Коммутация пакетов

В сетях с коммутацией пакетов представление информации, передаваемой по сети, происходит в виде структурно отделенных друг от друга порций данных, называемых пакетами.

· Пакет чаще всего состоит из:

1. Заголовка (Head), содержащего, адрес назначения, размер поля данных и прочую служебную информацию, используемую для доставки пакета адресату.

Наличие адреса в каждом пакете является одним из важнейших особенностей техники коммутации пакетов, т.к. каждый пакет может быть обработан коммутатором независимо от других пакетов, составляющих сетевой трафик.

2. Поля данных (Data).

3. Конечного поля (Tail), концевик - зачастую, содержащего контрольную сумму, которая позволяет проверить, была ли искажена информация при передаче через сеть или нет.

· Пакеты поступают в сеть без предварительного резервирования линии связи. Пропускная способность так же не обеспечивается (не считая особых модификаций). Предполагается, что сеть с коммутацией пакетов, в отличие от сети с коммутацией каналов, всегда готова принять пакет от конечного узла.

· 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 в их заголовках, а также в таблице коммутации.

(Т.е. за продвижение пакетов в такой сети отвечают маршрутизаторы. Они определяют соседний узел, в который нужно передвинуть пакет для приближения его к пункту назначения, где свободно, куда ближе, чтобы дойти до нужного пункта).

· Пакеты могут теряться, искажаться, приходить в изменённом порядке.

Разбиение данных на пакеты:

Передача данных по сети в виде пакетов:

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. -> не исключены ситуации, когда пакеты, принадлежащими одному и тому же потоку, перемещаются по сети с разными скоростями и приходят к месту назначения не в том порядке, в котором были отправлены.

Разделение данных на пакеты позволяет передавать неравномерный компьютерный трафик более эффективно, чем в сетях с коммутацией каналов. Пропускная способность линии используется более рационально, без длительных простоев.

Сглаживание трафика в сетях с коммутацией пакетов:

Потоки пакетов, поступающие от конечных узлов 3,4 и 10 передаются в направлении коммутатора 8 и 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.

Достоинства коммутации пакетов

· Высокая общая пропускная способность сети при передаче пульсирующего трафика.

· Возможность динамически перераспределять пропускную способность физических каналов связи между абонентами в соответствии с реальными потребностями их трафика.

Недостатки коммутации пакетов

· Неопределенность скорости передачи данных между абонентами сети, обусловленная тем, что задержки в очередях буферов коммутаторов сети зависят 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.

Коммутация пакетов используется в 98% случаев (пример - Интернет).

Основной технологией, использующей коммутацию пакетов, является Ethernet.

Сети с коммутацией пакетов – сети с неразделяемыми средами.

2. Сетевой уровень. Маршрутизация по вектору расстояний (Л 6/17).

Современные компьютерные сети обычно используют не статические, а динами­ческие алгоритмы маршрутизации, поскольку статические просто не принимают во внимание текущую нагрузку на сеть. Самой большой популярностью пользу­ются два метода: маршрутизация по вектору расстояний и маршрутизация с уче­том состояния каналов.

Записи о каждом маршрутизаторе сети: предпочитаемый номер линии и предполагаемая метрика. Каждый маршрутизатор считает задержку до каждого и рассылает соседям полученные данные. Алгоритмы маршрутизации по вектору расстояний работают, опираясь на таб­лицы (то есть векторы), поддерживаемые всеми маршрутизаторами и содержа­щие наилучшие известные пути к каждому из возможных адресатов. Для обнов­ления данных этих таблиц производится обмен информацией с соседними мар­шрутизаторами.

Процесс обновления таблицы проиллюстрирован на рисунке. Слева показана подсеть (рис. а). Первые четыре столбца на рис. показывают векторы задержек, полученные маршрутизатором J от своих соседей. Маршрутизатор А считает, что время пересылки от него до маршрутизатора В равно 12 мс, 25 мс -до маршрутизатора С, 40 мс - до D и т. д. Предположим, что маршрутизатор измерил или оценил задержки до своих соседей А, I, Н и К, как 8,10, 12 и 6 мс со­ответственно. Теперь рассмотрим, как рассчитывает свой новый маршрут к маршрутизато­ру. Он знает, что задержка до А составляет 8 мс, a А думает, что от него до G пакеты для G через А, то задержка составит 26 мс. Аналогично он вычисляет значения задержек для маршрутов от него до G, проходящих через остальных его соседей (I, Н и К), и получает соответственно 41 (31 + 10), 18 (6 + 12) и 37 (31 + 6). Лучшим значением является 18, поэтому именно оно помещается в таблицу в за­пись для получателя G Вместе с числом 18 туда же помещается обозначение ли­нии, по которой проходит самый короткий маршрут до G, то есть Я. Данный метод повторяется для всех остальных адресатов, и при этом получается новая таблица, показанная в виде правого столбца на рисунке.

Короче, сама я не очень пока поняла этот алгоритм.

Дата добавления: 2015-08-09