Компьютерные сети 2 Цель изучить принципы коммутации маршрутизации

Компьютерные сети 2 Цель: изучить принципы коммутации, маршрутизации, коммутации пакетов и каналов.

Коммутация сети как обобщенная задача состоит из 4 элементов n Определение информационных потоков, для которых требуется прокладка маршрута. n Маршрутизация потоков. n Продвижение потоков. Распознование потоков и их локальная коммутация на каждом транзитном узле. n Мультиплексирование и демультиплексирование потоков. n Разделение среды передачи

Коммутация абонентов через сеть транзитных узлов Узел отправитель Узел получатель. Соединение узлов – это маршрут. Коммутация – соединение конечных узлов через сеть транзитных узлов.

Определение информационных потоков n Информационным потоком называют непрерывную последовательность данных, объединенных набором общих признаков. Глобальные признаки Не меняют своего значения в сети. Локальные признаки Действуют в пределах узла, динамически меняют значение при передаче от узла к узлу.

Маршрутизация n Включает в себя две подзадачи. - определение маршрута; - оповещение сети о выбранном маршруте. А-1 -3 -С А-1 -2 -3 -С

Таблица коммутации n Каждому транзитному узлу необходимо сообщить, что поток данных с определенными признаками надо направить по определенному интерфейсу. Таблица может меняться при изменении конфигурации сети, сбоях или перегрузках.

Продвижение данных Если маршруты определены, записи о них сделаны в таблицах всех транзитных узлов, все готово для выполнения основной операции – передаче данных. Для каждой пары абонентов эта операция представляет задачу локальной коммутации Коммутатором может быть специализированное устройство или компьютер.

Коммутационная сеть Совокупность транзитных узлов составляют коммутационную сеть.

Мультиплексирование и демультиплексирование потоков n n Поток может быть смешанным или индивидуальным. Мультиплексирование – это способ использования физического канала между несколькими абонентами сети. Разделение по времени. Разделение по частоте.

Разделяемая среда передачи данных Низкая производительность Плохая масштабируемость Если локальная сеть Ethernet состоит из 100 компьютеров и для их связи используется коаксиальный кабель и сетевые адаптеры, работающие на скорости 10 Мбитсек, то каждый компьютер будет работать с 0. 1 Мбитсек. Применяется редко, в основном в беспроводных локальных сетях.

Сеть с коммутацией каналов 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Составной канал обладает фиксированной пропускной способностью. 2. Создается временно на период сеанса связи. 3. Используется только парой абонентов. 4. Абоненты определяют загрузку канала. Продвижение данных в сетях с коммутацией каналов состоит из запроса на соединение и передачи данных. Имеет много недостатков, неэффективен, так как в основном перевозит воздух.

Сеть с коммутацией пакетов Пакет состоит из заголовка (адрес, длина пакета), кадра данных, концевика (контрольной суммы). Пакеты поступают в сеть без предварительного резервирования линий и с произвольной скоростью.

Сглаживание трафика в сетях с коммутацией пакетов Пакеты одного потока могут разделятся и перемещаться с разной скоростью

Буферизация пакетов n Асинхронность перемещения данных в сетях с коммутацией пакетов предъявляет особые требования к работе коммутаторов. Буфер позволяет согласовать скорости передачи данных в линиях связи. Но емкость буферов ограничена, поэтому возможны потери пакетов из-за переполнения буферов.

Режимы работы пакетного коммутатора n Дейтаграммная передача. n Передача с установлением логического соединения. n Передача с установлением виртуального канала.

Дейтаграммная передача n n n Все передаваемые пакеты продвигаются по сети независимо друг от друга на основании одних правил. Дейтаграмма – независимая единица передачи. В таблице коммутации для одного адреса может быть указаны несколько коммутаторов. Такой подход называют балансом нагрузки. Метод не гарантирует доставку пакета. Он делает это по мере возможности.

Передача с установлением логического соединения n n Процедура согласования двумя конечными узлами сети некоторых параметров процесса обмена. Основа - знание устройствами сети истории обмена данными между узлами. Параметры соединения могут быть разными по скорости. Возможно дублирование не принятого пакета. Процедура установления соединения Возможна шифрация пакетов

Передача с установлением виртуального канала n n Единственный заранее проложенный фиксированный маршрут, соединяющих конечные узлы с коммутацией пакетов. Виртуальные каналы прокладываются для устойчивых потоков и с целью их выделения помечаются специальным признаком- меткой. Таблица коммутации отличается от дейтограммной тем, что содержит только записи о виртуальных каналах.

Сравнение сетей с коммутацией каналов и пакетов

Пример стандартной технологии с коммутацией пакетов - Ethernet 10 Мбитсек, поддерживает два типа топологии Общая шина при разделяемой среде Древовидная при неразделяемой среде. коммутаторы Способ коммутации – дейтограммный. Адресация – каждый сетевой адаптер имеет уникальный адрес МАС – плоский числовой адрес. Кодирование – адаптеры Ethernet работают с тактовой частотой 20 МГц. При передаче кадра все биты передаются в сеть с частотой 10 МГц. Повторная передача кадра при ошибке не поддерживается.

Формат кадров технологии Ethernet 2 стандарта DIX DA (Destination Address) – адрес МАС узла назначения. SA (Source Address) – МАС адрес узла отправителя. T (Type) – содержит условный код протокола верхнего уровня, данные которого находятся в поле данных кадра. Поле данных – содержит от 46 до 1500 байт и если длина пользовательских данных меньше 46 байт, то поле дополняется до минимального размера. FCS (Frame Check Sequence) - поле контрольной последовательности кадра состоит из контрольной суммы.