Навчальна дисципліна
|
“ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙНІ ТА ІНФОРМАЦІЙНІ МЕРЕЖІ” |
Змістовий модуль №1.
|
ЗАГАЛЬНІ ПРИНЦИПИ ПОБУДОВИ ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙНИХ ТА ІНФОРМАЦІЙНИХ МЕРЕЖ. |
Лекція № 9
|
КОМУТАТОРИ ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙНИХ ТА ІНФОРМАЦІЙНИХ МЕРЕЖ. |
ПЛАН ЛЕКЦІЇ
Навчальні питання:
Принципи роботи комутаторів.
Комутатори з загальною пам’яттю.
Комутатори з загальним середовищем.
Комутатори з просторовим розподілом.
Навчально-матеріальне забезпечення:
ПЕОМ, мультимедійний проектор.
Презентація у форматі PowerPoint.
Навчальна література:
1. Олифер В.Г., Олифер H.A. Компьютерные сети. Принцип, технологии, протоколы: Учебник для вузов. 4-е изд. – СПб.: «Питер», 2010. – С. 257–312.
2. Стеклов В.К., Беркман Л.Н. Проектування телекомунікаційних мереж: підруч. для студ. вищ. навч. зал. за напрямком «Телекомунікації»/ за ред. В.К. Стеклова. – К.: «Техніка», 2002. – С. 175–187.
1. Принципи роботи комутаторів.
На принципи побудови комунікаційних пристроїв сучасних мереж істотний вплив роблять два чинники: необхідність високої швидкості роботи комутатора та стохастический характер потоків пакетів. Комутатор має у своєму складі кілька підсистем. Транспортна підсистема комутатора відповідає за правильне транспортування пакетів від відповідного вхідного порту комутатора до відповідного вихідного порту з необхідною якістю обслуговування. При цьому комутація, тобто перенос пакетів від входів комутатора до відповідних виходів, сполучається з мультиплексуванням і демультиплексуванням трафіку.
Комутація в сучасних мережах, наприклад: ATM, вимагає вибору необхідного логічного каналу з множини вихідних логічних каналів у кожному комутаторі мережі. При цьому логічний канал у комутаторах мереж ATM характеризується фізичним входом або виходом, обумовленим номером фізичного порту та логічним каналом фізичного порту, що визначається ідентифікатором віртуального шляху (VPI) і ідентифікатором віртуального каналу (VCI).
У комунікаційних системах повинні реалізовуватися дві функції: просторова та часова комутації.
У мережах ATM немає концепції заздалегідь установленого часового інтервалу, тому при одночасному змаганні пакетів двох або кількох логічних каналів за один часовий інтервал виникає ситуація змагання. Ця ситуація вирішується за рахунок організації черг пакетів. Комутатори ATM повинні мати здатність організації і ведення черг. При просторовій комутації можуть виникнути блокування, що призводять до втрати пакетів.
Основними характеристиками комутаторів є:
пропускна здатність;
часові затримки;
динамічний розкид часових затримок;
імовірність утрати пакетів через переповнення буферних пристроїв.
Усі комутатори поділяються на 3 типи (рис. 1):
с загальною (колективною) пам’яттю;
с загальним середовищем;
с просторовим розподілом.
Рисунок 1. Класифікація комунікаційного обладнання.
2. Комутатори з загальною пам’яттю.
Структура комутаторів цього типу зображена на рис. 2. Усі вхідні і вихідні контролери безпосередньо з’єднані з загальним запам’ятовуючим пристроєм доступним для запису з усіх вхідних контролерів читання і з усіх вихідних контролерів. При цьому повинні виконуватися 2 основних вимоги. По-перше, час, необхідний процесору для того, щоб визначити в яку чергу поставити пакет, що надійшов, повинний бути досить малим, щоб процесор устигав справитися з інтенсивним потоком даних, що надходять. Тому в комунікаційній системі повинний бути спеціальний процесор, здатний протягом часового циклу обробляти послідовно N вхідних пакетів і вибирати N пакетів для наступної передачі. По-друге, швидкість запису та зчитування повинна бути досить велика, щоб протягом часового циклу обслужити цілком вхідний і вихідний трафік.
Рисунок 2. Базова структура комутатора з загальною пам’яттю.
Необхідна швидкість запису/зчитування може бути визначена в такий спосіб. Якщо число портів дорівнює N, а швидкість обміну через порт дорівнює V, то швидкість запису/зчитування дорівнює 2*N*V. Наприклад, для мереж ATM для 32-канального комутатора зі швидкістю каналу V=155 Мбіт/с швидкість запису зчитування повинна бути 2х32х155 Мбіт/с=10320 Мбіт/с=10,2 Гбіт/с.