Билет 19.

Коммутация пакетов. Буферизация пакетов (Л 3/16-18).

Главное отличие пакетных коммутаторов 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.

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.

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

· дейтаграммная передача;

· передача с установлением логического соединения;

· передача с установлением виртуального канала.

Вопрос от Ганчарика: Зачем нужна буферизация пакетов?

1) для сбора пакетов, мультиплексирования

2) для сглаживания скорости

2. Сетевой уровень. Маршрутизация с учётом состояния линий. Вычисление новых маршрутов. Иерархическая маршрутизация (Л 6/18-20).

Маршрутизация на основе векторов расстояний использовалась в сети ARPANET вплоть до 1979 года, когда ее сменил алгоритм маршрутизации с учетом состоя­ния линий.

Данный алгоритм в отличие от на основе векторов расстояний учитывает пропускную способность линий. Варианты этого алгоритма широко применяют­ся в наши дни.

В основе алгоритма лежит простая идея, ее можно изложить в пяти требова­ниях к маршрутизатору. Каждый маршрутизатор должен:

1. Обнаруживать своих соседей и узнавать их сетевые адреса.
2. Измерять задержку или стоимость связи с каждым из своих соседей.
3. Создавать пакет, содержащий всю собранную информацию.
4. Посылать этот пакет всем маршрутизаторам.
5. Вычислять кратчайший путь ко всем маршрутизаторам.

1. Знакомство с соседями

Когда маршрутизатор загружается, его первая задача состоит в получении информации о своих соседях. Он достигает этой цели, посылая специальный пакет HELLO по всем линиям. При этом маршрутизатор на другом конце линии должен послать ответ, сообщая информацию о себе. Имена маршрутизаторов должны быть совершенно уникальными.

---

Дата добавления: 2015-08-09