Devre ve paket anahtarlamalı geniş alan ağları. Anahtarlama yöntemleri. Kanal değiştirme. Paket değiştirme

Devre anahtarlamalı ağların, kullandıkları çoğullama türü ne olursa olsun, birkaç önemli ortak özelliği vardır.

Dinamik anahtarlama ağları, aboneler arasında bir ön bağlantı kurma prosedürünü gerektirir. Bunu yapmak için, aranan abonenin adresi, anahtarlardan geçen ve bunları sonraki veri iletimi için yapılandıran ağa iletilir. Bağlantı isteği bir anahtardan diğerine yönlendirilir ve sonunda aranan tarafa ulaşır. Gerekli çıkış kanalının kapasitesi zaten tükenmişse ağ, bağlantı kurmayı reddedebilir. Bir FDM anahtarı için çıkış kanalı kapasitesi, bu kanalın frekans bantlarının sayısına eşittir ve bir TDM anahtarı için, kanal işlem döngüsünün bölündüğü zaman dilimlerinin sayısına eşittir. Ağ, talep edilen abonenin zaten başka biriyle bağlantı kurması durumunda da bağlantıyı reddeder. İlk durumda, anahtarın meşgul olduğunu, ikincisinde ise abonenin olduğunu söylüyorlar. Bağlantı hatası olasılığı devre anahtarlama yönteminin bir dezavantajıdır.

Bir bağlantı kurulabiliyorsa, FDM ağlarında sabit bir bant genişliği veya TDM ağlarında sabit bir bant genişliği tahsis edilir. Bu değerler bağlantı süresi boyunca değişmeden kalır. Bağlantı kurulduktan sonra garanti edilen ağ verimi, ses, video veya gerçek zamanlı tesis kontrolü gibi uygulamalar için gerekli olan önemli bir özelliktir. Ancak devre anahtarlamalı ağlar, abonenin isteği üzerine kanal bant genişliğini dinamik olarak değiştiremez, bu da onları yoğun trafik koşullarında verimsiz hale getirir.

Devre anahtarlamalı ağların dezavantajı, farklı hızlarda çalışan kullanıcı ekipmanının kullanılmasının imkansız olmasıdır. Bileşik bağlantının ayrı parçaları aynı hızda çalışır çünkü devre anahtarlamalı ağlar kullanıcı verilerini ara belleğe almaz.

Devre anahtarlamalı ağlar, anahtarlama ünitesi tek bir bayt veya veri paketi değil, iki abone arasında uzun vadeli bir senkronize veri akışı olduğunda, sabit hızdaki veri akışlarının değiştirilmesi için çok uygundur. Bu tür akışlar için, devre anahtarlamalı ağlar, akışın her bitinin zaman konumunu ağ anahtarlarındaki hedef adresi olarak kullanarak verileri ağ üzerinden yönlendirmek için minimum ek yük ekler.

1. Paket değiştirme

Paket değiştirme bilgisayar trafiğinin verimli iletimi için özel olarak tasarlanmış bir abone değiştirme tekniğidir. Devre anahtarlama teknolojisine dayalı ilk bilgisayar ağlarının oluşturulmasına ilişkin deneyler, bu tür anahtarlamanın yüksek bir genel başarı elde edilmesine izin vermediğini gösterdi. Bant genişliği ağlar. Sorunun özü, tipik trafik tarafından üretilen trafiğin patlamalı doğasında yatmaktadır. ağ uygulamaları. Örneğin, uzak bir dosya sunucusuna erişirken, kullanıcı ilk önce o sunucunun dizininin içeriğine göz atar, bu da az miktarda veri aktarımı gerektirir. Daha sonra gerekli dosyayı açar. Metin düzeltici ve bu işlem, özellikle dosya büyük grafik kalıntıları içeriyorsa, oldukça yoğun bir veri alışverişi yaratabilir. Bir dosyanın birkaç sayfasını görüntüledikten sonra, kullanıcı bir süre bunlarla yerel olarak çalışır, bu da hiçbir ağ aktarımı gerektirmez ve ardından sayfaların değiştirilmiş kopyalarını sunucuya geri gönderir ve bu da yine yoğun ağ aktarımı oluşturur.

Bireysel bir ağ kullanıcısının ortalama veri alışverişi yoğunluğunun mümkün olan maksimuma oranına eşit olan trafik dalgalanma katsayısı 1:50 veya 1:100 olabilir. Açıklanan oturum için kullanıcının bilgisayarı ile sunucu arasında kanal geçişini organize etmek gerekiyorsa, kanal çoğu zaman boşta olacaktır. Aynı zamanda, ağın anahtarlama yetenekleri kullanılacaktır - anahtarların bazı zaman dilimleri veya frekans bantları meşgul olacak ve diğer ağ kullanıcıları tarafından erişilemez olacaktır.

Paket anahtarlamada, ağ kullanıcısı tarafından iletilen tüm mesajlar kaynak düğümde paket adı verilen nispeten küçük parçalara bölünür. Bir mesajın mantıksal olarak tamamlanmış bir veri parçası olduğunu hatırlayın - bir dosyayı aktarma talebi, bu talebe tüm dosyayı içeren bir yanıt vb. Mesajlar birkaç bayttan birçok megabayta kadar isteğe bağlı bir uzunluğa sahip olabilir. Buna karşılık, paketler de tipik olarak değişken uzunlukta olabilir, ancak 46 ila 1500 bayt gibi dar sınırlar dahilinde olabilir. Her paket, paketin hedef düğüme iletilmesi için gereken adres bilgisini ve hedef düğüm tarafından mesajın birleştirilmesi için kullanılacak paket numarasını belirten bir başlık ile donatılmıştır (Şekil 1.39). Paketler ağ üzerinde bağımsız bilgi birimleri olarak taşınır. Ağ anahtarları, uç düğümlerden paketleri alır ve adres bilgisine göre bunları birbirlerine ve sonuçta hedef düğüme iletir.

Şekil 1.39

Paket ağ anahtarları, paketin alındığı sırada anahtarın çıkış portu başka bir paketi iletmekle meşgulse, paketlerin geçici olarak saklanması için dahili bir tampon belleğe sahip olmaları bakımından devre anahtarlarından farklıdır (Şekil 1.40). Bu durumda paket bir süre çıkış portunun tampon belleğindeki paket kuyruğunda kalır ve kuyruğa ulaştığında bir sonraki anahtara aktarılır. Böyle bir veri aktarım şeması, anahtarlar arasındaki omurga bağlantılarındaki trafik dalgalarının yumuşatılmasına ve böylece bunların bir bütün olarak ağ verimini artırmak için en verimli şekilde kullanılmasına olanak tanır.

Şekil 1.40

Aslında, bir çift abone için, devre anahtarlamalı ağlarda yapıldığı gibi, onlara yalnızca kendi kullanımları için anahtarlamalı bir iletişim kanalı sağlamak en etkili yöntem olacaktır. Bu yöntemle, veriler bir aboneden diğerine gecikmeden aktarılacağı için bu abone çiftinin etkileşim süresi minimum düzeyde olacaktır. İletim duraklamaları sırasında kanal kesintisi abonelerin ilgisini çekmez, kendi sorunlarını daha hızlı çözmeleri önemlidir. Paket anahtarlamalı bir ağ, belirli bir abone çiftinin etkileşim sürecini yavaşlatır, çünkü paketleri anahtarlarda bekleyebilirken, anahtara daha önce gelen diğer paketler ana bağlantılar üzerinden iletilir.

Bununla birlikte, paket anahtarlama teknolojisi ile birim zaman başına ağ tarafından iletilen toplam bilgisayar verisi miktarı, devre anahtarlama teknolojisine göre daha yüksek olacaktır. Bunun nedeni bireysel abonelerin dalgalarının kanuna uygun olarak büyük sayılar zamana dağıtılır. Bu nedenle, hizmet verdikleri abone sayısı gerçekten büyükse, anahtarlar sürekli ve oldukça eşit bir şekilde iş yüküne maruz kalır. Şekil 2.40, uç düğümlerden anahtarlara gelen trafiğin zaman içinde çok dengesiz bir şekilde dağıldığını göstermektedir. Ancak anahtarlar daha fazla yüksek seviye alt seviye anahtarlar arasındaki bağlantılara hizmet eden hiyerarşiler daha eşit şekilde yüklenir ve üst seviye anahtarları bağlayan ana hatlardaki paket akışı neredeyse maksimum kullanıma sahiptir.

Paket anahtarlamalı ağların, devre anahtarlamalı ağlara (eşit iletişim kanalları bant genişliğine sahip) kıyasla daha yüksek verimliliği, 60'lı yıllarda hem deneysel hem de simülasyonla kanıtlandı. Burada çok programlı işletim sistemleriyle bir benzetme yapmak uygundur. Böyle bir sistemdeki her bir program, yürütmesini tamamlayana kadar tüm işlemci zamanının programa verildiği tek programlı bir sisteme göre daha uzun çalışır. Bununla birlikte, birim zaman başına yürütülen programların toplam sayısı, çok programlı bir sistemde, tek programlı bir sisteme göre daha fazladır.

), ağa aynı hızda bilgi gönderen bir terminal cihazı (T) ile bağlanır. Bu hız kanala eşittir. Kullanıcının daha düşük kanal kapasitesine sahip bilgi hacimlerini ilettiği durumlar varsa, Terminal cihazı boşluğu boş verilerle doldurur. Bu, Şekil 2'de gösterilmektedir.

şekil 2

Bazı bilgilerin gerçekte olduğu gerçeği hakkında boşlukla dolu bilir ve doldurulmuş bilgileri atan Alıcının Terminal Cihazı.

Bağlantı kurma

Bilgi alışverişinde bulunmak için öncelikle üzerinden bir bağlantı kurmanız gerekir. Kurulum sırasında bir bağlantı oluşabilir. Diyelim ki iki nesne A ve B veri alışverişinde bulunmak istiyor (bkz. Şekil 1). İlk önce göndermeniz gerekiyor rica etmek nesnenin B nesnesinin adresini belirttiği anahtarlama ağına. Bir istek gönderme görevi, nesneler arasında bir bağlantı kurmaktır. bilgi kanalıÖzellikleri sürekli iletişime benzeyen, yani kurulan bağlantının tüm süresi boyunca veriler aynı hız ve hacimde iletilir. Bu, transit geçişlerde bilgiyi ara belleğe almaya gerek yok nesneler.

Bir bağlantı oluşturmak için isteğin, kanal üzerinde A'dan B'ye uzanan bir dizi anahtardan geçmesi ve yolun tüm bölümlerinin o anda boş olduğundan emin olması gerekir.

bağlantı reddedildi

Böyle bir bağlantının tek olumlu yönü, gecikme seviyesinin minimum düzeyde olması ve iletilmesidir. gerçek zamanlı/(ses, video) çok kullanışlı olacaktır.
Olumsuz yönleri ise her fiziksel hattın veriyi her zaman aynı hızda iletmesidir, bu da verimsizdir. Kaynakların kullanımı da Şekil 1'de gösterildiği gibi verimsizdir. Devre anahtarlama problemlerinin çözümü çoğullamadır.

Paket değiştirme

Paket anahtarlama algoritması, bilgisayar trafiğinin verimli alışverişi için özel olarak yapılmıştır. Bir varlık anahtarlanmış paketleri ilettiğinde, veriler başlangıç ​​düğümünde çerçeve adı verilen küçük parçalara bölünür. Her paket verilir başlık Teslimat adresini içeren. Şekil 3 veri akışının paketlere dağılımını göstermektedir. Paketin sonuna eklenen bir diğer ek alan ise römork. Oraya uyar çek toplamı, bilgilerin iletim sırasında değiştirilip değiştirilmediğini kontrol etmenizi sağlar.

Figür 3

Paketler ağa olmadan girer ağ kanallarının ön rezervasyonu ve onunla değil önceden ayarlanmış hız anahtarlamalı ağlarda uygulandığı gibi. Ve kaynağın ürettiği oranda iletilir. Paket anahtarlamalı bir ağın, devre anahtarlamalı bir ağın aksine, bir nesneden paket almaya her zaman hazır olduğu varsayılmaktadır.

Bant genişliği rezervasyon şeması paket ağlarında da kullanılabilir. Ancak böyle bir rezervasyonun temel fikri, devre anahtarlamalı ağlarda bant genişliği rezervasyonu fikrinden temel olarak farklıdır. Aradaki fark, paket anahtarlamalı bir ağ kanalının bant genişliği karakteristiğinin, her kanalın mevcut görevlerine bağlı olarak bilgi iletişim hatları arasında dinamik olarak değişebilmesidir ve bu, devre anahtarlama tekniği ile gerçekleştirilemez.

Devre anahtarlama

Devre anahtarlamayla, böyle bir ağ, bir anahtar kullanarak ardışık bağlı ara bölümlerden uç düğümler arasında kalıcı bir katı fiziksel kanal uygular. Böyle bir kanalın temel koşulu, bölümlerin her birinde aynı veri aktarım hızıdır. Eşitlik, böyle bir ağın anahtarlarının taşınan verileri ara belleğe almaması gerektiğini belirler. Şekil 4 devre anahtarlama teknolojisiyle çalışan bir ağı göstermektedir. Düğüm 1'in düğüm 7'ye veri iletebilmesi için öncelikle A anahtarına, hedef adresi 7'yi belirten özel bir bağlantı isteği yapılmalıdır. A anahtarı, bileşik bağlantının yolunu belirlemeli ve ardından isteği bir sonraki anahtara iletmelidir, incirde. bu E anahtarıdır. Daha sonra E anahtarı, F anahtarına bir istek gönderir ve o da bu isteği zaten 7. düğüme gönderir. 7. Düğüm, bir bağlantı kurmak için bir istek alır ve ardından orijinal düğüme, atanan yol boyunca yanıt verir.

Çizim - 4

Devre anahtarlamanın avantajları:

• Bilinen ve sabit bit hızı kurulan kanal
• Ağ üzerinde tutarlı ve düşük gecikme süreli bilgi aktarımı

Devre anahtarlamanın dezavantajları:

• Fiziksel kanalların veriminin mantıksız uygulanması. Bilgi aktarımı düzensiz olabilir ve özel kanal boşta olabilir
• Bağlantı kurulması nedeniyle bilgilerin taşınmasından önce zorunlu gecikme

Herhangi birinin artıları ve eksileri internet teknolojisi görecelidir, çünkü farklı durumlarda artılar eksiler gibi davranabilir ve bunun tersi de geçerlidir.

Çizim - 5

Anahtarlama yöntemlerinin karşılaştırılması:

Dinamik ve kalıcı anahtarlama

Dinamik anahtarlama ağları:

• bu ağın kullanıcısının inisiyatifiyle bağlantının kurulmasına izin verilir
• anahtarlama yalnızca iletişim oturumu süresince uygulanır ve ardından kullanıcının inisiyatifinde bozulur
• Kullanıcı herhangi bir ağ kullanıcısına bağlanabilir
• Bir çift kullanıcı arasında bağlantı kurma süresi birkaç saniyeden birkaç saate kadar olabilir ve iş - dosya aktarımları vb. tamamlandıktan sonra sona erer.

Bu tür ağlara örnek olarak LAN'lar veya TCP/IP verilebilir.

Kalıcı anahtarlamalı ağlar:

• Bir çift kullanıcının uzun bir süre boyunca bağlantı kurmasına olanak tanır
• Bağlantı, kullanıcılar tarafından değil, ağın bakımını yapan özel personel tarafından oluşturulur.
• Devre anahtarlamalı ağlarda kalıcı anahtarlama moduna, özel (özel) veya kiralık (kiralanan) kanalların hizmeti denir.

En popüler ağlar kalıcı anahtarlamada SDH vardır.

Bilgisayar ağları Ders №1 6 yarıyıl.

Bitmiş ürünlerin değerlendirilmesi?

Bitmiş ürünler ve bunların satışı için muhasebe mi yapıyorsunuz?

Üretim maliyet muhasebesi?

Fin yatırımlarının kavramı, sınıflandırılması ve değerlendirilmesi? Finansal yatırımlar - yatırım kuruluşları Para ve varlıklardaki diğer ücretsiz res-ler sınırsızdır. ana faaliyet ve dayanıklı nesnelerin yaratılmasıyla. Fin yatırımları şunları içerir: 1.durum ve münitler. menkul kıymetler 2. diğer kuruluşların menkul kıymetleri 3. diğer kuruluşların kayıtlı sermayesine katkılar, dahil. basit bir ortaklık anlaşması kapsamında 4. diğer kuruluşlara kredi sağlanması, kuruluşlara kredi mevduatı 5. alacakların devri esasına göre edinilen alacaklar. Fin yatırımları şunları içermez: 1. daha sonra yeniden satış veya iptal edilmek üzere hissedarlardan satın alınan kendi hisseleri. 2. Satılan mal, iş ve hizmet bedelinin ödenmesi sırasında satıcıya düzenlenen kambiyo senetleri. 3. org-ii maddi olmayan ve geçici kullanım için sağlanan yatırımlar 4. normal faaliyetler dışında edinilen kıymetli madenler, mücevherler, sanat eserleri ve benzeri değerli eşyalar. Varlıkların muhasebe açısından finansal yatırımlar olarak kabul edilmesi için aşağıdaki koşulların aynı anda karşılanması gerekir: 1. uygun şekilde düzenlenmiş belgelerin mevcudiyeti 2. finansal yatırımlarla ilişkili risklerin transferi 3. ek-s faydalarını sağlama yeteneği gelecek. 3 koşulun aynı anda yerine getirilmesini gerektirir. Fin sınıflandırması. yatırımlar: 1. Kayıtlı sermaye ile bağlantılı olarak: Finn. kayıtlı sermaye oluşumu (hisse alımı) amaçlı yatırımlar, finn. kayıtlı sermayenin oluşumu ile ilgili olmayan yatırımlar. 2. Mülkiyet şekline göre: devlet ve şirket 3. Vadeye göre: uzun vadeli (1 yıldan fazla) ve kısa vadeli. Finn'in puanı. yatırımlar: Finn. Yatırımlar başlangıçta muhasebeye kabul edilir st-ty (geçerli Genel kurallar seviye). Kayıtlı sermayeye yatırım yaparken başlangıç ​​maliyeti, kurucularla mutabakata varılan parasal değere göre belirlenir. Maliyet 200mrokt'u aşarsa gereklidir. son değerleme uzmanları tarafından yapılan değerleme.

Anahtarlama bir iletişim ağının abonelerini transit düğümler aracılığıyla bağlama işlemidir.

İletişim ağları abonelerinin birbirleriyle iletişimini sağlamalıdır. Aboneler bilgisayarlar, segmentler olabilir yerel ağlar, faks makineleri veya telefon muhatapları. Kural olarak, halka açık ağlarda, her abone çiftine, yalnızca "sahip olabilecekleri" ve istedikleri zaman kullanabilecekleri kendi fiziksel iletişim hattını sağlamak mümkün değildir. Bu nedenle ağ her zaman, mevcut fiziksel kanalların çeşitli iletişim oturumları arasında ve ağ aboneleri arasında ayrılmasını sağlayan bazı abone değiştirme yöntemlerini kullanır.

Her abone anahtarlara bağlanır bireysel hat Bu aboneye atanmış bağlantı. Anahtarlar arasında uzanan iletişim hatları birden fazla abone tarafından paylaşılır, yani birlikte kullanılır.

Ağlardaki aboneleri değiştirmek için temelde dört farklı şema vardır:

• Devre anahtarlama (QC, devre anahtarlama) - mesaj iletimi süresince (operasyonel anahtarlama) veya daha fazlası için seri olarak "bağlı" birkaç kanaldan birkaç geçiş düğümü aracılığıyla bileşik bir kanalın organizasyonu uzun vadeli(kalıcı / uzun vadeli geçiş - geçiş süresi idari olarak belirlenir, yani bir teknisyen geldi ve kanalları fiziksel olarak bir saat, bir gün, bir yıl, sonsuza kadar vb. değiştirdi, sonra geldi ve değişmedi).
• Mesaj değiştirme (CS, mesaj değiştirme) - bilgileri, mesajı aldıktan sonra hatırlayan ve aynı şekilde ileten en yakın geçiş düğümüne sırayla iletilen mesajlara bölme. Konveyör gibi bir şey ortaya çıkıyor.
• Paket anahtarlama (KP, paket anahtarlama) - bir mesajın ayrı olarak iletilen "paketlere" bölünmesi. Mesaj ile paket arasındaki fark, paketin boyutunun teknik olarak sınırlı olması, mesajların ise mantıksal olarak sınırlı olmasıdır. Bu durumda, paketlerin düğümler arasındaki hareket rotası önceden belirlenmişse, sanal bir kanaldan (bağlantı kurulumuyla) söz ederler. Örnek: IP paket anahtarlaması. Her paket için yolu bulma görevi yeniden çözülürse, paket anahtarlamanın datagram (bağlantısız) yönteminden söz edilir.
• Hücre anahtarlama (QW, hücre anahtarlama) - devre anahtarlamalı ağların ve paket anahtarlamalı ağların özelliklerini birleştirir; hücreleri değiştirirken paketler her zaman sabit ve nispeten küçük bir boyuta sahiptir.

Dışarıdan, bu şemalar Şekil 2'de gösterilenlere karşılık gelir. 1 ağ yapısı, ancak yetenekleri ve özellikleri farklıdır.

Pirinç. 1. Genel yapı abone değiştirme ağları

Devre anahtarlamalı ağların, ilk telefon ağlarından kalma daha zengin bir geçmişi vardır. Paket anahtarlamalı ağlar nispeten genç olup, 1960'ların sonlarında ilk küresel ağlarla yapılan deneylerin bir sonucu olarak ortaya çıkmıştır. bilgisayar ağları. Bu planların her birinin avantajları ve dezavantajları vardır, ancak birçok uzmanın uzun vadeli tahminlerine göre gelecek, daha esnek ve çok yönlü olduğundan paket anahtarlama teknolojisine aittir.

Devre anahtarlama
Kanalları değiştirirken, anahtarlama ağı, anahtarlarla seri olarak bağlanan ara kanal bölümlerinden uç düğümler arasında sürekli bir bileşik fiziksel kanal oluşturur. Seri bağlantıdaki birden fazla fiziksel kanalın tek bir fiziksel kanal oluşturması koşulu, kurucu fiziksel kanalların her birindeki veri iletim hızlarının eşitliğidir. Hız eşitliği, böyle bir ağın anahtarlarının iletilen verileri arabelleğe almaması gerektiği anlamına gelir.

Devre anahtarlamalı bir ağda, veri iletiminden önce, her zaman bir bileşik kanalın oluşturulduğu bir bağlantı kurma prosedürünün gerçekleştirilmesi gerekir. Ve ancak bundan sonra veri aktarmaya başlayabilirsiniz.

Örneğin, Şekil 2'de gösterilen ağ. 1 devre anahtarlıdır, düğüm 1, düğüm 7'ye veri göndermek için önce A anahtarına, hedef adresi 7'yi belirten bir bağlantı kurmak için özel bir istek göndermelidir. A anahtarı, bileşik bağlantının oluşum yolunu seçmelidir. ve ardından isteği bir sonraki anahtara (V) gönderin. bu durum E. E anahtarı daha sonra isteği F anahtarına gönderir ve bu da isteği düğüm 7'ye gönderir. Düğüm 7, bağlantı kurma isteğini alırsa, önceden kurulmuş kanal üzerinden kaynak düğüme bir yanıt gönderir. bileşik bağlantının anahtarlanmış olduğu kabul edilir ve 1 ve 7 numaralı düğümler bunun üzerinden veri alışverişi yapabilir.

Pirinç. 2. Bileşik kanal oluşturma

Devre anahtarlama tekniğinin avantajları ve dezavantajları vardır.

İki uzak ağ terminal cihazı arasındaki veri aktarımı genellikle ara ağ düğümleri - anahtarlama düğümleri aracılığıyla gerçekleştirilir. Terminal cihazı bir iş istasyonu, ana bilgisayar, terminal, telefon veya başka bir iletişim cihazı olabilir. Sırasıyla, farklı işlevler fiziksel kanallarla birbirine bağlanan anahtarlama düğümlerine sahip olabilir. Bir dizi terminal cihazı ve anahtarlama düğümü, bir veri iletim ağı oluşturur, şek. 21, a.

Ağ üzerinden veri iletimi için farklı anahtarlama teknolojilerinin aralığı şekil 2'de gösterilmektedir. 21b.

İki uç durum, iki ana geleneksel anahtarlama teknolojisini temsil eder: devre anahtarlama ve paket anahtarlama.

Devre anahtarlamalı bağlantı, iletim süresi boyunca ağda, alma-iletim sisteminde (örneğin, telefon ağları, geleneksel analog ve dijital ISDN) belirli, sabit bir veri aktarım hızı sağlayan bir kanalın oluşturulmasından oluşur. ağlar). Bu ağların özellikleri uzun zaman bağlantı kurma (analog ağlarda birkaç saniye veya daha uzun süreye kadar).

LAN ağ cihazlarının çalışmasının bir özelliği, ağ ile çok hızlı etkileşimde bulunmalarıdır (onlarca milisaniye veya daha az). Yerel ağlara özgü veri iletim teknolojileri esas olarak iş istasyonları tarafından kontrol edilen paket anahtarlamayı kullanır.

Devre anahtarlama

Devre anahtarlama kullanıldığında, etkileşim halindeki cihazlar arasında özel bir iletişim kanalının olduğu ima edilir. Bu yol belirli ağ düğümlerinin bir dizisinden oluşur.

Devre anahtarlamalı iletişim, Şekil 2'de açıklanacak olan üç fazdan oluşur. 21 a.

• 1. Kanal kurulumu. Basitlik açısından veri aktarımını tek yönde ele alacağız. A cihazının E cihazına veri iletmek istediğini varsayalım. Verilerin iletilmesinden önce, uç istasyonları bir düğüm zinciri aracılığıyla birbirine bağlayan bir bağlantı kurulmalıdır. Örneğin, A istasyonu, E istasyonu ile bağlantı kurmak için düğüm 4'e bir istek gönderir. A-4 segmenti kiralık bir hat olduğundan, bağlantının bir kısmı zaten mevcut olduğundan, düğüm 4, düğüm 6'ya giden rotadaki bir sonraki düğümü belirlemelidir. Rotalar hakkındaki bilgilere ve kanal maliyetlerinin analizine dayanarak, düğüm 4, örneğin düğüm 5'e bir kanal seçer ve bu kanala uygun bant genişliğini tahsis eder (TDM veya FDM çoğullamayı kullanarak). Daha sonra cihaz A'dan düğüm 4'e ve düğüm 5'e özel bir bağlantı kurulur. Birden fazla istasyon düğüm 4'e bağlanabildiğinden, birden fazla istasyondan birden fazla düğüme dahili yollar oluşturabilmelidir. Şimdi düğüm 5, düğüm 4'e benzer şekilde düğüm 6'ya bir kanal kurar ve bu kanalı dahili olarak düğümden gelen kanala bağlar. Daha sonra düğüm 6, cihaz E ile bağlantıyı tamamlar. Bağlantının tamamlanmasının ardından, belirlemek için bir test gerçekleştirilir. E cihazının ücretsiz olup olmadığı, veri almaya hazır olup olmadığı.
• 2. Veri aktarımı. E cihazı boşsa veriler ağ üzerinden aktarılabilir. Veriler dijital (örneğin, terminal-ana bilgisayar iletişimi) veya analog (örneğin, ses) olabilir. Sinyal verme ve iletim dijital veya analog olabilir. Her durumda, yol şunlardan oluşur: bölüm A-4, düğüm 4'te dahili anahtarlama, bölüm 4-5, düğüm 5'te dahili anahtarlama, bölüm 5-6, düğüm 6'da dahili anahtarlama ve bölüm 6-E. Genel olarak bağlantının tam çift yönlü olması ve verilerin her iki yönde de gönderilebilmesi için bir ters bağlantı da kurulur.
• 3. Kanalı ayırın. Belirli bir veri aktarım süresinden sonra bağlantı, genellikle istasyonlardan birinden gelen ilgili komutun ardından sonlandırılır. Kaynakların ağa serbest bırakılması için bağlantı kesme sinyallerinin 4, 5, 6 numaralı düğümlerden geçmesi gerekir.

Veri aktarımı başlamadan önce bağlantı yolunun kurulduğunu vurguluyoruz. Bu nedenle, belirli bir iletim kanalı için gereken uygun kapasitenin, bağlantı kurma aşamasında tüm yol boyunca düğüm çiftleri arasında mevcut olması ve rezerve edilmesi gerekir. Bunun için her düğümün bağlantıyı sağlayacak dahili anahtarlama kapasitesine sahip olması gerekir.

Devre anahtarlama oldukça verimsiz olabilir çünkü kurulu devrenin kapasitesi uç cihazların bağlantı süresi boyunca tahsis edilmiştir ve herhangi bir veri iletilmiyor olsa bile diğer uygulamalar için mevcut değildir. Telefon ağları için verimlilik ses kanalı%100'den çok uzak. Verilerin uzun süre hiç gitmeyebileceği ve kanalın boşta kalacağı uzak bir terminali bir ana bilgisayara bağlarken durum daha da kötüleşir. Performans açısından, bağlantı kurma aşamasında gecikme ortaya çıkar. Ancak bağlantı kurulduğunda ağ uç cihazlara şeffaf olur ve veriler minimum gecikmeyle akar.

Paket değiştirme

Uzun devre anahtarlamalı FOSS, geliştirme sırasında aşağıdakileri elde etmek için optimize edildi: en iyi performans ses aktarılırken ve bu ağlardaki veri akışının büyük çoğunluğu tam olarak ses aktarımıyla ilişkilendiriliyordu. Bu tür ağların önemli bir özelliği, ağ içindeki kaynakların belirli telefon çağrılarına ayrılmış olmasıdır. Sesli bağlantı için bu fena değil çünkü abonelerden biri genellikle konuşuyor ve kanal boşta değil. Şu söylenebilir çift ​​yönlü kanal en telefon iletişimi%50'si kullanıldı. Kanalın bant genişliği de optimize edilmiş ve kabul edilebilir ses kalitesinin elde edilebilmesi için tam olarak doğru şekilde ayarlanmıştır. Ancak bilgisayarlar arasında veri aktarımı için bu tür telekomünikasyon ağlarını kullanırken iki belirgin dezavantaj vardır.

• 1. Tipik bir bağlantıyla (örneğin terminal-ana bilgisayar), iletişim kanalı zamanın önemli bir bölümünde boş olabilir. Ancak telekomünikasyon ağı bu kanala çok özel bir bant genişliği ayırır ve bunu başka bir uygulama için kullanamaz. Bu nedenle devre anahtarlamalı yaklaşım verimli değildir.
• 2. Devre anahtarlamalı ağlarda bağlantı, sabit hızda iletim sağlar. Bu nedenle, herhangi bir terminal-ana bilgisayar cihazı çiftine aynı sabit hız verilecektir, bu da ağın çeşitli ana bilgisayarlara ve terminallere bağlanma yeteneğini sınırlandırır.

Paket anahtarlamalı ağ bu eksikliklerin üstesinden gelebilir. Böyle bir ağdaki veriler, paket (veya çerçeve) adı verilen bloklar biçiminde iletilir. Tipik olarak, standarda bağlı olarak bir paketin uzunluğunun üst sınırı bin ila birkaç bin bayt arasında olabilir.

Kaynak cihaz daha büyük verileri iletmek isterse maksimum uzunluk paket, daha sonra veriler birkaç pakete bölünür, şek. 22.

Her pakette bir veri alanı, bir başlık ve paketin başında veya sonunda yer alan diğer hizmet alanları bulunur. Başlık alanı, en azından, bir düğümün, ağın paketleri iletmesi (yönlendirmesi) için gerekli bilgileri içerir. istenilen kanal. Düğümdeki paketleri ara belleğe almak mümkündür.

Şek. Şekil 23 temel işlemleri göstermektedir. İş istasyonu veya diğeri ağ cihazı bir mesajı (örneğin bir veri dosyası) paket dizisi (a) olarak gönderir. Her paket, verilerle birlikte kontrol ve/veya kontrol bilgilerini, özellikle hedef istasyonun adresini veya bir rota tanımlayıcısını içerir. Paket ilk olarak verici istasyonun bağlı olduğu düğüme gönderilir. Paketi alan düğüm, kontrol bilgisinden rotanın yönünü belirler ve buna dayanarak paketi ilgili kanalın çıkış portuna yönlendirir. Bu kanaldaki düğümler arasındaki bağlantı iyiyse paket komşu düğüme iletilir. Tüm paketler, ağ üzerinden istenen hedef istasyona doğru hareket ederek yollarını sırayla "çalıştırır". Paket anahtarlamanın devre anahtarlamaya göre birçok avantajı vardır.

• 1. Paket anahtarlamada hat kullanmanın verimliliği daha yüksektir, çünkü düğümden düğüme bir segment, kaynaklarını çok sayıda paket arasında dinamik olarak tahsis edebilir. farklı uygulamalar. Verici düğüm belirli bir kanala gönderilmek üzere o kanalın kapasitesinden daha fazla paket toplarsa paketler bir ara belleğe yerleştirilir ve paket iletim sırası oluşturulur. Bunun aksine, devre anahtarlamalı ağlarda, her uygulamaya ayrılan zaman, senkron zaman çoğullamasına dayalı olarak belirli bir zaman dilimi olarak tahsis edilir. Max hız iletim, kanalın tüm bant genişliğine göre değil, o zaman diliminin bant genişliğine göre belirlenir.
• 2. Paket anahtarlamalı ağ, veri hızı dönüşümünü uygulayabilir. Böylece, ilgili ağ düğümlerine farklı bant genişliklerindeki kanallarla bağlanan istasyonlar kendi aralarında paket alışverişi yapabilirler.
• 3. Devre anahtarlamalı bir ağ üzerinden trafik arttığında, ağ sıkışık hale gelebilir ve yeni istasyonlar arasındaki iletişim bağlantıları engellenebilir. Telefon şebekesinde yoğunluk varsa arama girişimi engellenebilir. Paket anahtarlamalı ağlar, paket teslimatında gecikmeler yaşansa veya iletim hızı düşse de yoğun trafik altında paket aktarmaya devam eder.

Paket anahtarlamalı ağlar öncelik sistemini kullanabilir. Bir düğüm birden fazla paket göndermek istiyorsa, önce en yüksek öncelikli paketleri gönderebilir. Yüksek öncelikli paketler, düşük öncelikli paketlere göre daha az gecikmeyle iletilecektir.

Bir istasyonun diğerine, boyutunu aşan bir dosya biçiminde bir mesaj göndermek istediğini varsayalım. en büyük boy paket. İstasyon, dosyanın içeriğini çeşitli paketler arasında dağıtır ve paketleri sırayla ağa iletir. Ve burada şu soru ortaya çıkıyor: Ağın bu paket dizisini istenen hedefe ulaştırmak için nasıl işlemesi gerekiyor. İÇİNDE modern ağlar paket anahtarlama iki tane kullanır Farklı yaklaşımlar, denir: datagram ağları ve sanal kanallara sahip ağlar.

Bir datagram ağında her paket, kendisinden önce veya sonra gelen paketlere bakılmaksızın iletilir, şekil 1. 23.

Her düğüm, paket başlığının kontrol bilgilerine ve çevresindeki ağ düğümleri hakkındaki kendi verilerine dayanarak, paketin yeniden yönlendirileceği bir sonraki düğümü seçer. Aynı hedef adrese sahip paketler, kaynak istasyondan hedef istasyona kadar farklı rotaları izleyebilir. Rotanın son düğümü, paketlerin doğru sırasını geri yükler ve bunları zaten bu sırayla hedef istasyona iletir. Bazı datagram ağlarında, çıkış düğümünde paket sıralama işlevi olmayabilir; bu durumda bu işlev, hedef istasyon tarafından devralınır. Paket ağ üzerinden iletilirken bozulabilir.

Örneğin ağdaki düğümlerden biri arızalanırsa iletim kuyruğunda bu düğümde bulunan tüm paketler kaybolacaktır. Yine kayıp paketlerin tespit edilmesi işlevi hem rotanın uç düğümü hem de hedef istasyon tarafından üstlenilebilir. Böyle bir ağda her paket diğerlerinden bağımsız olarak iletilir ve datagram olarak adlandırılır.

Sanal devrelerin bulunduğu bir ağda paketler gitmeye başlamadan önce belirli bir rota oluşturulur. Bu rota uzak istasyonlar arasında mantıksal bir bağlantının korunmasına hizmet eder. Rota ayarlanmışsa, etkileşimli istasyonlar arasındaki tüm paketler kesinlikle bu rota boyunca ilerleyecektir, Şekil 1.1. 2 Rota, mantıksal bağlantının süresi boyunca kesin olarak sabitlendiğinden, böyle bir mantıksal bağlantı, devre anahtarlamalı ağlarda bir kanalın oluşumuna bir şekilde benzer ve sanal devre olarak adlandırılır. Artık her paket bir veri alanıyla birlikte sanal bir kanal tanımlayıcısı içeriyor. Rota üzerindeki tüm düğümler bu tür paketleri nereye göndereceklerini biliyor; artık bu düğümler herhangi bir yönlendirme kararı vermiyor.

Her istasyon herhangi bir zamanda başka bir istasyon veya istasyonlarla bir veya daha fazla sanal devre kurabilir. Sanal kanalın, anahtarlamalı ağlar ve kanallar için tipik olan özel bir kanal olmadığını unutmayın. Sanal bir kanal boyunca hareket eden paketler, düğüm veya segment tıkanıklığı durumunda, düğümlerdeki giriş ve çıkış arabelleklerine yerleştirilebilir. Datagram yaklaşımı ile klasik yönlendirme arasındaki temel fark, sanal devrelere sahip ağlarda düğümün, her devre için rota seçimi konusunda karar vermemesidir. gelen paket, ancak bunu yalnızca bir kez yapar (veya daha doğrusu, karşılık gelen rota tanımlayıcılarıyla paketlerin nereye yönlendirileceği talimatlarını alır) yalnızca bir kez - sanal bir kanal oluşturma aşamasında.

Sanal kanallara sahip bir ağın avantajları. Eğer iki istasyon uzun bir süre boyunca iletişim kurmak isterse sanal devre yaklaşımının bazı avantajları vardır. İlk olarak ağ, sıralama, hata kontrolü ve akış kontrolü dahil olmak üzere sanal devrelerle ilişkili bir dizi hizmeti destekleyebilir. Doğru sipariş Tüm paketler aynı rotayı takip ettiğinden ve başlangıçta belirlenen sırayla ulaştığından rota kolayca korunur. Hata kontrol hizmeti yalnızca paketlerin doğru sırayla ulaşmasını sağlamakla kalmaz, aynı zamanda alıcı taraftaki tüm paketlerin doğru olmasını da sağlar. Örneğin, düğüm 4'ten düğüm 6'ya (Şekil 5.14) hareket eden dizideki paketlerden biri kaybolursa veya düğüm 6'ya bir hatayla ulaşırsa, düğüm 6, düğüm 4'e bir istek ile bir istek gönderebilir. dizinin karşılık gelen paketini tekrarlayın. Akış kontrol hizmeti, gönderenin alıcıyı veriyle doldurmamasını sağlar. Örneğin, E istasyonu A istasyonundan gelen verileri arabelleğe alırsa ve alma arabelleğinin taşmaya yakın olduğunu görürse, bu durumda A istasyonundan veri iletimini azaltmak veya geçici olarak durdurmak için ters sanal kanal üzerinden sinyal verebilir. Bu ağın ikinci avantajı, Düğüm paketin yönlendirilmesi hakkında karar vermediğinde paketler düğüm üzerinden daha hızlı iletilir.

Bir datagram ağının faydaları. Birincisi, paketleri bir datagram ağı üzerinde iletirken mantıksal bir sanal kanal kurulum aşaması yoktur. İkincisi, datagram hizmeti daha ilkeldir ve daha fazla esnekliğe izin verir. Örneğin, sanal devreleri kullanan bir ağdaki düğümlerden biri tıkanırsa, bu düğümden geçen "açık" sanal devreler yeniden oluşturulamaz. Bir datagram ağında, düğümlerden biri aşırı yüklendiğinde, diğer düğümler, aşırı yüklenmiş düğümü atlamak için gelen paketleri yeniden yönlendirebilir. Üçüncüsü, datagramın kendisinin teslimi daha güvenilirdir. Sanal devreleri kullanırken, bir düğüm hasar görürse içinden geçen tüm sanal devreler de yok edilir.

Kanal geçişi farklı hızlar ve ISDN ağları

Devre anahtarlamalı ağların bir dezavantajı, sağlanan bant genişliği açısından esneklik eksikliğidir.

Bir istasyon geleneksel devre anahtarlamalı telekomünikasyon ağına bağlıysa, belirli bir veri hızında çalışmak zorunda kalır. Bu, uygulamanın türüne bakılmaksızın istasyona verilecek orandır (veya bant genişliğidir). Sonuç olarak hızı düşük olan bir uygulama, sağlanan kanalı verimli bir şekilde kullanamayacak ve ihtiyacı olan bir uygulama yüksek hız aksine veri iletimi tahsis edilen kanal kapasitesiyle sınırlı olacaktır.

Esnekliğe ulaşmak için çok hızlı devre anahtarlaması olarak bilinen gelişmiş bir kanal provizyon hizmeti kullanılır. Bu teknik devre anahtarlamayı çoğullama ile birleştirir. İstasyon ağa tek bir iletişim kanalı kullanarak bağlanır. Bu kanal, belirli bir örnekleme ile önceden belirlenmiş farklı hızlarda veri iletebilir. Her kanaldaki akış, ağ üzerinden bağımsız olarak farklı yönlere değiştirilebilir.

Bu teknik için, tüm öğelerin yer aldığı bir şema oluşturmak mümkündür. olası kanallar aynı sabit hızda veya farklı veri hızlarını kullanan bir şemada çalışır. Bunun bir örneği ISDN'dir (Entegre Hizmetler Dijital Ağı). ISDN, hem veri hem de ses iletimi için çeşitli hizmetlerle birlikte çevirmeli bir iletişim sistemi sağlar. İki ISDN erişim arayüzü tanımlanmıştır: Temel Hız Arayüzü (BRI) ve Birincil Hız Arayüzü (PRI). BRI (144Kbps), iki adet 64Kbps Tip B ses kanalı ve bir adet 16Kbps Tip D sinyal kanalı (2B + D) sağlar. PRI, sırasıyla 23 ve 30 B tipi kanala bölünmüş T1 (1.544 Mbps) ve E1 (2.048 Mbps) kanallarıyla çalışmanıza olanak tanır ve ayrıca 64 Kbps bant genişliğine sahip bir sinyal D kanalına sahiptir ( 23B + D veya 30B+D). Kiralık bir hat, daha fazla bant genişliği elde etmek için tek bir B kanalını veya bunların bir kombinasyonunu kullanabilir. Aboneler arasındaki iletişimin kurulması ve kesilmesi, sinyal kanalı D üzerinden dijital olarak gerçekleştirilir ve neredeyse anında gerçekleşir.

Kullanıcılar (aboneler) neden alternatif çözümler yerine ISDN'yi seçmelidir: modemler, kiralık hatlar ve diğer WAN hizmetleri? İlk olarak, modemlerin analog hatlardaki çalışmasıyla karşılaştırıldığında ISDN, iletilen verilerin sıkıştırılması dikkate alındığında bant genişliğinde 8 ila 26 kat kazanç sağlar. İkincisi, dijital anahtarlama teknolojik olarak analog anahtarlamaya göre daha güvenilirdir. Dijital anahtarlama ayrıca çeşitli şifreleme algoritmaları kullanarak verileri korumanıza da olanak tanır. Basit analog devre anahtarlamasından çok daha esnek olmasına rağmen ISDN teknolojisi temel bir sınırlamayı korur. Kullanıcı iletim hızını seçme olanağına sahip olmasına rağmen, hız kümesinin kendisi oldukça tanımlı kalır ve bu da sonuçta ağ kaynaklarının verimli kullanılmasına izin vermez. ISDN dijital ağları, geleneksel analog abone ağlarına alternatif olarak günümüzde yaygın olarak kullanılmaktadır. ISDN hizmetinin dağıtımında liderler ABD, Japonya ve bir dizi Avrupa ülkesidir - Fransa, Almanya, Belçika, Danimarka, Portekiz, İngiltere.

X.25 protokolü

Otuz yıl önce mevcut olan düşük kaliteli iletişim kanalları, bunların parazite karşı güçlü duyarlılığı ve bunun sonucunda veri aktarımının düşük güvenilirliği, gürültüye dayanıklı bilgi aktarım prosedürlerinin geliştirilmesine yol açmıştır. X.25, zayıf telefon iletişim kanallarının sorunlarını çözmek için en yaygın kullanılan ve popüler protokollerden biri haline geliyor. Bu protokol şu şekilde tasarlanmıştır: etkili çare uzaktan erişim makinelere ev sahipliği yapmak. X.25 anahtarlarına dayalı olarak, birkaç kullanıcı aynı anda bir ana bilgisayarla iletişim kurabilir ve her kullanıcı, diğer zamanlarda bağlı kalırken yalnızca bilgi aktarımı sırasında ana makineyle iletişim kanalını yükler. İletişim desteği mantıksal bir bağlantı veya sanal devrenin kurulması yoluyla sağlanır.

X.25 paket anahtarlamalı veri aktarım protokolü, CCITT komitesi (bugünkü ITU-T) tarafından özellikle analog telefon hatları gibi yüksek seviyede parazite sahip iletişim hatları üzerinde çalışmak üzere geliştirilmiştir. Bilgi aktarımının gerekli güvenilirliğini sağlamak, katmanlı sistem hata tespiti ve düzeltilmesi.

X.25 ağının paket yolundaki her anahtarlama düğümü paketin bütünlüğünü kontrol eder, okur sağlama toplamı Başlığında yer alan ve iletim sırasında hesaplanan , alınan pakete ait değerini bulur ve bu iki değeri karşılaştırır. Düğüm, az sayıda hatayla paketi kurtarabilir ve yol boyunca iletebilir. Bu durumda düğüm önceki düğüme paketin doğru şekilde alındığına dair bir onay gönderir. Paket kurtarılamazsa, yeniden iletilmesi için bir talepte bulunulur. Tüm ağ düğümleri - X.25 anahtarları benzer bir şemaya göre çalışır.

Hattaki yüksek düzeydeki girişim, iletim hızının düşmesine neden olur ve bu nedenle birçok paket anahtarlamalı ağ, 64 Kbps'ye kadar iletim hızlarında çalışır. Ayrıca bilgi aktarım hızı (doğrudan fiziksel kanaldaki veri aktarım hızıyla karıştırılmamalıdır) sabit kalmaz, girişimin düzeyine ve bunların neden olduğu hatalara bağlıdır. Yani bir paketin teslim süresi sadece kanalın kalitesinden dolayı sabit bir değer değildir.

Çerçeve Rölesi Çerçeve Rölesi

Veri iletiminde uzun dijital ağların ortaya çıktığı bir dönemde paket anahtarlama yöntemleri geliştirildi. çok sayıda hatalar. Sonuç olarak paketler başlıklarla aşırı yüklendi ve çok fazla gereksiz bilgi içeriyordu, bu da paketlerdeki hataların kurtarılmasını mümkün kıldı. Paket kurtarma ve hata giderme, yalnızca uç istasyonların değil aynı zamanda tüm ağ düğümlerinin (örneğin, X.25 protokolünün kullanımı) işlevlerine dahil edildi.

Veri iletimi için FOCL kullanan modern yüksek hızlı telekomünikasyon ağlarında hata oranı keskin bir şekilde düştü ve paket alanının kodlanmasında büyük bir artıklık gereksiz hale geldi (ağ kaynaklarını tüketir).

Frame Relay protokolü, bağlantılarda kullanılmak üzere tasarlanmıştır. düşük seviye Bu nedenle Çerçeve Aktarımı protokolü, X.25'in özelliği olan yedekliliğe sahip değildir. Frame Relay, tüm çerçevenin hata kontrol sistemini ortadan kaldırdı. Bunun yerine ağ anahtarı alınan çerçevenin bütünlüğünü kontrol eder ve yalnızca adres alanı için hata kontrolü gerçekleştirir. Bu testlerden en az biri başarısız olursa anahtar, çerçeveyi yeniden iletmek için bir istek gönderir.

Orijinal devre anahtarlamalı ağlar son kullanıcıya yaklaşık 64 Kbps hız sağlarken, Frame Relay ağları kullanıcıların küresel telekomünikasyon ağına 2 Mbps hızında bağlanmasına olanak sağladı. Frame Relay teknolojisinin temel avantajı, paketteki bilgilerin fazlalığının düşük olmasıdır, bu da ağdaki veri aktarım performansını artırır.

Başlangıçta ara bağlantı için tasarlanan Frame Relay FOCL'ler bugün SNA, X.25 ve diğerleri de dahil olmak üzere çok çeşitli veri akışlarını kapsamaktadır. Aynı zamanda, Frame Relay bölgesel ağlarda sınırlı bir kullanıma kavuşmuştur. Bunun nedenlerinden biri, standardın uzatılmış çerçevelerin ve farklı uzunlukların (iletilen çerçevelerin 1500 bit'e kadar değişken uzunluğu olabilir) iletilmesine olanak sağlamasıdır. Diğer bir neden ise, belirli bir vericiden gelen bir veri akışı için bit hızının, farklı uzunluklardaki paketlerin istatistiksel çoğullaması nedeniyle bir Çerçeve Aktarma ağında düğümden düğüme sabit olmayabilmesidir. Böylece sonraki paketlerde gecikmeler ve bu gecikmelerin varyasyonları mümkündür. Bu özellikler veri aktarımı (mesajlar, komutlar, dosyalar vb.) için çok uygun olmasına rağmen, ses ve video aktarımıyla pek tutarlı değildir. İkincisi, düzenli akışların iletilmesini gerektirirken, Çerçeve Aktarımı ağındaki düğümden düğüme bilgi aktarım hızı sabit değildir ve bu nedenle, ses veya video iletirken, ağ ağır yüklendiğinde bunların kalitesi bozulabilir.

Frame Relay arayüzü kesinlikle kalacak Kullanıcı arayüzü, ancak küresel ağa bağlanıldığında açıkça daha evrensel ATM protokolüne dönüştürülecektir.

Hücre Rölesi Hücre Rölesi

Daha çok ATM (Asenkron Aktarım Modu) olarak bilinen hücre rölesi, paket ve devre anahtarlamada son 25 yıldaki en son gelişmeleri temsil eder ve çerçeve röle teknolojisinin bir evrimidir. İkisi arasındaki temel fark, Frame Relay'in değişken uzunluktaki paketleri kullanması, Cell Relay'in ise hücre adı verilen sabit uzunluktaki paketleri kullanması ve kontrolü gerçekleştirmek için minimum ek yük sağlamasıdır. ATM hücresinde sabit uzunluktaki paketler kullanılarak, paket başlığına kıyasla başlığın daha da azaltılması mümkün oldu. Frame Relay, bir ağa genellikle 2 Mbps'ye kadar son kullanıcı bağlantı hızı sağlarken, ATM, son kullanıcılar onlarca ila yüzlerce Mbps arasında değişen hızlarda.

4.

Devre anahtarlamalı ve paket anahtarlamalı ağlar: çalışma prensipleri ve karşılaştırma

Devre Anahtarlamalı Ağlar iki nokta arasında özel bir bağlantı (kanal) oluşturarak çalışır. Örneğin, telefon şebekesi devre anahtarlamalı teknolojiyi kullanır; bir telefon görüşmesi, bir kanaldan bir kanal kurar. telefon aramak yerel PBX aracılığıyla, iletişim hatları aracılığıyla uzak PBX'e ve son olarak aranan telefona. Kanal mevcut olduğu sürece telefon ekipmanı sürekli olarak mikrofonu yoklar. Ne zaman dijital ağ mikrofondan gelen veriler kodlanır ve alınan değerler dijital form bu kanal üzerinden alıcıya iletilir. Kanal, dijitalleştirilmiş sesi iletmek için yeterli olan 64 Kbps hız sağladığından, göndericiye anketlerin iletileceği ve oynatılacağı garanti edilir.

Devre anahtarlama kullanarak iletişim üç aşamayı içerir:

4. Kanal kurulumu. Veri aktarımı başlamadan önce, bilgi kaynağı ile alıcıyı birbirine bağlayan kanalın değiştirilmesi gerekir. Bu durumda, ağ düğümleri arasında sinyalleşme bilgisi alışverişi yapılır. Bu aşamanın sonucunda belirlenen rota üzerindeki düğümler yeni bağlantı hakkındaki bilgileri hatırlar.

5. Veri aktarımı. Bu durumda, ara düğümlerin her biri, kanal oluşturma aşamasında depolanan bilgiyi, ilgili bilginin iletilmesi gereken bir sonraki düğümü belirlemek için kullanır. bu bağlantı. İÇİNDE telefon ağları iletim analog veya dijital biçimde gerçekleşebilir.Farklı bağlantılarda kullanılabilir farklı prensip bulaşma.

6. Bağlantının kesilmesi. Kural olarak, taraflardan birinin inisiyatifiyle gerçekleşir. Bağlantının kesilmesi sırasında sinyal bilgisi tüm rota boyunca iletilir. Bu sayede karşı tarafa bağlantının sonlandırıldığı bildirilir ve ara düğümler bu bağlantı için ayrılan kaynakları serbest bırakır.

Bu nedenle, devre anahtarlamalı bir ağda, veri iletiminin başlayabilmesi için kaynakların tahsis edilmesi gerekir. Ara ağ düğümlerinin her biri, gerekli yönde (birkaç olası rota durumunda yönlerden biri) yeterli miktarda serbest kaynağa sahip olmalıdır.

Devre anahtarlamanın avantajı garantili verimde yatmaktadır: bir devre oluşturulduktan sonra hiçbir işlem yapılmaz. ağ süreci bu kanalın bant genişliğini azaltmaz. Ancak aynı durum, devre anahtarlamalı ağların ciddi bir dezavantajına da yol açmaktadır: kanalların potansiyel olarak verimsiz kullanımı. Verilerin iletilmediği zamanlarda bile ağ kaynakları meşgul olur. Ses trafiğinde link kullanımı oldukça yüksek olabiliyor ancak iki bilgisayar arasında veri aktarımı söz konusu olduğunda link çoğu zaman boşta kalabiliyor. Ayrıca devre anahtarlamanın bir dezavantajı, bir bağlantı kurmak için veri iletimi gerekmeden önce bir gecikmenin varlığıdır. Ancak bağlantı kurulduktan sonra verilerin düşük gecikmeyle iletilebilmesi bu mimarinin bir avantajıdır (dolayısıyla bu dezavantajlar ve avantajlar yine birbiriyle ilişkilidir).

1970'li yıllarda dijital verilerin uzun mesafelere iletilmesi için yeni bir mimari oluşturma alanında araştırmalar başladı. paket değiştirme. Bunun itici gücü, bir dizi düğüm başarısız olduğunda çalışır durumda kalan ve dahası, bu tür değişikliklere bağımsız olarak uyum sağlayan, hayatta kalabilen ağlar yaratma ihtiyacıydı. Pek çok yeni teknolojide olduğu gibi, bu teknoloji Başlangıçta askeri uygulamalara sahipti. Paket anahtarlama teknolojisi o zamandan bu yana önemli ölçüde gelişmesine rağmen, 1970'lerin başındaki ağlarda ortaya konan ilkelere dayanmaktadır.

Başlangıçta ses trafiğini iletmek için tasarlanan devre anahtarlamalı ağlar, bilgisayarlar arasında veri alışverişi için kullanıldığında bir takım dezavantajlara sahiptir:

- Bilgisayarlar arasındaki bağlantılar, trafiğin son derece dengesiz bir doğasıyla karakterize edilir: çoğu zaman hat boştadır, ancak zamanın bazı noktalarında büyük miktarda veri iletilir.

- Kanalın, ağın faydalı kullanımını sınırlayan sabit bir bant genişliği vardır.

Bilgisayarları bağlamak için yaygın olarak kullanılan tür olan paket anahtarlamalı ağlar, devre anahtarlamalı ağlardan tamamen farklı bir yaklaşım benimser. Paket anahtarlamalı ağlarda ağ trafiği, yüksek hızlı makineler arası bağlantılarda birleştirilen, paket adı verilen küçük parçalara bölünür. Genellikle yalnızca birkaç yüz veya bin bayt veri içeren bir paket, ağdaki bilgisayarların bunun kendilerine yönelik olup olmadığını bilmelerini sağlayan ve değilse, paketin belirtilen hedefe nasıl gönderileceğini belirlemelerine yardımcı olan bir tanımlayıcıya sahiptir. Örneğin, iki makine arasında aktarılan bir dosya, ağ üzerinden birer birer gönderilen çok sayıda pakete bölünebilir. Ağ donanımı, paketleri belirtilen hedefe iletir ve ağ yazılımı, paketleri tek bir dosyada yeniden birleştirir.

Paket anahtarlamanın avantajları aşağıdaki gibidir:

- İletişim kanalı daha verimli kullanılır. İletim için gönderilen paketler kuyruğa alınır ve ardından mümkün olduğu kadar hızlı bir şekilde iletilir.

- Makineden makineye bağlantılar, işbirliği yapan tüm makine çiftleri arasında paylaşıldığından, çok sayıda makineden makineye bağlantı aynı anda çalışabilir. Devre anahtarlamalı bir ağda, ağır yük durumunda yeni bağlantıların kurulması dururken, paket anahtarlamalı bir ağda paketler iletim için hala kabul edilir. Ancak bu durumda paketlerin alınma sıklığı azalır ve teslimat süreleri artar.

- Paketleri değiştirirken öncelikleri kullanmak mümkündür: örneğin daha yüksek önceliğe sahip paketlerin gecikmesi daha düşük olabilir.

Paket anahtarlamalı ağın dezavantajı, ağ üzerindeki yük arttıkça, iletişim kuran belirli bir bilgisayar çiftinin ağ bant genişliğinin giderek azalmasıdır. Yani, paket anahtarlamalı bir ağda tıkanıklık meydana geldiğinde, ağı kullanan bilgisayarların bir sonraki paketleri gönderene kadar beklemesi gerekir. Bu dezavantajın doğrudan yukarıdaki avantajla ilgili olduğunu unutmayın; sabit ve garantili kanal bant genişliği yerine kullanıcılar, ağ yüküne bağlı olarak artabilen veya azalabilen, garanti edilmeyen bant genişliği alırlar. Bu nedenle, garanti edilmeyen bant genişliği, yüksek ağ verimliliği için ödenecek bedeldir. Paket anahtarlamalı ağlarda kullanıcı hizmetinin kalitesini kontrol eden özel algoritmalar kullanmanın mümkün olduğunu da not ediyoruz. Bu, devre anahtarlamalı ağlar tarafından sağlananlara benzer şekilde, hizmet performansı kalitesine ilişkin olarak kullanıcılara belirli güvencelerin verilmesine olanak tanır.

Bireysel paketlerin bağımsız olarak yönlendirilmesi, devre anahtarlamalı bir ağa kıyasla ağ düğümlerinden daha fazla bilgi işlem kaynağı gerektirir, ancak yeni bir kullanıcı çifti için bir hizmetin başlatılmasına ilişkin ek yükü azaltabilir.

Garanti edilmeyen ağ bant genişliğinin potansiyel dezavantajına rağmen paket anahtarlamalı ağlar çok popüler hale geldi. Yaygın kullanımlarının nedenleri maliyet ve performanstır. Ağa çok sayıda makine bağlanabildiği için daha az bağlantı gerekir ve maliyet düşük kalır. Mühendisler yüksek hızlı ağ ekipmanı oluşturabildikleri için bant genişliği genellikle sorun olmuyor.

Karşılaştırmalı özellikler devre anahtarlamalı ve paket anahtarlamalı ağlar tablolaştırılabilir:

Yukarıda görülebileceği gibi, her iki yaklaşımın da (hem devre anahtarlama hem de paket anahtarlama) kendi avantajları ve dezavantajları vardır ve çoğu zaman aynı özellikler, iletilen trafiğin doğasına bağlı olarak avantaj veya dezavantaj olarak hareket edebilir.Devre anahtarlamayı tercih edilen seçenek haline getiren trafik özellikleri şunlardır:

- Sürekli gerekli verim.

- Teslimat gecikmesine duyarlılık.

Trafik listelenen özellikler, akış olarak adlandırılır ( aktarım ). Telefon ağlarındaki trafik böyledir. Çoğu multimedya uygulaması aynı zamanda ağ üzerinden ses veya video iletimi gibi akış trafiği de oluşturur.

Akışlı trafiğin aksine, paket anahtarlama, trafiğin aşağıdaki özelliklere sahip olması durumunda en etkilidir:

- Bilgi aktarım hızında güçlü dalgalanmalar.

- Teslimat gecikmesi ikincil öneme sahiptir ve en yüksek iletim hızı ilk sırada yer alır.

Bu tür trafik, örneğin dosya aktarımı veya sayfalara göz atmak için tipiktir.İnternet.

Analiz, paket anahtarlamalı bir ağdaki bilgi dağıtım gecikmesinin, ağdaki düşük yüklerde ve belirli bir paket uzunluğu aralığında devre anahtarlamalı bir ağdan daha düşük olduğunu göstermektedir. Ağ yoğun şekilde yüklendiğinde ve uzun veri blokları iletirken devre anahtarlama daha verimli olur.

Son olarak, devre anahtarlamalı bir ağ tarafından sağlanan hizmete benzer bir hizmetin, paket anahtarlamalı bir ağ tarafından da sağlanabileceğini unutmayın. Bu durumda sözde. sanal kanallar. Bir veri aktarımı başlamadan önce ağ, aktarımın gerçekleşeceği rotayı belirler ve bu rota üzerindeki tüm düğümler, yeni bir bağlantı için gerekli miktarda kaynak tahsis eder ve bu bağlantıyla ilgili bilgileri depolar. Bundan sonra veri aktarımı başlar. Veriler şuraya aktarılır: paketler halinde ancak bu paketler, devre anahtarlamalı ağlarda olduğu gibi bağımsız olarak anahtarlanmaz, önceden belirlenmiş bir yol boyunca iletilir. Veri aktarımı tamamlandıktan sonra bunun için kullanılan kanal yok edilir. Böylece iki kullanıcıyı birbirine bağlayan, paket ağı üzerinde çalışan bir kanal oluşturulur. Böyle bir kanala sanal denir. Sanal bir kanal kullanıldığında paket teslim süresinin ortalama değeri ve varyansı, bu paketlerin iletimi için ağ kaynakları önceden tahsis edildiğinden ve paket işleme gerçekleştirildiğinden, her bir paketin bağımsız olarak anahtarlanması durumunda olduğundan daha az olacaktır. daha basit bir şekilde ortaya çıkıyor. Bu nedenle, sanal devre anahtarlamalı ağlarda, paket anahtarlamalı ağlara kıyasla işlevsellik yeniden dağıtılır: bağlantı kurmak için belirli genel giderler vardır, ancak bilginin daha fazla yönlendirilmesi çok basittir - veriler önceden tanımlanmış bir şekilde iletilir rota.

Sanal devre anahtarlama teknolojisi, devre anahtarlamalı ağların doğasında bulunan bir dizi dezavantajı ortadan kaldırır: sanal devreler değişken bant genişliğine sahip olabilir, bu da ağdaki kullanıcılara ihtiyaçlarına bağlı olarak nasıl hizmet verileceğinin seçiminde daha fazla esneklik sağlar. Sonuç olarak, garantili kanal performansının (verim dahil) sağlanması, yüksek ağ kullanım verimliliği ile birleştirilebilir. Bu konu ağlar bölümünde daha ayrıntılı olarak tartışılacaktır. ATM.