Немного из телекоммуникаций, часть 2
Это статья является своего рода продолжением предыдущей, в смысле приверженности к одной теме, а также использованию Википедии для составления.
Существуют несколько способов категоризации типов сетей. Один из них по способу установления соединения.
Сеть с коммутацией пакетов (Packet switching network)
Коммутация пакетов это метод, при котором происходит разбитие передаваемых данных на фрагменты, названные пакетами (packets). Проходя узлы сети пакеты накапливаются и выстраиваются в очередь, что приводит к различным задержкам в зависимости от загруженности сети.
Пакетную коммутацию противопоставляют другой сетевой парадигме – коммутации каналов. Эта технология при которой устанавливается ограниченное количество выделенных соединений с постоянным битрейтом и константными задержками между узлами сети. В вопросе стоимости трафика, например в мобильных сетях, канальная коммутация характеризуется платой за промежуток времени соединения, даже если данные не передаются, в то время как в пакетной коммутации определяется платой за единицу переданной информации.
Два основных режима пакетной коммутации: пакетная коммутация без установки соединения (connectionless), известная также как коммутация дейтаграмм (datagram switching), и пакетная коммутация с установлением соединения (connection-oriented), также известная как коммутация виртуальных каналов (virtual circuit switching).
Коммутация дейтаграмм
Каждый пакет включает в себя адрес назначения, а также последовательный номер (sequence number). Пакеты маршрутизируются отдельно, что исключает необходимость в выделенном пути, но приводит к доставке с нарушением порядка. На месте назначения пакеты заново пересобираются в данные, на основе их порядкового номера. Достоинство режима без установки соединения является меньшее размер служебных данных. Коммутация дейтаграмм также делает возможными такие режимы передачи данных как мультикаст (multicast) и широковещательный (broadcast). Недостатками является невозможность гарантии доставки каждого пакета, а также доставки в произвольном порядке. Некоторые из протоколов без установки соединения: Ethernet, IP и UDP.
Коммутация виртуальных каналов
Перед там как начать передачу данных устанавливается соединение. Пакеты включают лишь идентификатор соединения (connection identifier) вместо адреса и доставляются в том порядке, в котором были отправлены. Протоколы с ориентацией на соединение часто, но не всегда, надежные, т.е. подтверждают прием в случае удачной передачи, а также автоматический запрос на повторение (automatic repeat request(ARQ)) в случае отсутствия данных или ошибки передачи. Ориентированный на установку соединения протокол транспортного уровня, такой как TCP, может базироваться на сетевом протоколе без ориентации на установления соединения, таком как IP. В протоколах канального и сетевого уровня, ориентированных на установление соединения, все данные передаются по одному пути во время сессии. Протоколу нет необходимости внедрять в каждый пакет информацию об адресе назначения и адресе отправки, но только лишь идентификатор соединения, также известный как идентификатор виртуального канала (virtual circuit identifier (VCI)). Некоторые из протоколов с установлением соединения: X.25, Frame relay, Asynchronous Transfer Mode (ATM), Multiprotocol Label Switching (MPLS) и TCP, GPRS.
Различия между передачей с установкой соединения и без оной могут быть найдены на разных уровнях модели OSI:
- Транспортный уровень: TCP – ориентированный на соединение транспортерный протокол, базирующийся на дейтаграммном протоколе (IP), в то время как UDP не ориентированный.
- Сетевом уровне.
- Канальном уровне: стандарт IEEE 802.2, определяющий Logical Link Control (LLC) - подуровневый протокол канального уровня, который предоставляет оба режима.
Во всех режимах пакетной коммуникации ресурсы сети распределяются благодаря статистическому мультиплексированию (statistical multiplexing) или динамичному распределению пропускной способности (dynamic bandwidth allocation) при которых канал связи эффективно разделяется на произвольное количество логических каналов с переменной скоростью передачи данных (variable-bit-rate channels).
Сеть с коммутацией каналов (Circuit switching network)
Коммутация каналов это метод, при котором происходит установка канала между узлами сети, перед тем как начинается передача информации. Задержка в этом случае носит константный характер в отличие от сети с коммутацией пакетов. Каждый из каналов не может быть использован другими участниками до тех пор, пока соединение не разрывается. В сети с коммутацией пакетов существует технология, названная коммутацией виртуальных каналов (virtual circuit switching), которая имитирует коммутацию каналов, в том смысле, что перед началом передачи информации устанавливается соединение, а пакеты доставляются в последовательном порядке.