При коммутации пакетов передаваемые данные разбиваются в исходном узле на небольшие части — пакеты. Пакет снабжается заголовком, в котором указывается адрес назначения, поэтому он может быть обработан коммутатором независимо от остальных данных. Способ коммутации пакетов повышает производительность сети при передаче пульсирующего трафика, так как при обслуживании большого числа независимых потоков периоды их активности не всегда совпадают во времени. Пакеты поступают в сеть без предварительного резервирования ресурсов в том темпе, в котором их генерирует источник. Однако этот способ коммутации имеет и отрицательные стороны: задержки передачи носят случайный характер, поэтому возникают проблемы при передаче трафика реального времени.
В сетях с коммутацией пакетов может использоваться один из трех алгоритмов продвижения пакетов: дейтаграммная передача, передача с установлением логического соединения и передача с установлением виртуального канала.
Разделяемой средой называется физическая среда передачи данных (коаксиальный кабель, витая пара, оптическое волокно, радиоволны), к которой непосредственно подключено несколько конечных узлов сети и которой они могут пользоваться только по очереди. В основе таких хорошо известных технологий, как Ethernet, FDDI, Token Ring, лежит принцип разделяемой среды. Хотя, казалось бы, сети на разделяемых средах уже пережили пик своей популярности, сегодня существуют явные признаки возрождения интереса к этой технологии, о чем свидетельствуют домашние проводные сети, персональные и локальные беспроводные сети, RadioEthernet — во всех этих современных технологиях используется принцип разделения среды.
Вопросы и задания
-
Какие типы мультиплексирования и коммутации используются в телефонных сетях?
-
Какие свойства сетей с коммутацией каналов свидетельствую об их недостатках?
-
Какие свойства сетей с коммутацией пакетов негативно сказываются на передаче мультимедийной информации?
-
Используется ли буферизация в сетях с коммутацией каналов?
-
Какой элемент сети с коммутацией каналов может отказать узлу в запросе на установление составного канала?
-
Какие концепции характерны для сетевой технологии Ethernet?
-
Учитывается ли в дейтаграммных сетях существование потоков данных?
-
Дайте определение логического соединения.
-
Можно ли организовать надежную передачу данных между двумя конечными узлами без установления логического соединения?
-
Какое логическое соединение может быть названо виртуальным каналом?
-
В каких сетях используется технология виртуальных каналов?
-
Укажите, какие из перечисленных устройств являются функционально подобными:
-
хаб;
-
коммутатор;
-
концентратор;
-
повторитель;
-
маршрутизатор;
-
мост.
Чем отличается мост от коммутатора?
Верно ли следующее утверждение: «Сеть Ethernet, имеющая звездообразную топологию с концентратором в центре, надежнее, чем та же сеть на коаксиальном кабеле, имеющая топологию общей шины»?
Как можно повысить пропускную способность, приходящуюся на компьютер каждого конечного пользователя, в сети, построенной на основе концентраторов?
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 — 0,66 скорости света;
-
пропускная способность канала — 2 Мбит/с;
-
размер пакета без учета заголовка — 4 Кбайт;
-
размер заголовка — 40 байт;
-
интервал между пакетами — 1 мс;
-
количество промежуточных коммутаторов — 10;
-
время коммутации на каждом коммутаторе — 2 мс.
Считайте, что сеть работает в недогруженном режиме, так что очереди в коммутаторах отсутствуют.
-
Если все коммуникационные устройства в приведенном на рис. 3.22 фрагменте сети являются концентраторами, то на каких портах появится кадр, если его отправил компьютер А компьютеру В?
Рис. 3.22. Фрагмент сети
-
Если все коммуникационные устройства в приведенном на рис. 3.22 фрагменте сети являются коммутаторами, то на каких портах появится кадр, если его отправил компьютер А компьютеру В?
-
Если все коммуникационные устройства в приведенном на рис. 3.22 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?
-
В дейтаграммной сети между узлами А и В существует три потока и три альтернативных маршрута. Можно ли направить каждый поток по отдельному маршруту?
-
В сети, поддерживающей технику виртуальных каналов, между узлами А и В существует три потока и три альтернативных маршрута. Можно ли направить каждый поток по отдельному маршруту?
-
Сеть построена на разделяемой среде с пропускной способностью 10 Мбит/с и состоит из 100 узлов. С какой максимальной скоростью могут обмениваться данными два узла в сети?
-
Сеть может передавать данные в двух режимах: с помощью дейтаграмм и по виртуальным каналам. Какие соображения вы бы приняли во внимание при выборе того или иного режима для передачи ваших данных, если главным критерием выбора для вас является скорость и надежность доставки?
-
Считаете ли вы, что сети с коммутацией каналов в ближайшем будущем будут заменены сетями с коммутацией пакетов? Или же напротив, сети с коммутацией пакетов будут вытеснены сетями с коммутацией каналов? Или же эти технологии будут сосуществовать? Приведите аргументы в пользу вашего мнения. Рассмотрите разные области использования этих технологий.