик одной подсети от трафика другой, повышая общую производительность передачи данных в сети
нет отличий

Укажите какие из перечисленных терминов являются синонимами?

hub
switch
concentrator
router
repeater
gateway

К чему приведет замена концентратора, связывающего фрагменты сети, коммутатором?

увеличится пропускная способность, приходящаяся на каждый пользовательский компьютер
появится возможность использовать в соединяемых фрагментах существенно различающиеся сетевые технологии
появится возможность добавлять активные резервные связи
повысится надежность сети

Если все коммуникационные устройства в приведенном фрагменте сети являются коммутаторами, кроме одного концентратора, к которому подключены компьютеры А и В, то на каких портах появится кадр, если его отправил компьютер А компьютеру D?

на 5 и 7, 12, 15, 17, 16, 11, 8, 3, 1
на 4,5,6 и 7, 12, 15, 17, 16, 11, 8, 3, 2, 1
на 4,5,6 и 7, 12, 15, 17, 16, 11, 8, 3, 1
на всех

Какова максимальная длина непрерывного отрезка тонкого коаксиального кабеля в односегментной сети Ethernet?

85 м
158 м
185 м
58 м

Укажите, какие из перечисленных терминов относятся к функционально подобным устройствам?

router
switch
concentrator
bridge

Пусть администратору требуется модернизировать сеть так, чтобы каждый пользователь получил дополнительную пропускную способность, при этом администратор сохраняет в сети технологию Fast Ethernet 100 Mб/сек. Какие из перечисленных ниже подходов могут привести к требуемому результату?

увеличить число концентраторов, тем самым уменьшив число пользовательских компьютеров , подключенных к каждому из них
заменить концентраторы на коммутаторы
задачу решить невозможно без перехода на более производительную технологию

Если все коммуникационные устройства в приведенном фрагменте сети являются концентраторами, то на каких портах появится кадр, если его отправил компьютер А компьютеру В?

на 5 и 6
на 4, 5 и 6
на 4, 5, 6 и 7
на 4, 5, 6, 7 и 12
на всех

Какие из утверждений ошибочны?

сеть Ethernet, имеющая топологию «звезда» с концентратором в центре, надежнее, чем та же сеть на коаксиальном кабеле, имеющая структуру «общая шина»
добавление в сеть концентратора всегда изменяет физическую топологию сети
добавление в сеть коммутатора всегда изменяет логическую топологию сети
концентратор Token Ring повторяет входные сигналы на всех своих портах, кроме того, с которого эти сигналы поступают

Пусть сеть состоит из идентичных компьютеров, на которых установлены однотипные ОС. За одним из компьютеров административно закреплены функции по обслуживанию запросов остальных компьютеров. Например, все пользователи сети хранят свои файлы на диске этого компьютера. К какому типу сети вы отнесете эту сеть?

сеть с выделенным сервером
одноранговая сеть
гибридная сеть

Какие из утверждений вы считаете верными?

в операционной системе выделенного сервера могут быть активно работающие клиентские части
для повышения производительности выделенного сервера разработчики ОС существенно ограничивают число поддерживаемых ею сетевых служб
серверные и клиентские версии одной и той же операционной системы рассчитаны на поддержку одинакового числа сетевых соединений

Какие из утверждений вы считаете верными?

сеть может состоять только из клиентских узлов
сеть может состоять только из серверных узлов
сеть может состоять частично из серверных, частично из клиентских узлов
сеть может состоять из узлов, на которых работает и серверное,и клиентское программное обеспечение

Пусть в сети на одном из компьютеров установлена серверная ОС NetWare, а на некоторых клиентских компьютерах установлены ОС, в составе которых есть серверные модули, позволяющие выполнять запросы к локальным файлам из сети. К какому типу сети вы отнесете эту сеть?

сеть с выделенным сервером
одноранговая сеть
гибридная сеть

Для выполнения каких операций оптимизирована серверная операционная система Novell NetWare?

доступ к файлам
разработка приложений
печать
почтовая служба

Какие из перечисленных свойств относятся к сетям с выделенным сервером?

отсутствие центрального места хранения разделяемых файлов
не требуют специальной должности администратора сети
обладают сильной централизованной защитой
освобождают пользователей от задачи управления разделяемыми ресурсами
способность обслуживать одновременно большое количество сетевых соединений

В какой из сетей может быть эффективным использование одноранговых ОС?

в небольшой сети
в очень крупной сети
размер сети не имеет значения

Какие из этих ОС могут использоваться для построения одноранговых сетей?

NetWare
Windows 2000 Professional
Windows 95/98
MS-DOS

В каком из указанных случаев идет речь об одноранговой сети?

сеть состоит из узлов, на которых установлены либо только клиентские модули сетевых служб, либо только серверные их части
сеть состоит из узлов, каждый из которых включает и клиентские, и серверные части
сеть, состоит из узлов, программное обеспечение которых может быть как исключительно серверным или клиентским, так и смешанным.

Какие из утверждений вы считаете верными?

в одноранговой сети функциональные возможности всех узлов потенциально равны
в одноранговой сети некоторые узлы могут играть роль выделенных серверов
одноранговые сети сложно администрировать
специализация компьютера в одноранговой сети для работы в роли сервера достигается установкой дополнительного программного обеспечения.

Что из перечисленного можно привести в качестве примера информационного центра телекоммуникационной сети?

система, которая в сети сотовой связи подсчитывает плату за полученные услуги
базы данных учетной информации пользователей, хранящие их имена и пароль
централизованная система управления сетью
ничего из перечисленного

Каким образом альтернативный оператор может обеспечить массовым клиентам доступ к ресурсам своей сети?

проложив собственные абонентские окончания до помещений клиентов
построив собственную магистраль
взяв абонентские окончания в аренду у традиционного оператора связи
заключив договор с традиционным оператором связи о маршрутизации трафика клиентов в свою сеть

О каком типе сетей идет речь?
• эти сети объединяют более мелкие сети в пределах отдельного здания или одной территории;
• глобальные соединения не используются;
• службы такой сети предоставляют всем сотрудникам доступ к общим базам данных предприятия.

корпоративная сеть
сеть кампуса
сеть оператора
сеть отдела

Какие определения операторов связи являются общеупотребительными?

альтернативный оператор
оператор операторов
безальтернативный оператор
провайдер

Способность компьютерной сети как распределенной системы выполнять параллельные вычисления позволяет ей:

работать с более высокой производительностью, по сравнению с отдельным компьютером (при равных характеристиках процессоров)
работать с более высокой надежностью, чем отдельный компьютер (при равных характеристиках процессоров)
ни то, ни другое

О каком типе сетей идет речь?
• тысячи пользовательских компьютеров, сотни серверов;
• высокая степень гетерогенности компьютеров, коммуникационного оборудования, операционных систем и приложений;
• используются глобальные связи.

корпоративная сеть
сеть кампуса
сеть оператора
сеть отдела

Какой англоязычный термин соответствует приведенному ниже определению?
Сеть, предназначенная для концентрации информационных потоков, поступающих по многочисленным каналам связи от оборудования пользователей

backbone
access network
core network
operating network

Укажите, к чему в концептуальном плане приводит замена централизованной вычислительной системы распределенной компьютерной сетью:

снижается отказоустойчивость системы
повышается живучесть системы
никак не влияет

О каком типе сетей идет речь?
• используются группой сотрудников до 100-150 человек;
• все сотрудники сети связаны с решением частной бизнес-задачи;
• создаются на основе какой-либо одной сетевой технологии.

корпоративная сеть
сеть кампуса
сеть оператора
сеть отдела

Может ли в телекоммуникационной сети сообщение, посланное одним абонентом другому, дойти до адресата, минуя магистраль?

Что стандартизирует модель OSI?

правила взаимодействия двух сетевых объектов, последовательность и форматы сообщений, которыми они обмениваются
количество уровней
названия уровней
функции, относящиеся к каждому уровню
уровни электрических сигналов
форматы кадров

На каком уровне модели OSI работает прикладная программа?

physical layer
data-link layer
network layer
transport layer
seance layer
presentation layer
application layer
ни на одном из них

В каком из типов устройств реализуются функции канального уровня модели OSI?

маршрутизатор
коммутатор
концентратор
повторитель
сетевой адаптер

Какое название традиционно используется для единицы передаваемых данных на сетевом уровне?

пакет
сообщение
кадр
поток

Пусть на двух компьютерах, подключенных к одной сети, установлен один и тот же набор коммуникационных протоколов, например, TCP/IP. Однако межуровневые интерфейсы в стеке протоколов одного компьютера отличаются от межуровневых интерфейсов другого. В частности они обладают различающимися API. Можно ли в принципе разработать нормально функционирующее сетевое приложение, одна часть которого установлена на одном из этих компьютеров, а вторая – на другом.

Какие из приведенных утверждений вы считаете ошибочными?

термины «интерфейс» и «протокол», в сущности, являются синонимами
понятие «интерфейс» традиционно относят к описанию взаимодействия одноуровневых средств, установленных на разных узлах
протоколом называют программный модуль, решающий специфическую задачу взаимодействия систем
протокол – это совокупность правил взаимодействия, включающих последовательность обмена сообщениями и их форматы

Какое название традиционно используется для единицы передаваемых данных на канальном уровне?

пакет
сообщение
кадр
дейтаграмма
поток

Можно ли представить другой вариант модели взаимодействия открытых систем с другим количеством уровней, например 8 или 5?

да, 7 уровней — это только одно из возможных решений
нет, природа сетей требует определения именно 7 уровней
уже существует новая версия модели OSI из 12 уровней

Протоколы транспортного уровня устанавливаются:

только на конечных узлах
только на промежуточном коммуникационнном оборудовании (маршрутизаторах)
и на тех, и на других

К какому уровню модели OSI вы отнесли бы технологию коммутации каналов SDH?

к сетевому
к канальному
к физическому
к канальному и физическому
модель не применима к этой технологии

Ниже перечислены уровни модели OSI. Отметьте, какие из названий уровней не соответствуют стандарту?

physical layer
data-link layer
network layer
transport layer
seances layer
presentation layer
application layer

В каком из типов устройств реализуются функции физического уровня модели OSI?

Маршрутизатор
коммутатор
мост
повторитель
fg
сетевой адаптер

На каком уровне модели OSI работают сетевые службы?

сетевом
прикладном
сеансовом
ни на каком из перечисленных

Какое название традиционно используется для единицы передаваемых данных на прикладном уровне?

пакет
сообщение
кадр
дейтаграмма
поток

Какая организация разработала стандарты сетей Ethernet?

ISO
ITU
IEEE
ANSI
ни одна из перечисленных

Какие из перечисленных терминов являются синонимами?

стандарт
спецификация
RFC
никакие

Отметьте основные особенности стека TCP/IP:

универсальная адресация
экономичность в использовании вычислительных ресурсов
ограниченное использование широковещательных сообщений
наличие средств фрагментации

Что стандартизует семиуровневая модель OSI?

протоколы всех семи уровней
форматы сообщений, используемых на каждом уровне
количество и названия уровней
интерфейсы между уровнями
перечень основных задач, решаемых каждым уровнем

Пусть малоизвестная небольшая компания предлагает нужный вам продукт с характеристиками, превосходящими характеристики аналогичных продуктов известных фирм. В каком из перечисленных вариантов действий ваши действия можно считать согласующимися с принципом открытых систем?

приму предложение, проверив прилагаемую документацию и убедившись, что в ней указаны характеристики, превосходящие известные аналоги
приму предложение только после того, как проведу тестирование и удостоверюсь, что характеристики действительно лучше
откажусь от продукта неизвестной компании, так как есть риск ее исчезновения, а значит, могут быть проблемы с поддержкой

Какие из утверждений вы считаете ошибочными?

на нижних уровнях модель OSI поддерживает Ethernet, Token Ring, FDDI, протоколы глобальных сетей, X.25 и ISDN
все RFC – это стандарты Internet
стек IPX/SPX является оригинальной разработкой фирмы Novell
стек NetBIOS/SMB не может использоваться для построения составных сетей

К какому типу стандартов относятся современные RFC?

стандарты отдельных фирм
государственные стандарты
национальные стандарты
международные стандарты

В какой последовательности идет разработка стандартов Internet?

draft, draft standard, proposed standard, standard
proposed standard, draft standard, draft, standard
draft, proposed standard, draft standard, standard
proposed standard, draft, draft standard, standard

Какое из административных подразделений Internet непосредственно занимается стандартизацией?

ISOC
IETF
IRTF
InterNIC

Какая организация стояла у истоков создания и стандартизации стека TCP/IP?

Какие из перечисленных систем можно отнести к числу открытых?

ОС Unix
сеть Internet
технологию Ethernet
ни одну из перечисленных

На каком уровне модели OSI работает прикладная программа?

application layer
session layer
presentation layer
transport layer
ни на одном из перечисленных

Какие из утверждений верны?

сеть может обладать высокой пропускной способностью, но вносить значительные задержки при передаче каждого пакета
для голосового трафика высокая надежность сети важнее, чем низкая вариация задержки
сервис «best effort» обеспечивает приемлемое качество обслуживания только при наличии в сети избыточной пропускной способности

Какая из следующих пар характеристик представляет собой синонимы?

полоса пропускания и пропускная способность
время реакции и задержка передачи
расширяемость и масштабируемость
ни одна из них

Какие из утверждений верны?

сеть может иметь разные значения пропускной способности на разных участках
пропускная способность сети равна максимально возможной скорости передачи данных
пропускная способность зависит от объема передаваемого трафика
пропускная способность – величина постоянная для каждой технологии

Какие задачи из перечисленных могут брать на себя контролеры ПУ компьютера и устройства управления ПУ?

синхронизация приемника и передатчика
согласование уровней электрических сигналов
контроль наличия байтов-дубликатов
проверка правильности передачи байта (подсчет контрольной суммы)
контроль потерянных байтов
проверка доступности приложения

Какая из перечисленных организаций непосредственно занимается стандартизацией Internet?

Какой англоязычный термин соответствует приведенному ниже определению? Сеть, предназначенная для концентрации информационных потоков, поступающих по многочисленным каналам связи от оборудования пользователей

core network
operating network
access network
backbone

Каким свойством, прежде всего, должна обладать сеть, чтобы к ней можно было отнести известный лозунг компании Sun Microsystems: «Сеть — это компьютер»?

отличная масштабируемость
высокая степень прозрачности
высокая надежность
высокая производительность

Какие из утверждений по вашему мнению верные?

для связи 6 узлов в полносвязную сеть необходимо 15 дуплексных физических каналов
для связи 6 узлов в полносвязную сеть необходимо 15 физических однонаправленных линий
для связи 6 узлов в полносвязную сеть необходимо 18 дуплексных физических каналов

Какие пункты относятся к работе серверной компоненте сетевой ОС?

преобразует формат запроса перед отправкой в сеть
получает запрос локально
получает запрос из сети
преобразует формат ответа после получения его из сети
все время находится в активном состоянии в ожидании запросов
передает запрос для выполнения в сеть
выполняет полученный запрос локально
активизируется по запросу.
ответ посылает в сеть

Какие из перечисленных ниже свойств относятся к сетям с коммутацией каналов?

обязательная задержка перед передачей данных из-за фазы установления соединения
постоянная и известная скорость передачи данных по установленному между конечными узлами каналу
низкий и постоянный уровень задержки передачи данных через сеть
неопределенность скорости передачи данных между абонентами сети
возможность динамически перераспределять пропускную способность физических каналов связи между абонентами в соответствии с реальными потребностями их трафика

Укажите, какие из перечисленных устройств являются функционально подобными мосту:

Какие из перечисленных терминов являются синонимами?

компьютерная сеть, сеть передачи данных
телекоммуникационная сеть, телефонная сеть
телефонная сеть, сеть передачи данных
сеть передачи данных, телекоммуникационная сеть

Укажите, какие из перечисленных терминов являются синонимами?

Ниже перечислены уровни модели OSI. Отметьте, какое из названий уровней не соответствуют стандарту?

transport layer
application layer
physical layer
presentation layer
network layer
session layer
data link layer

Оцените время передачи данных объемом 50Кбайт через канал длиной 3000 км со скоростью 2 Мбита/с (скорость распространения электрического сигнала примите равной 0.66 скорости света).

35 мс
202 мс
220 мс
40 мс

Вы можете обратится к нам напрямую, через:

По Skype: molodoyberkut
По Telegram: @MolodoyBerkut
По ICQ: 657089516

Какие свойства характерны для динамической коммутации

Курс лекций по информационным технологиям Интернет-Университета Информационных Технологий

Виртуальные каналы в сетях с коммутацией пакетов

Вариант 2

Вариант 3

Особенности характерные для сетей с коммутацией каналов. Общие свойства сетей с коммутацией каналов. II.70-е годы. Появление сети передачи данных

Коммутация пакетов

Коммутация каналов

Коммутация пакетов

Коммутация сообщений

Какие свойства характерны для сетей с коммутацией каналов. Общие свойства сетей с коммутацией каналов

Elementary channel

The composite channel

Connection refused

The advantage of circuit switching

Packet Switching

Partitioning the data into packets

Transferring data over a network as a packet

Methods of transfer packages

Datagram transmission

Transfer to the establishment of a logical connection

Virtual channel

Comparison circuit-switched and packet

Тема 3.3: Прикладные программы для создания Веб-сайтов

Тема 3.4: Применение Интернет в экономике и защита информации

3.2. Сетевые технологии. Глобальные сети и технологии глобальных сетей

3.2.1. Глобальные сети с коммутацией каналов и пакетов

Основы сетей передачи данных

Добавить комментарий Отменить ответ