Мәліметтер желілеріндегі схемалық және пакеттік коммутация

коммутация каналов, составной канал, коммутация пакетов, дейтаграммная передача, виртуальный канал, элементарный канал

Схемалық және пакеттік коммутация – кез келген желілік технологияда мәліметтерді ауыстырудың жалпылама мәселесін шешу әдістері. жалпыланған коммутация мәселесінің техникалық шешімдерінің кешені өз жиынтығында деректерді беру желілерінің ерекше мәселелерінен тұрады.

Мәліметтерді тасымалдау желілерінің жеке міндеттеріне мыналар жатады:

• ағындарды және сәйкес маршруттарды анықтау;
• желілік құрылғылардың конфигурация параметрлері мен кестелеріндегі маршруттарды бекіту;
• ағындарды тану және бір құрылғының интерфейстері арасындағы мәліметтерді тасымалдау;
• мультиплексирлеу/демультиплексирлеу ағындары;
• тасымалдау ортасының бөлінуі.

Желілердегі абоненттік коммутацияның жалпыланған мәселесін шешудің көптеген ықтимал тәсілдерінің ішінде екі іргелі болып табылады, олар тізбекті коммутациялау және пакеттік коммутацияны қамтиды. Сонымен қатар, коммутация әдістерінің әрқайсысы үшін дәстүрлі қолдану салалары бар, мысалы, телефон желілері схемалық коммутация технологиясын қолдана отырып салынды және салынуда, ал компьютерлік желілер басым көпшілігінде пакеттік коммутация технологиясына негізделген.

Осылайша, жұп абоненттермен алмасатын деректер тізбекті коммутацияланған желілерде ақпараттық ағын ретінде әрекет етеді. Сәйкесінше, ағынның жаһандық атрибуты бір-бірімен байланысатын абоненттердің адрестерінің (телефондарының) жұбы болып табылады. Тізбекті коммутациялық желілердің ерекшеліктерінің бірі - элементар канал түсінігі.

Бастауыш арна

Элементарлы арна (немесе жай ғана арна) - бұл желілердің осы түріндегі өткізу қабілетінің белгілі бір бекітілген мәні болып табылатын тізбекті коммутациялы желінің негізгі техникалық сипаттамасы. Тізбекті коммутациялық желідегі кез келген байланыс желісі осы типтегі желі үшін қабылданған қарапайым арнаның еселігі болатын сыйымдылыққа ие.

Дәстүрлі телефон желілерінде қарапайым арнаның жылдамдығы 64 Кбит/с құрайды, бұл жоғары сапалы цифрлық дауысты беру үшін жеткілікті.

Дауысты жоғары сапалы беру үшін 8000 Гц дыбыс тербелістерінің амплитудасының кванттау жиілігі қолданылады (125 мкс аралықпен уақыт бойынша іріктеу). Бір өлшемнің амплитудасын көрсету үшін кодтың 8 биті жиі пайдаланылады, бұл дыбыс сигналының 256 градациясын береді (мәндер бойынша іріктеу).

Бұл жағдайда бір дауыстық арнаны жіберу үшін 64 Кбит/с өткізу қабілеттілігі қажет:

8000 x 8 = 64000 бит/с немесе 64 Кбит/с.

Мұндай дауыстық арна цифрлық телефон желілерінің элементарлы арнасы деп аталады. Тізбекті коммутациялық желілердің ерекшелігі әрбір байланыс желісінің өткізу қабілеті элементар арналардың бүтін санына тең болуы керек.

Құрама арна

Элементарлы арналарды ауыстыру (қосу) арқылы құрылған қосылым құрама арна деп аталады.

Құрама арна Композиттік арна сипаттары:

• құрама арна өзінің бүкіл ұзындығы бірдей элементар каналдардан тұрады;
• композиттік арнаның бүкіл ұзындығы бойынша тұрақты және бекітілген өткізу қабілеті бар;
• композиттік арна екі абоненттің байланыс сеансы кезеңіне уақытша құрылады;
• байланыс сеансының ұзақтығына құрамдас арнаға кіретін барлық қарапайым арналар осы құрамдас арна құрылған абоненттердің эксклюзивті пайдалануына келеді;
• барлық байланыс сеансы кезінде абоненттер желіге деректерді құрама арнаның өткізу қабілетінен аспайтын жылдамдықпен жібере алады;
• композиттік арнада алынған мәліметтердің шақырылатын абонентке сол уақытта желіде басқа қосылымдардың бар-жоғына қарамастан, кідіріссіз, шығынсыз және бірдей жылдамдықпен (көз жылдамдығы) жеткізілуіне кепілдік беріледі;
• байланыс сеансы аяқталғаннан кейін сәйкес құрама арнаға кіретін элементарлы арналар бос деп жарияланады және басқа абоненттердің пайдалануы үшін бөлінген ресурстар пулына қайтарылады.

Қосылымнан бас тартылды

Қосылудан бас тартылды Қосылым сұраулары әрқашан сәтті бола бермейді.

Егер қоңырау шалушы және шақырылатын абоненттер арасындағы жолда бос элементар арналар болмаса немесе шақырылатын түйін бос емес болса, қосылудан бас тартылады .

Арналарды ауыстыру артықшылығы

Схеманы ауыстыру технологиясы желідегі кездейсоқ оқиғаларды азайтуға бағытталған, яғни бұл технология. Кез келген ықтимал белгісіздіктерді болдырмау үшін ақпарат алмасуды ұйымдастыру бойынша жұмыстың маңызды бөлігі алдын ала, тіпті нақты деректерді беру басталғанға дейін жүргізіледі. Біріншіден, қажетті элементарлы арналардың бар-жоғы берілген мекенжайда жіберушіден тағайындалған жерге дейінгі бүкіл жол бойында тексеріледі. Бірақ трафиктің қарқындылығы жағдайында бұл тәсіл тиімсіз, өйткені арна уақыттың 80% дейін бос тұруы мүмкін.

Пакеттерді ауыстыру

пакеттік коммутация бар желілердің жұмыс істеуінің ең маңызды принципі желі арқылы берілетін ақпаратты пакеттер деп аталатын құрылымдық бөлінген деректер бөліктері түрінде көрсету болып табылады. Әрбір пакет адресатқа пакетті жеткізу үшін пайдаланылатын тағайындау мекенжайын және басқа көмекші ақпаратты (деректер өрісінің ұзындығы, бақылау сомасы және т.б.) қамтитын **тақырыппен қамтамасыз етіледі.

Әрбір пакетте адрестің болуы пакеттік коммутация технологиясының маңызды ерекшеліктерінің бірі болып табылады, өйткені әрбір пакетті коммутатор желілік трафикті құрайтын басқа пакеттерге тәуелсіз өңдеуі мүмкін. Тақырыпқа қосымша, пакетте пакеттің соңында орналастырылған тағы бір қосымша өріс болуы мүмкін, сондықтан тіркеме деп аталады. Бақылау сомасы әдетте трейлерге орналастырылады, бұл ақпараттың бұрмаланғанын тексеруге мүмкіндік береді. желі арқылы жіберу немесе жоқ.

Деректерді пакеттерге бөлу

Деректерді пакеттерге бөлу бірнеше кезеңнен тұрады. Жіберуші түйін тең бөліктерге бөлінген жіберілетін деректер тізбегін құрайды. Осыдан кейін тақырыпқа қызмет көрсету туралы ақпаратты қосу арқылы пакеттер қалыптасады. Ал соңғы қадам – дестелерді тағайындалған түйінде бастапқы хабарламаға жинау.

Деректерді пакеттерге бөлу ### Деректерді желі арқылы пакеттер түрінде беру

Желі арқылы пакетті жіберу Схема арқылы коммутацияланатын желілердегі сияқты, дестелік коммутациялық желілерде ағындардың әрқайсысы үшін маршрут қолмен немесе автоматты түрде анықталады, ол коммутаторларда сақталған коммутация кестелерінде бекітіледі. Коммутаторға түсетін пакеттер өңделеді және сол немесе басқа маршрут бойынша жіберіледі

Пакеттік коммутациялық желілердегі деректер қозғалысының белгісіздігі мен асинхрондылығы мұндай желілердегі коммутаторлардың жұмысына ерекше талаптар қояды.

Пакеттік коммутаторлардың мен схемамен ауыстырылатын қосқыштардың негізгі айырмашылығы олардың пакеттерді уақытша сақтауға арналған ішкі буферлік жады болуы. Коммутаторға оның интерфейстеріне қосылған байланыс желілеріндегі деректер жылдамдығын сәйкестендіру үшін, сондай-ақ дестелердің келу жылдамдығын олардың ауысу жылдамдығымен сәйкестендіру үшін буфер қажет.

Пакетті жылжыту әдістері

Пакет коммутаторы пакетті қайта жіберудің үш әдісінің біріне негізделген жұмыс істей алады:

• датаграмманы жіберу;
• логикалық байланыс орнату арқылы беру;
• виртуалды арнаны орнату арқылы жіберу.

Датаграмманы жіберу

Деректерді жіберудің Datagram әдісі пакеттердің бір-біріне қатысты тәуелсіз прогрессиясына негізделген. Пакетті өңдеу процедурасы тек ол тасымалдайтын параметрлердің мәндерімен және желінің ағымдағы күйімен анықталады. Ал әрбір жеке пакетті желі толығымен дербес тасымалдау бірлігі – датаграмма ретінде қарастырады.

Пакетті жіберудің датаграмма принципінің иллюстрациясы ### Логикалық байланыспен жіберу

Қосылған жіберу Желінің екі соңғы түйіні арасындағы пакет алмасу процесінің белгілі бір параметрлерін келісу процесі логикалық байланысты орнату деп аталады. Өзара әрекеттесетін екі түйін келісетін параметрлер логикалық қосылым параметрлері деп аталады.

Виртуалды арна

Виртуалды схема Пакеттік коммутациялық желідегі соңғы түйіндерді қосатын, алдын ала салынған жалғыз бекітілген маршрут виртуалды схема (виртуалды схема немесе виртуалды арна) деп аталады. Тұрақты ақпарат ағындары үшін виртуалды арналар салынған. Мәліметтер ағынын жалпы трафиктен бөлу үшін бұл ағынның әрбір пакеті белгінің ерекше түрімен – белгімен белгіленеді. Логикалық қосылымдары бар желілердегі сияқты, виртуалды арнаны төсеу бастапқы түйіннен арнайы пакетті жіберуден басталады - қосылымды орнату сұранысы.

Виртуалды схемаларды пайдаланатын желілердегі коммутация кестесі датаграмма желілеріндегі коммутация кестесінен ерекшеленеді. Ол тек коммутатор арқылы өтетін виртуалды схемаларға арналған жазбаларды қамтиды, ал датаграмманы қайта жіберу алгоритмі бар желілердегідей барлық ықтимал тағайындау мекенжайлары үшін емес.

Тізбекті коммутациялық және пакеттік коммутациялы желілерді салыстыру