Rozsáhlé sítě s přepojováním okruhů a paketů. Metody přepínání. Přepínání kanálů. Přepínání paketů

Sítě s přepojováním okruhů mají několik společných důležitých vlastností, bez ohledu na to, jaký typ multiplexování používají.

Dynamické přepínací sítě vyžadují předběžný postup vytvoření spojení mezi účastníky. K tomu je adresa volaného účastníka přenášena do sítě, která prochází přepínači a konfiguruje je pro následný přenos dat. Požadavek na spojení je směrován z jednoho přepínače do druhého a nakonec se dostane k volanému. Síť může odmítnout navázání spojení, pokud je kapacita požadovaného výstupního kanálu již vyčerpána. Pro FDM přepínač je kapacita výstupního kanálu rovna počtu frekvenčních pásem tohoto kanálu a pro TDM přepínač je rovna počtu časových slotů, do kterých je rozdělen provozní cyklus kanálu. Síť také odmítne připojení, pokud požadovaný účastník již navázal spojení s někým jiným. V prvním případě říkají, že přepínač je zaneprázdněn a ve druhém je účastník. Nevýhodou způsobu přepínání okruhů je možnost selhání spojení.

Pokud lze navázat spojení, je mu přidělena pevná šířka pásma v sítích FDM nebo pevná šířka pásma v sítích TDM. Tyto hodnoty zůstávají nezměněny po celou dobu připojení. Zaručená propustnost sítě po navázání spojení je důležitou funkcí vyžadovanou pro aplikace, jako je ovládání hlasu, videa nebo objektů v reálném čase. Sítě s přepojováním okruhů však nemohou dynamicky měnit šířku pásma kanálu na žádost předplatitele, což je činí neefektivními v podmínkách přerušovaného provozu.

Nevýhodou sítí s přepojováním okruhů je nemožnost použití uživatelských zařízení pracujících různými rychlostmi. Jednotlivé části kompozitního spoje pracují stejnou rychlostí, protože sítě s přepojováním okruhů neukládají uživatelská data do vyrovnávací paměti.

Sítě s přepojováním okruhů se dobře hodí pro přepínání datových toků konstantní rychlosti, kdy přepínací jednotkou není jeden bajt nebo datový paket, ale dlouhodobý synchronní datový tok mezi dvěma účastníky. Pro takové toky sítě s přepojováním okruhů přidávají minimální režii pro směrování dat sítí, přičemž jako cílovou adresu v síťových přepínačích používají časovou pozici každého bitu toku.

1. Přepínání paketů

Přepínání paketů je technika přepínání účastníků, která byla speciálně navržena pro efektivní přenos počítačového provozu. Experimenty s vytvořením prvních počítačových sítí založených na technologii přepínání okruhů ukázaly, že tento typ přepínání neumožňuje dosáhnout vysoké celkové šířku pásma sítí. Jádro problému spočívá v nárazové povaze provozu generovaného typickým síťové aplikace. Například při přístupu na vzdálený souborový server uživatel nejprve projde obsah adresáře tohoto serveru, což vyžaduje přenos malého množství dat. Poté otevře požadovaný soubor textový editor a tato operace může vytvořit poměrně intenzivní výměnu dat, zvláště pokud soubor obsahuje velké grafické inkluze. Po zobrazení několika stránek souboru s nimi uživatel chvíli pracuje lokálně, což nevyžaduje vůbec žádný síťový přenos, a poté vrací upravené kopie stránek na server – a to opět generuje těžký síťový přenos.

Poměr zvlnění provozu jednotlivého uživatele sítě rovnající se poměru průměrné intenzity výměny dat k maximální možné hodnotě může být 1:50 nebo 1:100. Pokud má popsaná relace organizovat přepínání kanálů mezi počítačem uživatele a serverem, pak bude kanál většinu času nečinný. Zároveň budou využity přepínací schopnosti sítě - některé časové sloty nebo frekvenční pásma přepínačů budou obsazené a nepřístupné ostatním uživatelům sítě.

Při přepojování paketů jsou všechny zprávy přenášené uživatelem sítě rozděleny ve zdrojovém uzlu na relativně malé části, nazývané pakety. Připomeňme, že zpráva je logicky dokončený kus dat - požadavek na přenos souboru, odpověď na tento požadavek obsahující celý soubor atd. Zprávy mohou mít libovolnou délku, od několika bajtů až po mnoho megabajtů. Naproti tomu pakety mohou mít také obvykle proměnnou délku, ale v úzkých mezích, jako je 46 až 1500 bajtů. Každý paket je opatřen hlavičkou, která specifikuje informace o adrese potřebné k doručení paketu do cílového uzlu a také číslo paketu, které bude cílovým uzlem použito k sestavení zprávy (obrázek 1.39). Pakety jsou přenášeny po síti jako nezávislé informační jednotky. Síťové přepínače přijímají pakety od koncových uzlů a na základě informací o adrese je přenášejí mezi sebou a nakonec do cílového uzlu.

Obrázek 1.39

Přepínače paketové sítě se od přepínačů okruhů liší tím, že mají vnitřní vyrovnávací paměť pro dočasné uložení paketů, pokud je výstupní port přepínače v době přijetí paketu zaneprázdněn vysíláním dalšího paketu (obrázek 1.40). V tomto případě je paket nějakou dobu ve frontě paketů ve vyrovnávací paměti výstupního portu, a když se dostane do fronty, je přenesen na další přepínač. Takové schéma přenosu dat umožňuje vyhlazovat zvlnění provozu na páteřních spojích mezi přepínači, a tak je využívat nejúčinnějším způsobem ke zvýšení propustnosti sítě jako celku.

Obrázek 1.40

Ve skutečnosti by pro dvojici účastníků bylo nejúčinnější poskytnout jim komutovaný komunikační kanál pro jejich výhradní použití, jak se to dělá v sítích s přepojováním okruhů. S tímto způsobem by byla doba interakce této dvojice účastníků minimální, protože data by byla přenášena bez zpoždění od jednoho účastníka k druhému. Výpadky kanálu během pauz vysílání nejsou pro účastníky zajímavé, je důležité, aby rychleji vyřešili svůj vlastní problém. Síť s přepojováním paketů zpomaluje proces interakce konkrétní dvojice účastníků, protože jejich pakety mohou čekat v přepínačích, zatímco ostatní pakety, které do přepínače přišly dříve, jsou přenášeny dálkovými spoji.

Nicméně celkové množství počítačových dat přenášených sítí za jednotku času s technologií přepojování paketů bude vyšší než u technologie přepojování okruhů. Důvodem je vlnění jednotlivých účastníků v souladu se zákonem velká čísla rozložené v čase. Proto jsou přepínače neustále a poměrně rovnoměrně zatěžovány prací, pokud je počet účastníků, kteří obsluhují, opravdu velký. Obrázek 2.40 ukazuje, že provoz přicházející z koncových uzlů do přepínačů je v čase velmi nerovnoměrně rozložen. Spínačů je však více vysoká úroveň hierarchie, které obsluhují spojení mezi přepínači nižší úrovně, jsou zatěžovány rovnoměrněji a tok paketů v dálkových spojích spojujících přepínače vyšší úrovně má téměř maximální využití.

V 60. letech byla experimentálně i simulačně prokázána vyšší efektivita paketově přepínaných sítí oproti sítím s přepojováním okruhů (se stejnou šířkou pásma komunikačních kanálů). Zde je vhodná analogie s multiprogramovacími operačními systémy. Každý jednotlivý program v takovém systému běží déle než v jednoprogramovém systému, kdy je programu věnován veškerý čas procesoru, dokud nedokončí své provedení. Celkový počet programů provedených za jednotku času je však větší v systému s více programy než v systému s jedním programem.

) je připojeno koncovým zařízením (T), které posílá informace do sítě stejnou rychlostí. Tato rychlost se rovná kanálu. Pokud nastanou situace, kdy uživatel přenáší objemy informací s nižší kapacitou kanálu, pak koncové zařízení zaplní prázdnotu prázdnými daty. To je znázorněno na obrázku 2.

Obrázek 2

O tom, že některé informace skutečně jsou naplněný prázdnotou zná a koncové zařízení přijímače, které zahodí vyplněné informace.

Navazování spojení

Chcete-li si vyměňovat informace, musíte nejprve navázat spojení. Během nastavování může dojít ke spojení Řekněme, že dva objekty A a B si chtějí vyměňovat data (viz obrázek 1). Nejprve je potřeba odeslat žádost do přepínací sítě, kde objekt udává adresu objektu B. Úkolem odeslání požadavku je vytvořit spojení mezi objekty informační kanál, jehož vlastnosti jsou podobné nepřetržité komunikaci, to znamená, že po celou dobu navazovaného spojení jsou data přenášena stejnou rychlostí a objemem. To znamená, že v tranzitu přepíná není třeba uchovávat informace objektů.

Pro vytvoření připojení musí požadavek projít řadou přepínačů, které leží na kanálu od A do B, a ujistit se, že všechny segmenty cesty jsou aktuálně volné.

Spojení odmítnuto

Jediným pozitivním aspektem takového spojení je, že úroveň zpoždění je minimální a přenos reálný čas/(hlas, video) bude velmi pohodlné.
Negativní body jsou, že každá fyzická linka vždy přenáší data stejnou rychlostí, což je neefektivní. A využití zdrojů je také neefektivní, jak ukazuje obr.1. Řešením problémů přepínání okruhů je multiplexování.

Přepínání paketů

Algoritmus přepínání paketů byl speciálně vytvořen pro efektivní výměnu počítačového provozu. Když entita přenáší přepínané pakety, data se v počátečním uzlu rozdělí na malé kousky zvané rámce. Každý balíček je dán záhlaví, která obsahuje doručovací adresu. Obrázek 3 ukazuje rozdělení datového toku do paketů. Další další pole, které je přidáno na konec paketu, je upoutávka. Hodí se tam kontrolní součet, která vám umožní zkontrolovat, zda se informace během přenosu změnila nebo ne.

Obrázek 3

Pakety vstupují do sítě bez předběžná rezervace síťových kanálů a ne s přednastavená rychlost jak je implementováno v přepínaných sítích. A je přenášen rychlostí, kterou zdroj generuje. Předpokládá se, že síť s přepojováním paketů je vždy připravena přijmout paket od objektu, na rozdíl od sítě s přepojováním okruhů.

Schéma rezervace šířky pásma lze také použít v paketových sítích. Základní myšlenka takové rezervace se však zásadně liší od myšlenky rezervace šířky pásma v sítích s přepojováním okruhů. Rozdíl je v tom, že charakteristika šířky pásma paketově přepínaného síťového kanálu se může dynamicky měnit mezi informačními komunikačními linkami v závislosti na aktuálních úkolech každého kanálu, což nelze realizovat technikou přepínání okruhů.

Přepínání okruhů

S přepínáním okruhů implementuje taková síť trvalý pevný fyzický kanál mezi koncovými uzly z po sobě jdoucích připojených mezilehlých sekcí pomocí přepínače. Hlavní podmínkou pro takový kanál je stejná rychlost přenosu dat v každé z sekcí. Rovnost určuje, že přepínače takové sítě by neměly vyrovnávací paměť přenášených dat. Obrázek 4 ukazuje síť pracující na technologii přepínání okruhů. Aby uzel 1 mohl vysílat data do uzlu 7, musí být nejprve proveden speciální požadavek na připojení k přepínači A s uvedením cílové adresy 7. Přepínač A musí určit trasu složeného spoje a poté předat požadavek dalšímu přepínači, na Obr. toto je spínač E. Poté spínač E odešle požadavek spínači F, který jej již odešle do uzlu 7. Uzel 7 obdrží požadavek na navázání spojení a poté odpoví původnímu uzlu po přidělené trase.

Kresba - 4

Výhody přepínání okruhů:

• Známá a konstantní přenosová rychlost zavedený kanál
• Konzistentní přenos informací po síti s nízkou latencí

Nevýhody přepínání okruhů:

• Iracionální implementace propustnosti fyzických kanálů. Přenos informací může být nerovnoměrný a vyhrazený kanál může být nečinný
• Povinné zpoždění před přepravou informací z důvodu navázání spojení

Klady a zápory jakéhokoli síťová technologie jsou relativní, protože v různých situacích mohou plusy fungovat jako mínusy a naopak.

Kresba - 5

Porovnání způsobů přepínání:

Dynamické a trvalé spínání

Dynamické přepínací sítě:

• je povoleno realizovat připojení z iniciativy uživatele této sítě
• přepínání je realizováno pouze po dobu komunikační relace a poté je z iniciativy uživatele přerušeno
• Uživatel se může připojit k libovolnému uživateli sítě
• Doba navázání spojení mezi dvojicí uživatelů může být od několika sekund do několika hodin a končí po dokončení práce - přenos souborů atd.

Příklady takových sítí jsou LAN nebo TCP/IP.

Sítě s trvalým přepínáním:

• Umožňuje dvojici uživatelů objednat si připojení na dlouhou dobu
• Spojení vytváří speciální pracovníci, kteří síť udržují, nikoli uživatelé
• Režim trvalého přepojování v sítích s přepojováním okruhů se nazývá služba vyhrazených (vyhrazených) nebo pronajatých (pronajatých) kanálů.

Většina populární sítě v trvalém spínání jsou SDH.

Počítačové sítě Přednáška č. 1 6 sem.

Hodnocení hotových výrobků?

Účetnictví hotových výrobků a jejich prodeje?

Účetnictví výrobních nákladů?

Pojem, klasifikace a hodnocení finských investic? Finanční investice - jejich investiční organizace Peníze a další volné zdroje v aktivech nejsou vázány. s hlavní činností a tvorbou trvanlivých předmětů. Finské investice zahrnují: 1.stát a munitů. cenné papíry 2. cenné papíry jiných organizací 3. vklady do základního kapitálu jiných organizací vč. na základě jednoduché společenské smlouvy 4. poskytování půjček jiným organizacím, vklady do půjček organizacím 5. pohledávky nabyté na základě postoupení pohledávek. Finské investice nezahrnují: 1.vlastní akcie zakoupené od akcionářů za účelem následného prodeje nebo zrušení. 2. směnky vystavené prodávajícímu při platbě za prodané zboží, práce a služby. 3. org-ii investice v nehmotné formě a jsou poskytovány za laty k dočasnému použití 4. drahé kovy, šperky, umělecká díla a jiné podobné cennosti získané ne pro běžné činnosti. Aby bylo možné aktiva přijmout jako finanční investici pro účetnictví, musí být současně splněny následující podmínky: 1. přítomnost řádně provedených dokumentů 2. převod rizik spojených s finančními investicemi 3. schopnost přinést výhody ek-s v budoucnost. Vyžaduje současné splnění 3 podmínek. Finská klasifikace. investice: 1. V souvislosti se základním kapitálem: Finn. investice za účelem tvorby základního kapitálu (nabývání akcií), fin. investice nesouvisející s tvorbou základního kapitálu. 2. Podle formy vlastnictví: státní a podnikové 3. Podle období: dlouhodobé (nad 1 rok) a krátkodobé. Finn skóre. investice: Fin. Investice jsou přijaty k zaúčtování na počátku st-ty (platný hlavní pravidlaškolní známka). Při investování do základního kapitálu jsou počáteční náklady určeny peněžní hodnotou dohodnutou se zakladateli. Pokud cena přesáhne 200 milionů korun. ocenění nedávnými odhadci.

Přepínání je proces spojování účastníků komunikační sítě prostřednictvím tranzitních uzlů.

Komunikační sítě musí zajistit komunikaci svých účastníků mezi sebou. Předplatiteli mohou být počítače, segmenty lokální sítě, faxy popř telefonními partnery. Ve veřejných sítích zpravidla není možné poskytnout každé dvojici účastníků vlastní fyzickou komunikační linku, kterou by mohl výlučně „vlastnit“ a kdykoli ji používat. Síť proto vždy používá nějakou metodu přepínání účastníků, která zajišťuje oddělení dostupných fyzických kanálů mezi několika komunikačními relacemi a mezi účastníky sítě.

Každý účastník je připojen k přepínačům individuální linka připojení přiřazené tomuto účastníkovi. Komunikační linky natažené mezi přepínači jsou sdíleny několika účastníky, to znamená, že jsou používány společně.

Existují čtyři zásadně odlišná schémata pro přepínání účastníků v sítích:

• Přepínání okruhů (QC, přepínání okruhů) - organizace složeného kanálu prostřednictvím několika tranzitních uzlů z několika sériově "propojených" kanálů po dobu přenosu zprávy (provozní přepínání) nebo déle dlouhodobý(trvalé / dlouhodobé přepínání - doba přepínání je určena administrativně, to znamená, že přišel technik a fyzicky přepínal kanály na hodinu, den, rok, navždy atd., pak přišel a nedojížděl).
• Přepínání zpráv (CS, message switching) - rozdělení informací do zpráv, které jsou postupně přenášeny do nejbližšího tranzitního uzlu, který si zprávu po přijetí pamatuje a stejným způsobem přenáší dále. Ukáže se něco jako dopravník.
• Přepínání paketů (KP, přepínání paketů) - rozdělení zprávy na "pakety", které jsou přenášeny samostatně. Rozdíl mezi zprávou a paketem je v tom, že velikost paketu je omezena technicky, zprávy jsou omezeny logicky. V tomto případě, pokud je předem určena trasa pohybu paketů mezi uzly, hovoří se o virtuálním kanálu (s navázáním spojení). Příklad: přepínání IP paketů. Pokud se pro každý paket řeší úloha hledání cesty nově, hovoří se o datagramové (bezspojové) metodě přepojování paketů.
• Přepínání buněk (QW, cell switching) - spojuje vlastnosti sítí s přepojováním okruhů a sítí s přepojováním paketů, při přepojování buněk mají pakety vždy pevnou a relativně malou velikost.

Navenek tato schémata odpovídají schématům znázorněným na obr. 1 síťová struktura, ale jejich možnosti a vlastnosti jsou odlišné.

Rýže. 1. Obecná struktura sítě s přepínáním předplatitelů

Sítě s přepojováním okruhů mají bohatší historii, pocházející z raných telefonních sítí. Sítě s přepojováním paketů jsou relativně mladé, objevily se koncem 60. let jako výsledek experimentů s prvními globálními sítěmi. počítačové sítě. Každé z těchto schémat má své výhody a nevýhody, ale podle dlouhodobých předpovědí mnoha odborníků patří budoucnost technologii přepínání paketů, protože je flexibilnější a všestrannější.

Přepínání okruhů
Při přepínání kanálů tvoří přepínací síť souvislý složený fyzický kanál mezi koncovými uzly z mezikanálových sekcí zapojených do série pomocí přepínačů. Podmínkou, že několik fyzických kanálů v sériovém spojení tvoří jeden fyzický kanál, je rovnost rychlostí přenosu dat v každém ze základních fyzických kanálů. Rovnost rychlosti znamená, že přepínače takové sítě by neměly vyrovnávat přenášená data.

V síti s přepojováním okruhů je před přenosem dat vždy nutné provést proceduru navázání spojení, během níž se vytvoří kompozitní kanál. A teprve poté můžete začít přenášet data.

Pokud například síť znázorněná na Obr. 1 pracuje na technologii přepínání okruhů, uzel 1, aby mohl odeslat data do uzlu 7, musí nejprve odeslat speciální požadavek na navázání spojení s přepínačem A s uvedením cílové adresy 7. Přepínač A musí zvolit cestu vytvoření kompozitu odkaz a poté odešlete požadavek na další přepínač, V tento případ E. Přepínač E poté odešle požadavek přepínači F, který následně odešle požadavek do uzlu 7. Pokud uzel 7 přijme požadavek na navázání spojení, odešle odpověď zdrojovému uzlu přes již vytvořený kanál. který je kompozitní spoj považován za přepínaný a uzly 1 a 7 si přes něj mohou vyměňovat data.

Rýže. 2. Vytvoření kompozitního kanálu

Technika přepínání okruhů má své výhody i nevýhody.

Přenos dat mezi dvěma vzdálenými síťovými koncovými zařízeními se obvykle provádí prostřednictvím mezilehlých síťových uzlů - přepínacích uzlů. Koncové zařízení může být pracovní stanice, hostitelský počítač, terminál, telefon nebo jiné komunikační zařízení. resp. různé funkce mohou mít přepínací uzly propojené fyzickými kanály. Soubor koncových zařízení a spojovacích uzlů tvoří síť pro přenos dat, obr. 21, a.

Rozsah různých přepínacích technologií pro přenos dat po síti je znázorněn na obr. 21b.

Dva extrémní případy představují dvě hlavní tradiční technologie přepínání: přepínání okruhů a přepínání paketů.

Spojení s přepojováním okruhů spočívá v tom, že po dobu přenosu je v síti vytvořen kanál, který poskytuje určitou, pevnou rychlost přenosu dat v systému příjem-vysílání (například telefonní sítě, tradiční analogové a digitální ISDN sítě). Vlastnosti těchto sítí jsou dlouho navázání spojení (v analogových sítích až několik sekund nebo více).

Charakteristickým rysem provozu síťových zařízení LAN je jejich velmi rychlá interakce se sítí (desítky milisekund i méně). Technologie přenosu dat typické pro lokální sítě využívají především přepojování paketů řízené pracovními stanicemi.

Přepínání okruhů

Při použití přepínání okruhů se předpokládá, že mezi interagujícími zařízeními existuje vyhrazený komunikační kanál. Tato cesta je tvořena posloupností určitých síťových uzlů.

Komunikace s přepojováním okruhů zahrnuje tři fáze, které budou vysvětleny na Obr. 21a

• 1. Zřízení kanálu. Pro jednoduchost budeme uvažovat přenos dat jedním směrem. Předpokládejme, že zařízení A chce přenášet data do zařízení E. Před přenosem dat musí být vytvořeno spojení spojující koncové stanice prostřednictvím řetězce uzlů. Například stanice A odešle do uzlu 4 požadavek na navázání spojení se stanicí E. Protože segment A-4 je pronajatá linka, část linky již existuje, uzel 4 musí určit další uzel na trase vedoucí k uzlu 6 Na základě informací o trasách a analýze nákladů na kanál vybere uzel 4 kanál, například uzlu 5, a přidělí tomuto kanálu vhodnou šířku pásma (pomocí TDM nebo FDM multiplexování). Poté se vytvoří vyhrazené spojení ze zařízení A přes uzel 4 do uzlu 5. Protože k uzlu 4 může být připojeno více stanic, musí být schopen vytvořit vnitřní cesty z více stanic do více uzlů. Nyní uzel 5, analogicky s uzlem 4, vytvoří kanál k uzlu 6 a interně tento kanál sváže s kanálem přicházejícím z uzlu. Dále uzel 6 dokončí spojení se zařízením E. Po dokončení spojení se provede test k určení zda je zařízení E volné, zda je připraveno přijímat data.
• 2. Přenos dat. Pokud je zařízení E volné, lze data přenášet po síti. Data mohou být digitální (např. komunikace terminál-hostitel) nebo analogová (např. hlas). Signalizace a přenos mohou být buď digitální nebo analogové. V každém případě je cesta tvořena přes: segment A-4, vnitřní přepínání v uzlu 4, segment 4-5, vnitřní přepínání v uzlu 5, segment 5-6, vnitřní přepínání v uzlu 6 a segment 6-E. Obecně je také navázáno zpětné spojení, takže spojení je plně duplexní a data lze odesílat oběma směry.
• 3. Odpojte kanál. Po určité době přenosu dat je spojení ukončeno, obvykle po příslušném příkazu z některé ze stanic. Odpojovací signály musí procházet uzly 4, 5, 6, aby se uvolnily zdroje do sítě.

Zdůrazňujeme, že cesta připojení je navázána před zahájením přenosu dat. Odpovídající kapacita požadovaná pro daný přenosový kanál tedy musí být k dispozici a rezervována mezi dvojicemi uzlů podél celé cesty ve fázi vytvoření spoje. K tomu musí mít každý uzel vnitřní spínací kapacitu pro zajištění spojení.

Přepínání okruhů může být značně neefektivní, protože kapacita zavedeného okruhu je přidělena po dobu připojení koncových zařízení a není k dispozici pro jiné aplikace, i když se nepřenášejí žádná data. U telefonních sítí efektivita hlasový kanál zdaleka ne 100 %. Situace je ještě horší při připojení vzdáleného terminálu k hostiteli, kdy data nemusí jít dlouhou dobu vůbec a kanál bude nečinný. Pokud jde o výkon, latence je zavedena během fáze navazování připojení. Pokud je však spojení navázáno, pak je síť transparentní pro koncová zařízení a data proudí s minimálním zpožděním.

Přepínání paketů

Dlouhé obvody FOSS byly optimalizovány během vývoje, aby bylo dosaženo nejlepší výkon při přenosu hlasu a naprostá většina datového toku v těchto sítích byla spojena právě s přenosem hlasu. Klíčovou charakteristikou takových sítí je, že zdroje v rámci sítě jsou vyhrazeny pro konkrétní telefonní hovory. Pro hlasové připojení to není špatné, protože jeden z účastníků obvykle mluví a kanál není nečinný. Dá se říci, že duplexní kanál na telefonní spojení 50% využito. Šířka pásma pro kanál je také optimalizována a nastavena přesně tak, aby bylo možné dosáhnout přijatelné kvality hlasu. Při použití takových telekomunikačních sítí k přenosu dat mezi počítači však existují dvě zřejmé nevýhody.

• 1. U typického připojení (například terminál-hostitel) může být komunikační kanál po významnou část času volný. Ale telekomunikační síť přiděluje tomuto kanálu velmi specifickou šířku pásma a nemůže ji použít pro jinou aplikaci. Přístup s přepojováním okruhů tedy není účinný.
• 2. V sítích s přepojováním okruhů zajišťuje spojení přenos konstantní rychlostí. Proto bude každému páru zařízení terminál-hostitel přidělena stejná pevná rychlost, což omezuje schopnost sítě připojit různé hostitele a terminály.

Síť s přepojováním paketů je schopna tyto nedostatky překonat. Data v takové síti jsou přenášena ve formě bloků nazývaných pakety (neboli rámce). Obvykle může být horní limit délky paketu v závislosti na standardu od tisíce do několika tisíc bajtů.

Pokud si zdrojové zařízení přeje přenášet data větší než maximální délka paket, pak jsou data rozdělena do několika paketů, obr. 22.

Každý paket má datové pole, hlavičku a další servisní pole umístěná na začátku nebo na konci paketu. Pole hlavičky obsahuje minimálně informace nezbytné pro uzel, síť, do které má předávat (směrovat) pakety požadovaný kanál. Na uzlu je možné ukládat pakety do vyrovnávací paměti.

Na Obr. 23 ukazuje základní operace. Pracovní stanice nebo jiný síťové zařízení odešle zprávu (např. datový soubor) jako sekvenci paketů (a). Každý paket spolu s daty obsahuje řídicí a/nebo řídicí informace, zejména adresu cílové stanice nebo identifikátor cesty. Paket je nejprve odeslán do uzlu, ke kterému je připojena vysílací stanice. Uzel přijímající paket určí směr cesty z řídící informace a na základě toho přesměruje paket na výstupní port odpovídajícího kanálu. Pokud je spojení mezi uzly na tomto kanálu dobré, je paket přenesen do sousedního uzlu. Všechny pakety si postupně „vypracovávají“ své cesty a přesouvají se sítí k požadované cílové stanici. Přepínání paketů má oproti přepínání okruhů několik výhod.

• 1. Efektivita použití linky při přepojování paketů je vyšší, protože jeden segment od uzlu k uzlu může dynamicky alokovat své zdroje mezi mnoho paketů z různé aplikace. Pokud vysílací uzel shromažďuje více paketů k odeslání na konkrétním kanálu, než je kapacita tohoto kanálu, pak jsou pakety umístěny do vyrovnávací paměti a je stanoveno pořadí přenosu paketů. Naproti tomu v sítích s přepojováním okruhů je čas vyhrazený každé aplikaci přidělen jako specifický časový úsek na základě synchronního časového multiplexování. Maximální rychlost přenos je určen šířkou pásma tohoto časového slotu, nikoli celou šířkou pásma kanálu.
• 2. Síť s přepojováním paketů může implementovat konverzi rychlosti přenosu dat. Stanice připojené k odpovídajícím síťovým uzlům kanály s různou šířkou pásma jsou tedy schopny si mezi sebou vyměňovat pakety.
• 3. Když se provoz v síti s přepojováním okruhů zvýší, síť se může zahltit a komunikační spojení mezi novými stanicemi může být odepřeno. Pokud je telefonní síť přetížená, může být pokus o volání zablokován. Sítě s přepojováním paketů pokračují v přenosu paketů za silného provozu, i když může docházet ke zpožděním v doručování paketů nebo se může snížit přenosová rychlost.

Sítě s přepojováním paketů mohou používat systém priority. Pokud chce uzel odeslat více paketů, může nejprve odeslat pakety s nejvyšší prioritou. Pakety s vysokou prioritou budou doručeny s menším zpožděním než pakety s nízkou prioritou.

Předpokládejme, že jedna stanice chce poslat zprávu druhé stanici ve formě souboru, jehož velikost přesahuje maximální velikost balík. Stanice distribuuje obsah souboru mezi několik paketů a předává pakety postupně do sítě. A zde vyvstává otázka, jak má síť tuto sekvenci paketů zpracovat, aby je doručila do požadovaného cíle. V moderní sítě přepínání paketů používá dva různé přístupy, nazývané: datagramové sítě a sítě s virtuálními kanály.

V datagramové síti je každý paket přenášen bez odkazu na pakety, které přicházejí před ním nebo za ním, obr. 23.

Každý uzel na základě řídicích informací hlavičky paketu a vlastních dat o okolních uzlech sítě vybere další uzel, na který je paket přesměrován. Pakety se stejnou cílovou adresou mohou sledovat různé trasy od zdrojové stanice k cílové stanici. Koncový uzel trasy obnoví správnou sekvenci paketů a předá je cílové stanici již v této sekvenci. V některých datagramových sítích nemusí být funkce řazení paketů na výstupním uzlu - tuto funkci pak přebírá cílová stanice. Paket může být poškozen při přenosu po síti.

Pokud například selže jeden z uzlů v síti, budou ztraceny všechny pakety, které jsou na tomto uzlu ve frontě přenosu. Opět platí, že funkci detekce ztracených paketů může převzít jak koncový uzel trasy, tak i cílová stanice. V takové síti je každý paket přenášen nezávisle na ostatních a nazývá se datagram.

V síti s virtuálními okruhy se před započetím paketů vytvoří určitá trasa. Tato cesta slouží k udržení logického spojení mezi vzdálenými stanicemi. Pokud je nastavena trasa, pak všechny pakety mezi interagujícími stanicemi půjdou striktně po této trase, Obr. 2 Vzhledem k tomu, že trasa je po dobu trvání logického spojení přísně fixována, je takové logické spojení poněkud podobné vytvoření kanálu v sítích s přepojováním okruhů a nazývá se virtuální okruh. Každý paket nyní obsahuje identifikátor virtuálního kanálu spolu s datovým polem. Všechny uzly na trase vědí, kam takové pakety poslat; nyní tyto uzly neprovádějí žádná rozhodnutí o směrování.

Každá stanice může kdykoli vytvořit jeden nebo více virtuálních okruhů s jinou stanicí nebo stanicemi. Všimněte si, že virtuální kanál není vyhrazený kanál, který byl typický pro přepínané sítě, kanály. Pakety pohybující se po virtuálním kanálu mohou být v případě zahlcení uzlu nebo segmentu umístěny do vstupních a výstupních vyrovnávacích pamětí na uzlech. Hlavní rozdíl od datagramového přístupu a klasického směrování je v tom, že v sítích s virtuálními okruhy nerozhoduje uzel o volbě trasy pro každý příchozí paket, ale dělá to (nebo spíše dostává pokyny, kam přesměrovat pakety s odpovídajícími identifikátory trasy) pouze jednou - ve fázi vytváření virtuálního kanálu.

Výhody sítě s virtuálními kanály. Pokud dvě stanice chtějí komunikovat po dlouhou dobu, pak má přístup virtuálního okruhu určité výhody. Za prvé, síť může podporovat řadu služeb spojených s virtuálními okruhy, včetně sekvenování, řízení chyb a řízení toku. Správné pořadí Trasa se snadno udržuje, protože všechny pakety putují stejnou cestou a dorazí v původně stanoveném pořadí. Služba kontroly chyb zajišťuje nejen to, že pakety přicházejí ve správném pořadí, ale také to, že všechny pakety na přijímací straně jsou správné. Pokud se například jeden z paketů v sekvenci, pohybující se z uzlu 4 do uzlu 6 (obr. 5.14), ztratí nebo dorazí do uzlu 6 s chybou, pak uzel 6 může odeslat požadavek do uzlu 4 s požadavkem na opakujte odpovídající paket sekvence. Služba řízení toku zajišťuje, že odesílatel nemůže zahltit příjemce daty. Pokud například stanice E ukládá data ze stanice A do vyrovnávací paměti a vidí, že přijímací vyrovnávací paměť se blíží přetečení, pak může signalizovat přes reverzní virtuální kanál, aby omezil nebo dočasně zastavil vysílání dat ze stanice A. Druhou výhodou této sítě je, že pakety jsou přenášeny přes uzel rychleji, když uzel nerozhoduje o směrování paketu.

Výhody datagramové sítě. Za prvé, při přenosu paketů v datagramové síti neexistuje žádná fáze logického nastavení virtuálního kanálu. Za druhé, datagramová služba je primitivnější a umožňuje větší flexibilitu. Pokud se například jeden z uzlů v síti využívající virtuální okruhy zahltí, pak „otevřené“ virtuální okruhy procházející tímto uzlem nelze znovu sestavit. V datagramové síti, když je jeden z uzlů přetížen, mohou ostatní uzly přesměrovat příchozí pakety, aby obešly přetížený uzel. Za třetí, doručení samotného datagramu je spolehlivější. Při použití virtuálních okruhů, pokud je uzel poškozen, jsou zničeny i všechny virtuální okruhy, které jím procházejí.

Přepínání kanálu na různé rychlosti a ISDN sítí

Jednou nevýhodou sítí s přepojováním okruhů je nedostatek flexibility, pokud jde o poskytovanou šířku pásma.

Pokud je stanice připojena k tradiční telekomunikační síti s přepojováním okruhů, je nucena pracovat při určité rychlosti přenosu dat. Toto je rychlost (nebo šířka pásma), která bude přidělena stanici bez ohledu na typ aplikace. V důsledku toho aplikace s nízkou rychlostí nebude efektivně využívat poskytovaný kanál a aplikace, která potřebuje vysoká rychlost přenos dat bude naopak omezen v přidělené kapacitě kanálu.

K dosažení flexibility se používá rozšířená služba poskytování kanálů známá jako vícerychlostní přepínání okruhů. Tato technika kombinuje přepínání okruhů s multiplexováním. Stanice se připojuje k síti pomocí jediného komunikačního kanálu. Tento kanál může přenášet data různými přednastavenými rychlostmi s určitým vzorkováním. Tok na každém kanálu lze nezávisle přepínat prostřednictvím sítě v různých směrech.

Pro tuto techniku ​​je možné sestrojit schéma, ve kterém všechny možné kanály pracovat se stejnou pevnou rychlostí nebo schéma, které používá různé rychlosti přenosu dat. Příkladem je ISDN (Digitální síť integrovaných služeb). ISDN poskytuje vytáčený komunikační systém s řadou služeb pro přenos dat i hlasu. Jsou definována dvě přístupová rozhraní ISDN: Basic Rate Interfase (BRI) a Primary Rate Interfase (PRI). BRI (144Kbps) poskytuje dva 64Kbps Type B hlasové kanály a jeden 16Kbps Type D signalizační kanál (2B + D). PRI umožňuje pracovat s kanály T1 (1,544 Mbps) a E1 (2,048 Mbps), které jsou rozděleny do 23 respektive 30 kanálů typu B a navíc mají jeden signalizační D-kanál s šířkou pásma 64 Kbps ( 23B + D nebo 30B + D). Pronajatá linka může používat jeden B-kanál nebo jejich kombinaci pro dosažení větší šířky pásma. Jak navázání, tak i rozpojení komunikace mezi účastníky se provádí digitálně přes signálový kanál D a probíhá téměř okamžitě.

Proč mohou uživatelé (předplatitelé) zvolit ISDN před alternativními řešeními: modemy, pronajatými linkami a dalšími službami WAN? Za prvé, ve srovnání s provozem modemů na analogových linkách, pak ISDN poskytuje, s přihlédnutím ke kompresi přenášených dat, 8 až 26násobné zvýšení šířky pásma. Za druhé, digitální přepínání je technologicky spolehlivější než analogové přepínání. Digitální přepínání také umožňuje chránit data pomocí různých šifrovacích algoritmů. I když je technologie ISDN mnohem flexibilnější než jednoduché přepínání analogových okruhů, zachovává si zásadní omezení. Přestože má uživatel možnost zvolit si přenosovou rychlost, samotný soubor sazeb zůstává dosti definovaný, což ve výsledku neumožňuje efektivní využití síťových zdrojů. Digitální sítě ISDN jsou dnes široce používány jako alternativa k tradičním analogovým účastnickým sítím. Lídry v distribuci služby ISDN jsou USA, Japonsko a řada evropských zemí - Francie, Německo, Belgie, Dánsko, Portugalsko, Velká Británie.

protokol X.25

Nízká kvalita komunikačních kanálů, které existovaly před třemi desetiletími, jejich vysoká náchylnost k rušení a v důsledku toho nízká spolehlivost přenosu dat vedly k vývoji postupů přenosu informací odolných vůči šumu. X.25 se stává jedním z nejpoužívanějších a nejoblíbenějších protokolů pro řešení problémů se špatnými telefonními komunikačními kanály. Tento protokol je koncipován jako účinný lék vzdálený přístup hostit stroje. Na základě přepínačů X.25 může několik uživatelů současně komunikovat s jedním hostitelem a každý uživatel načte komunikační kanál s hostitelským strojem pouze po dobu přenosu informací, zatímco jindy zůstává připojen. Komunikační podpora je poskytována prostřednictvím navázání logického spojení nebo virtuálního okruhu.

Protokol X.25 paketově přepínaného přenosu dat byl vyvinut výborem CCITT (dnes ITU-T) speciálně pro práci přes komunikační linky s vysokou úrovní rušení, což jsou například analogové telefonní linky. Aby byla zajištěna požadovaná spolehlivost přenosu informací, vrstvený systém detekce a oprava chyb.

Každý přepínací uzel sítě X.25 na cestě paketu kontroluje integritu paketu, čte kontrolní součet, obsažený v jeho hlavičce a vypočtený během přenosu, najde svou hodnotu pro přijatý paket a porovná tyto dvě hodnoty. S malým počtem chyb je uzel schopen obnovit paket a přenést jej dále po cestě. V tomto případě uzel odešle předchozímu uzlu potvrzení o správném přijetí paketu. Pokud paket nelze obnovit, je vydán požadavek na jeho opětovné odeslání. Všechny síťové uzly - přepínače X.25 fungují podle podobného schématu.

Vysoká úroveň rušení na lince vede k poklesu přenosové rychlosti a z tohoto důvodu mnoho sítí s přepojováním paketů pracuje s přenosovou rychlostí až 64 Kbps. Navíc rychlost přenosu informací (nezaměňovat s rychlostí přenosu dat přímo ve fyzickém kanálu) nezůstává konstantní, ale závisí na úrovni rušení a jimi způsobených chybách. Jinými slovy, doba doručení jednoho paketu, způsobená pouze kvalitou kanálu, není konstantní hodnotou.

Frame Relay Frame Relay

Metody přepojování paketů byly vyvinuty v době, kdy se objevily dlouhé digitální sítě v přenosu dat velký počet chyby. V důsledku toho byly pakety přetíženy hlavičkami a obsahovaly mnoho nadbytečných informací, což umožnilo obnovit chyby v paketech. Obnova paketů a eliminace chyb byly zahrnuty do funkcí nejen koncových stanic, ale i všech síťových uzlů, například použití protokolu X.25.

V moderních vysokorychlostních telekomunikačních sítích, které pro přenos dat využívají FOCL, se chybovost prudce snížila a velká redundance při kódování paketového pole se stává zbytečnou (zabírá síťové zdroje).

Protokol Frame Relay je navržen pro použití na linkách s nízká úroveň rušení, takže protokol Frame Relay nemá redundanci, která byla charakteristická pro X.25. Frame Relay eliminovalo systém kontroly chyb celého rámu. Místo toho síťový přepínač kontroluje integritu přijatého rámce a provádí kontrolu chyb pouze pro pole adresy. Pokud alespoň jeden z těchto testů selže, přepínač odešle požadavek na opětovné vyslání rámce.

Zatímco původní sítě s přepojováním okruhů poskytovaly koncovému uživateli rychlost asi 64 Kbps, sítě Frame Relay umožňovaly uživatelům připojit se ke globální telekomunikační síti rychlostí 2 Mbps. Hlavní výhodou technologie Frame Relay je nízká redundance informací v paketu, což zvyšuje výkon přenosu dat v síti.

Frame Relay FOCL, původně navržené pro propojení, dnes pokrývají širokou škálu datových toků, včetně SNA, X.25 a řady dalších. Frame Relay zároveň získal omezené použití v teritoriálních sítích. Jedním z důvodů je skutečnost, že standard počítá s možností přenosu rozšířených rámců, a to různých délek (přenášené rámce mohou mít proměnnou délku až 1500 bitů). Dalším důvodem je, že bitová rychlost pro datový tok z určitého vysílače nemusí být konstantní od uzlu k uzlu v síti Frame Relay kvůli statistickému multiplexování paketů různých délek. Jsou tedy možné zpoždění v následujících paketech a variace těchto zpoždění. Přestože jsou tyto vlastnosti velmi vhodné pro přenos dat (zprávy, příkazy, soubory atd.), nejsou dostatečně konzistentní s přenosem hlasu a videa. Ty druhé vyžadují přenos pravidelných streamů, přičemž rychlost přenosu informací z uzlu do uzlu v síti Frame Relay není konstantní, a proto při přenosu hlasu nebo videa může při velkém zatížení sítě dojít ke zhoršení jejich kvality.

Rozhraní Frame Relay jistě zůstane uživatelské rozhraní, ale po připojení ke globální síti bude samozřejmě převeden na univerzálnější ATM protokol.

Cell Relay Cell Relay

Cell relay, lépe známý jako ATM (Asynchronous Transfer Mode), představuje nejnovější pokrok v přepínání paketů a okruhů za posledních 25 let a je evolucí technologie frame relay. Hlavním rozdílem mezi těmito dvěma je, že Frame Relay používá pakety s proměnnou délkou, zatímco Cell Relay používá pakety s pevnou délkou nazývané buňky a poskytuje minimální režii pro provádění kontroly. Použitím pevné délky paketů v ATM buňce bylo možné dále zmenšit hlavičku oproti hlavičce paketu. Zatímco Frame Relay obvykle poskytuje rychlost připojení koncového uživatele k síti až 2 Mb/s, ATM umožňuje koneční uživatelé rychlostí od desítek do stovek Mbps.

4.

Sítě s přepojováním okruhů a paketů: principy činnosti a srovnání

Sítě s přepínáním okruhů práce vytvořením vyhrazeného spojení (kanálu) mezi dvěma body. Například telefonní síť využívá technologii přepínání okruhů – telefonní hovor naváže kanál z volající telefon přes místní PBX, přes komunikační linky, ke vzdálené PBX a nakonec k volanému telefonu. Dokud kanál existuje, telefonní zařízení neustále dotazuje mikrofon. Když digitální síť data z mikrofonu jsou zakódována a přijaté hodnoty v digitální podobě přenášené tímto kanálem k příjemci. Odesílatel má zaručeno, že ankety budou doručeny a přehrány, protože kanál poskytuje rychlost 64 Kbps, což je dostačující pro přenos digitalizovaného hlasu.

Komunikace pomocí přepínání okruhů zahrnuje tři fáze:

4. Zřízení kanálu. Před zahájením přenosu dat je nutné přepnout kanál spojující zdroj a příjemce informací. V tomto případě dochází k výměně signalizačních informací mezi uzly sítě. V důsledku této fáze si uzly podél vytvořené trasy pamatují informace o novém spojení.

5. Přenos dat. V tomto případě každý z mezilehlých uzlů používá informace uložené ve fázi vytvoření kanálu k určení dalšího uzlu, do kterého je nutné přenést informace týkající se toto spojení. V telefonní sítě přenos může probíhat v analogové nebo digitální formě.Lze použít na různé odkazy jiný princip přenos.

6. Odpojení. Zpravidla se tak děje z podnětu jedné ze stran. Během odpojení jsou přenášeny signalizační informace po celé trase. Díky tomu je opačná strana upozorněna na ukončení spojení a mezilehlé uzly uvolní prostředky alokované pro toto spojení.

V síti s přepojováním okruhů tedy musí být zdroje alokovány před zahájením přenosu dat. Každý z mezilehlých uzlů sítě musí mít dostatek volných zdrojů v požadovaném směru (v případě více možných tras jeden ze směrů).

Výhoda přepínání okruhů spočívá v jeho garantované propustnosti: jakmile je okruh vytvořen, ne síťový proces nesníží šířku pásma tohoto kanálu. Stejná okolnost však také vede k vážné nevýhodě sítí s přepojováním okruhů: potenciálně neefektivní využití kanálů. Síťové zdroje jsou vytížené i v době, kdy nejsou přenášena data. V případě hlasového provozu může být využití linky poměrně vysoké, ale v případě přenosu dat mezi dvěma počítači může být linka většinu času nečinná. Nevýhodou přepínání okruhů je také přítomnost zpoždění před přenosem dat pro vytvoření spojení. Po navázání spojení však lze data přenášet s nízkou latencí, což je výhoda této architektury (tyto nevýhody a výhody spolu tedy opět souvisí).

Kolem roku 1970 začal výzkum v oblasti vytváření nové architektury pro přenos digitálních dat na velké vzdálenosti - přepínání paketů. Impulsem k tomu byla potřeba vytvořit sítě schopné přežití, které zůstanou funkční, když selže řada uzlů, a navíc se těmto změnám nezávisle přizpůsobí. Jak je tomu u mnoha nových technologií, tuto technologii původně měl vojenské aplikace. Ačkoli se technologie přepojování paketů od té doby výrazně vyvinula, je založena na principech stanovených v sítích na počátku 70. let 20. století.

Sítě s přepojováním okruhů, původně navržené pro přenos hlasového provozu, mají při použití pro výměnu dat mezi počítači řadu nevýhod:

- Spojení mezi počítači se vyznačují extrémně nerovnoměrným provozem: po většinu času je linka nečinná, ale v některých okamžicích je přenášeno velké množství dat.

- Kanál má pevnou šířku pásma, což omezuje užitečné využití sítě.

Sítě s přepojováním paketů, typ běžně používaný pro připojení počítačů, mají zcela odlišný přístup než sítě s přepojováním okruhů. V sítích s přepojováním paketů je síťový provoz rozdělen na malé části, nazývané pakety, které jsou spojeny do vysokorychlostních spojení mezi stroji. Paket, který obvykle obsahuje pouze několik set nebo tisíc bajtů dat, má identifikátor, který počítačům v síti umožňuje vědět, zda je pro ně určen, a pokud ne, pomáhá jim určit, jak jej odeslat do určeného cíle. Například soubor přenášený mezi dvěma počítači může být rozdělen do velkého počtu paketů, které jsou odesílány po síti jeden po druhém. Síťový hardware doručí pakety do určeného místa určení a síťový software pakety znovu sestaví do jednoho souboru.

Výhody přepínání paketů jsou následující:

- Komunikační kanál je využíván efektivněji. Pakety určené k přenosu jsou zařazeny do fronty a poté odeslány co nejrychleji.

- Velké množství spojení stroj-stroj může fungovat současně, protože spojení stroj-stroj je sdíleno mezi všemi dvojicemi spolupracujících strojů. Zatímco v síti s přepojováním okruhů by se v případě velkého zatížení přestala navazovat nová spojení, v síti s přepojováním paketů jsou pakety stále přijímány k přenosu. V tomto případě se však frekvence přijímání paketů snižuje a doba jejich doručení se prodlužuje.

- Při přepínání paketů je možné použít priority: pakety s vyšší prioritou mohou mít například menší zpoždění.

Nevýhodou sítě s přepojováním paketů je, že s rostoucím zatížením sítě daná dvojice komunikujících počítačů získává stále menší šířku pásma sítě. To znamená, že kdykoli dojde k přetížení sítě s přepojováním paketů, musí počítače používající síť počkat, dokud nebudou moci odeslat další pakety. Všimněte si, že tato nevýhoda přímo souvisí s výhodou uvedenou výše – namísto pevné a garantované šířky pásma kanálu uživatelé dostávají negarantovanou šířku pásma, která se může zvyšovat nebo snižovat v závislosti na zatížení sítě. Negarantovaná šířka pásma je tedy cenou za vysokou efektivitu sítě. Upozorňujeme také, že v sítích s přepojováním paketů je možné použít speciální algoritmy, které řídí kvalitu uživatelské služby. To umožňuje uživatelům poskytnout určité záruky týkající se kvality výkonu služby, podobné těm, které poskytují sítě s přepojováním okruhů.

Nezávislé směrování jednotlivých paketů vyžaduje více výpočetních zdrojů ze síťových uzlů ve srovnání se sítí s přepojováním okruhů, může však snížit režii pro spuštění služby pro nový pár uživatelů.

Navzdory potenciální nevýhodě nezaručené šířky pásma sítě se sítě s přepojováním paketů staly velmi populární. Důvody pro jejich široké použití jsou náklady a výkon. Vzhledem k tomu, že k síti lze připojit velký počet strojů, je zapotřebí méně připojení a náklady zůstávají nízké. Protože inženýři byli schopni vytvořit vysokorychlostní síťová zařízení, šířka pásma obvykle není problém.

Srovnávací charakteristiky sítě s přepojováním okruhů a paketů lze sestavit do tabulky:

Jak je z výše uvedeného patrné, oba přístupy – jak přepojování okruhů, tak přepojování paketů – mají své výhody a nevýhody a často stejné charakteristiky mohou působit jako výhody či nevýhody v závislosti na charakteru přenášeného provozu.Charakteristiky provozu, pro které je přepínání okruhů preferovanou možností, jsou:

- Konstantní požadovaná propustnost.

- Citlivost na zpoždění dodávky.

Provoz, který má uvedené vlastnosti, se nazývá streamování ( proud ). Takový je provoz v telefonních sítích. Mnoho multimediálních aplikací také generuje streamovaný provoz, jako je přenos zvuku nebo videa přes síť.

Na rozdíl od streamovaného provozu je přepínání paketů nejúčinnější, když má provoz následující charakteristiky:

- Silné výkyvy v rychlosti přenosu informací.

- Zpoždění doručení je druhořadé, přičemž na prvním místě je špičková přenosová rychlost.

Takový provoz je typický například pro přenos souborů nebo pro procházení stránek Internet.

Analýza ukazuje, že zpoždění doručení informace v síti s přepojováním paketů je nižší než v síti s přepojováním okruhů, při nízkém zatížení sítě a v určitém rozsahu délek paketů. Při velké zátěži sítě a při přenosu dlouhých bloků dat je přepínání okruhů efektivnější.

Nakonec si povšimněte, že službu podobnou té, kterou poskytuje síť s přepojováním okruhů, může také poskytovat síť s přepojováním paketů. V tomto případě se jedná o tzv. virtuální kanály. Před zahájením přenosu dat síť určí trasu, po které k němu dojde, a všechny uzly na této trase alokují požadované množství zdrojů pro nové připojení a ukládají informace o tomto připojení. Poté začne přenos dat. Data se přenesou do ve formě balíčků tyto pakety však nejsou přepínány nezávisle, jako je tomu v síti s přepojováním okruhů, ale jsou přenášeny po předem stanovené trase. Po dokončení přenosu dat je kanál použitý pro přenos dat zničen. Tak je vytvořen kanál spojující dva uživatele, pracující přes paketovou síť. Takový kanál se nazývá virtuální. Průměrná hodnota a rozptyl doby doručení paketu při použití virtuálního kanálu bude menší než v případě nezávislého přepínání každého jednotlivého paketu, protože síťové zdroje pro přenos těchto paketů jsou přiděleny předem a zpracovává se paket jednodušším způsobem. V sítích s přepínáním virtuálních okruhů tedy dochází k přerozdělení funkčnosti oproti sítím s přepojováním paketů: existují určité režijní náklady na navázání spojení, ale další směrování informací je velmi jednoduché - data jsou přenášena v souladu s již definovaným trasa.

Technologie přepínání virtuálních okruhů odstraňuje řadu nevýhod, které jsou vlastní sítím s přepínáním okruhů: virtuální okruhy mohou mít proměnnou šířku pásma, což umožňuje větší flexibilitu při výběru způsobu obsluhy uživatelů v síti v závislosti na jejich potřebách. Výsledkem je, že poskytování garantovaného výkonu kanálu (včetně propustnosti) lze kombinovat s vysokou efektivitou využití sítě. O tom bude podrobněji pojednáno v části o sítích. BANKOMAT.