Mga paraan ng paglipat at pagruruta ng impormasyon sa network. Ang mga pandaigdigang network ay dumaan sa tatlong yugto sa kanilang pag-unlad:

I. 60s. Gamit ang kasalukuyang network ng telepono.

Maaaring makipag-ugnayan ang dalawang ABS sa isa't isa sa pamamagitan ng pagkonekta sa international telephone network (TN) sa pamamagitan ng modem sa pamamagitan ng pag-dial sa kinakailangang numero ng telepono

Mga Pangunahing Tampok:

• Ang pakikipag-ugnayan ay kinokontrol ng programmatically.
• Isang asynchronous na mode ng pakikipag-ugnayan ang ginamit.
• Pinakamataas na bilis ng paghahatid 800 bps.
• Advantage: ang ubiquity ng network ng telepono ay nagbibigay ng unibersal na kakayahang magamit para sa paghahatid ng data.
• Mga disadvantages: matibay na bilis ng paglipat ng data. Kung ang makina ay nangangailangan ng mas mababang bilis ng paghahatid, kung gayon ang mga kakayahan ng channel ay hindi ginagamit. Kung higit pa, kung gayon ang channel ng telepono ay hindi masiyahan sa kanya.

II.70s. Ang paglitaw ng isang network ng data.

Dalawang ABS ang nakikipag-ugnayan sa isa't isa sa pamamagitan ng isang network ng data Ang koneksyon ng sistema ng subscriber sa network (Larawan 10) ay isinasagawa sa pamamagitan ng isang dial-up na linya ng telepono gamit ang isang modem (sa mga pambihirang kaso - sa pamamagitan ng isang naupahan na linya).

Mga Pangunahing Tampok:

• Ang pakikipag-ugnayan ay pinamamahalaan sa pamamagitan ng isa sa mga AS.
• Pinahintulutan ng network ang paggamit ng synchronous transmission mode (sa ilalim ng mga leased lines). MAX na bilis ng paghahatid 64 Kbit/sec (sa pamamagitan ng mga nakalaang linya).
• Ang mga node ay idinisenyo para sa paglipat at pagruruta ng digital na impormasyon na dumarating sa pamamagitan ng mga nakalaang channel at mayroong sumusunod na istraktura, na ipinakita
• Mga Bentahe: Medyo mataas na bilis ng paglilipat ng data.
• Mga Disadvantage: Walang kakayahang magpadala ng data at boses sa parehong mga channel.

III. 80s - 90s. Paglikha ng mga pampublikong network, naaayon sa modelo ng open systems interconnection (OSI).

Mga Pangunahing Tampok:

• Ang anumang computer ay konektado sa transmission network sa pamamagitan ng isang interface (gateway), na nagsisiguro ng koordinasyon ng mga resultang data. Maaaring ipadala ang data at boses sa parehong network.
• Ang isa sa mga pangunahing katangian ng isang data network node ay ang paglipat at pagruruta ng impormasyon. Ang kakanyahan nito ay nakasalalay sa pagpili ng Communication Node ng isang pagkakasunud-sunod ng mga channel kung saan ang mga packet ay dapat ipadala (mga bloke kung saan ang isang hanay ng impormasyon ay nahahati bago ang paghahatid). Ang isang halimbawa ng paglipat ng impormasyon ay ipinakita. Narito ang CS node na kumukonekta sa mga subscriber system A (pagpapadala) sa mga subscriber system B (pagtanggap).
• Ang software ng node ay kailangang magpasya sa kung anong pagkakasunud-sunod at sa pamamagitan ng kung anong mga channel upang ipadala ang mga packet na ito sa mga subscriber B. Ang prosesong ito ay sinasabing paglilipat ng impormasyon sa node. Mayroong dalawang paraan upang lumipat ng impormasyon: circuit switching at packet switching. Sa unang kaso (paglipat ng channel), ang paglipat ng pisikal na channel ay isinasagawa nang isang beses ayon sa pamamaraan. signal ng feedback, nagpapaalam tungkol sa kahandaan nitong tanggapin ang mensahe. Pagkatapos nito, ang subscriber A ay nagsisimulang magpadala ng data. Ang oras ng paghahatid ng data ay nakasalalay sa haba ng ipinadalang mensahe, ang kapasidad ng channel (oras ng paghahatid ng data) at ang oras ng pagpapalaganap ng signal sa kahabaan ng channel. Sa oras ng paghahatid, walang bahagi ng channel ang maaaring gamitin ng isa pang ABS.
• Ang paraan ng paglipat ng channel ay simple, ngunit may ilang mga makabuluhang disadvantages:
• Ang oras na kinakailangan upang ayusin ang isang linya para sa pagpapadala ng impormasyon ay medyo mahaba.

Hindi makatwiran ang paggamit ng mga channel ng komunikasyon. Sa isang session, maaaring magkaroon ng mahabang pag-pause sa pagitan ng dalawang subscriber, ngunit ang mga channel ng komunikasyon sa pagitan ng mga subscriber na ito ay hindi maaaring sakupin ng iba sa mga pag-pause. Mababang pagiging maaasahan ng paglilipat ng impormasyon. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang data na ipinadala sa pagkakasunud-sunod ng mga channel ay hindi nasuri kahit saan. Ang pagnanais na alisin ang mga pagkukulang na ito ay humantong sa paglikha ng packet switching. Ang kakanyahan ay na dito ang bawat packet ay may patutunguhan na address at independiyenteng ipinadala sa pamamagitan ng subnet. Kapag ginagamit ang pamamaraang ito, sinusuri ng node ang address ng packet at para sa bawat isa sa kanila ang isang desisyon ay ginawa kung aling susunod na channel ang ipapadala ito. Dito, walang pares ng mga subscriber ang eksklusibong sumasakop sa anumang channel sa panahon ng isang session ng pakikipag-ugnayan.

Paraan ng paglipat ng packet ay may isang bilang ng mga makabuluhang pakinabang:

• Mahusay na paggamit ng mga channel ng komunikasyon sa pamamagitan ng paghahati sa oras ng pagpapatakbo ng mga channel sa pagitan ng iba't ibang pares ng mga subscriber (multiplexing ng mga stream ng data). Proseso ng multiplexing ng data
• Mataas na pagiging maaasahan ng ipinadalang impormasyon. Ito ay nakakamit sa pamamagitan ng pagsuri sa bawat packet ng lahat ng network node.
• Halos agarang probisyon ng kakayahang magpadala ng impormasyon (hindi na kailangang maghintay hanggang ang mga channel na bumubuo sa landas mula sa Ab-sender hanggang sa Ab-recipient ay libre.

Paraan ng paglipat ng circuit para sa lahat ng mga pagkukulang nito, mayroon itong isang kalamangan sa packet switching. Ito ay nakasalalay sa katotohanan na sa eksklusibong pagmamay-ari ng mga channel, ang lahat ng mga packet ay naglalakbay sa landas sa parehong oras. Kapag nagpapalit ng mga packet, ang mga peak load sa mga node ay maaaring magdulot ng ilang pagkaantala. Isinasaalang-alang ang ipinahiwatig na bentahe ng circuit switching method, ang packet switching method ay kasalukuyang ginagawang moderno. Ito ay dinisenyo upang maging komprehensibo, na nagbibigay ng parehong circuit switching at packet switching. Ang ganitong mga network ay tinatawag na mga discrete network na may pinagsamang mga serbisyo. Ang mga network na ito ay tinatawag na discrete dahil ang mga discrete signal ay ipinapadala sa pamamagitan ng mga ito. Ang pinagsama-samang serbisyo ay nangangahulugan na ang bawat naturang network sa hinaharap ay papalitan ang halos lahat ng mga network ng komunikasyon: telepono, telegrapo, teletype, atbp. Ang kakanyahan ng modernized na paraan ng paghahatid ng packet ay ang anumang channel ng paghahatid ng data ng isang subnet ng komunikasyon ay maaaring gumana sa 2 mga mode: eksklusibo at kolektibo. Samakatuwid, ang unang packet ng isang ipinadalang pagkakasunud-sunod ng mga packet ay dapat ipaalam sa lahat ng mga node tungkol sa mode kung saan ang natitirang mga packet ng sequence na ito ay dapat na maipadala.

Circuit switching ay maaaring

• spatial
• temporal.

Spatial switch Ang laki ng N*M ay isang grid (matrix) kung saan ang mga N input ay konektado sa mga pahalang na bus, at ang mga M output ay konektado sa mga vertical na bus Ang mga grid node ay may mga switching elemento, at sa bawat column ng grid ay hindi maaaring magkaroon ng higit sa isang elemento binuksan. Kung si N< M, то коммутатор может обеспечить соединение каждого входа с не менее чем одним выходом; в противном случае коммутатор называется блокирующим, т.е. не обеспечивающим соединения любого входа с одним из выходов. Обычно применяются коммутаторы с равным числом входов и выходов N*N. Недостаток рассмотренной схемы - большое число коммутирующих элементов в квадратной матрице, равное N2. Для устранения этого недостатка применяют многоступенные коммутаторы. Например, схема трехступенного коммутатора 6*6 имеет видДостаточным условием отсутствия блокировок входов является равенство k >2*n-1. Narito ang k ay ang bilang ng mga bloke sa intermediate stage, n = N/p; p ay ang bilang ng mga bloke sa yugto ng pag-input. Sa figure na ipinapakita. Sa diagram 1.3, hindi natutugunan ang kundisyong ito, kaya posible ang pagharang. Halimbawa, kung gusto mong gumawa ng isang koneksyon a1-d1, ngunit ang mga koneksyon na a2-b2-c4-d3, a3-b3-c1-d2 ay dating konektado, pagkatapos ay ang mga bus b1, c3 at c5 ay magagamit para sa a1, ngunit sila huwag humantong sa d1. Sa mga multi-stage switch, ang bilang ng mga elemento ng paglipat ay makabuluhang nabawasan sa gastos ng isang bahagyang pagtaas sa pagkaantala. Kaya, kapag pinapalitan ang isang solong yugto na switch 1000*1000 na may tatlong yugto na may n = 22 at k = 43, ang bilang ng mga switch ay bumababa mula 10 6 hanggang 2*46*22*43+43*46*46, i.e. sa humigit-kumulang 0.186*10 6.

Paglipat ng oras na binuo batay sa isang buffer memory, ang pagre-record ay isinasagawa sa mga cell nito sa pamamagitan ng sunud-sunod na botohan ng mga input, at ang paglipat ay isinasagawa sa pamamagitan ng pagbabasa ng data sa mga output mula sa nais na mga cell ng memorya. Sa kasong ito, mayroong pagkaantala para sa tagal ng isang ikot ng pagsulat-pagbasa. Sa kasalukuyan, ang pansamantala o halo-halong paglipat ay pangunahing ginagamit. Sa maraming kaso, ang packet switching ay pinaka-epektibo. Una, ang paghahatid ng data sa mga network ng kumplikadong pagsasaayos ay pinabilis dahil sa ang katunayan na ang kahanay na paghahatid ng mga packet ng parehong mensahe ay posible sa iba't ibang bahagi ng network; pangalawa, kapag may naganap na error, ang isang maikling packet ay dapat na muling ipadala, sa halip na ang buong mahabang mensahe. Bilang karagdagan, ang pinakamataas na limitasyon sa laki ng packet ay ginagawang posible na makakuha ng mas maliit na halaga ng buffer memory sa mga intermediate node kasama ang mga ruta ng paghahatid ng data sa network.

Sa mga packet switching network, mayroong dalawang mode ng operasyon:

• virtual channel mode (isa pang pangalan ay connection-oriented na komunikasyon)
• datagram mode (komunikasyon na walang koneksyon).

SA virtual na channel mode ang mga packet ng isang mensahe ay ipinapadala sa natural na pagkakasunud-sunod kasama ang itinatag na ruta. Sa kasong ito, hindi tulad ng paglipat ng channel, ang mga linya ng komunikasyon ay maaaring paghiwalayin ng maraming mga mensahe, kapag ang mga packet ng iba't ibang mga mensahe ay ipinadala nang halili sa channel (ito ang tinatawag na time multiplexing mode, kung hindi man ay TDM - Time Division Method), o naantala sa mga intermediate buffer. Ang probisyon ay ginawa upang kontrolin ang kawastuhan ng paglilipat ng data sa pamamagitan ng pagpapadala ng mensahe ng kumpirmasyon mula sa tatanggap patungo sa nagpadala - isang positibong resibo. Ang kontrol na ito ay posible pareho sa lahat ng intermediate node ng ruta at sa huling node lamang. Maaari itong isagawa sa isang start-stop na paraan, kung saan ang nagpadala ay hindi nagpapadala ng susunod na packet hanggang sa makatanggap ito ng kumpirmasyon na ang nakaraang packet ay nailipat nang tama, o sa isang window transmission method. Maaaring may kasamang N packet ang isang window, at maaaring may mga pagkaantala sa pagtanggap ng mga acknowledgement sa buong window. Kaya, kung may naganap na error sa panahon ng paghahatid, i.e. ang nagpadala ay tumatanggap ng negatibong pagkilala ng packet number K, pagkatapos ay kailangan ang muling pagpapadala at ito ay magsisimula sa packet K. Halimbawa, sa mga network maaari kang gumamit ng variable na laki ng window. Kaya, alinsunod sa rekomendasyon ng dokumentong RFC-793, ang oras ng paghihintay para sa mga kumpirmasyon ay kinakalkula ng formula na Tav = 2*Tav, kung saan ang Tav:= 0.9*Tav + 0.1*Ti, Tav ay ang average na halaga ng oras na ito. tumatagal para sa isang packet upang maglakbay patungo sa tatanggap at pabalik , Ti ang resulta ng susunod na pagsukat sa oras na ito.

Sa datagram mode Ang mensahe ay nahahati sa mga datagram. Ang datagram ay isang piraso ng impormasyong ipinadala nang hiwalay sa iba pang bahagi ng parehong mensahe sa mga packet-switched na computer network. Ang mga datagram ng parehong mensahe ay maaaring ipadala sa network sa iba't ibang ruta at makarating sa tatanggap sa isang random na pagkakasunud-sunod, na maaaring maging sanhi ng pag-block sa network. Sa mga panloob na seksyon ng ruta, ang kontrol sa kawastuhan ng paghahatid ay hindi ibinigay at ang pagiging maaasahan ng komunikasyon ay sinisiguro lamang sa pamamagitan ng kontrol sa dulo ng node. Ang network blocking sa datagram mode ay isang sitwasyon kung kailan napakaraming packet ng iba't ibang mensahe ang dumating sa buffer memory ng isang computer network node na ang memorya na ito ay ganap na inookupahan. Dahil dito, hindi nito matanggap ang iba pang mga packet at hindi mailalabas ang mga natanggap na nito, dahil posible lamang ito pagkatapos dumating ang lahat ng datagrams ng mensahe. Ang mga unang uri ng mga mensahe ay maaaring boses, larawan, teksto, data. Upang magpadala ng tunog, ang telepono ay tradisyonal na ginagamit, mga imahe - telebisyon, teksto - ang telegrapo (teletype), data - mga network ng computer. Ang pagpapadala ng mga dokumento (teksto) ay maaaring i-code o facsimile. Upang magpadala ng tunog, mga imahe at data sa iisang kapaligiran, ginagamit ang mga network na tinatawag na integrated service network.

Naka-code na paghahatid ng mensahe sa pagitan ng mga storage device na matatagpuan sa mga node ng network ng impormasyon ay tinatawag na teletex (kumpara sa telex - teletype na komunikasyon), at ang fax na komunikasyon ay tinatawag na telefax. Mga uri ng teletex: electronic mail (E-mail) - pagpapalitan ng mga mensahe sa pagitan ng dalawang gumagamit ng network, pagpapalitan ng file, "buletin board" at teleconferences - mga broadcast na mensahe. Ang pagtatatag ng koneksyon sa pagitan ng nagpadala at ng tatanggap na may kakayahang makipagpalitan ng mga mensahe nang walang kapansin-pansing pagkaantala ng oras ay nagpapakilala sa on-line na operating mode. Sa makabuluhang pagkaantala sa pag-iimbak ng impormasyon sa mga intermediate node, mayroon kaming off-line mode. Ang komunikasyon ay maaaring one-way (simplex), na may alternating transmission ng impormasyon sa parehong direksyon (half-duplex) o sabay-sabay sa parehong direksyon (duplex). Ito ay isang hanay ng mga semantic at syntactic na panuntunan na tumutukoy sa gawi ng network functional blocks kapag nagpapadala ng data. Sa madaling salita, ang isang protocol ay isang hanay ng mga kasunduan hinggil sa paraan ng pagpapakita ng data na nagsisiguro sa kanilang paghahatid sa tamang direksyon at ang tamang interpretasyon ng data ng lahat ng mga kalahok sa proseso ng pagpapalitan ng impormasyon. Dahil ang pagpapalitan ng impormasyon ay isang multifunctional na proseso, ang mga protocol ay nahahati sa mga antas. Kasama sa bawat antas ang isang pangkat ng mga kaugnay na function. Para sa wastong pakikipag-ugnayan ng mga node ng iba't ibang mga network ng computer, dapat na bukas ang kanilang arkitektura. Ang mga layuning ito ay nagsisilbi sa pamamagitan ng pag-iisa at estandardisasyon sa larangan ng telekomunikasyon at mga computer network.

Paksa 3.3: Mga aplikasyon para sa paglikha ng mga website

Paksa 3.4: Paglalapat ng Internet sa ekonomiya at proteksyon ng impormasyon

Mga pandaigdigang network

3.2. Mga teknolohiya sa network. Mga pandaigdigang network at pandaigdigang teknolohiya ng network

3.2.1. Mga network ng WAN na may circuit at packet switching

Ang mga Wide Area Network (WAN), na tumutukoy sa mga teritoryal na computer network, ay idinisenyo, tulad ng mga lokal na network, upang magbigay ng mga serbisyo, ngunit sa mas malaking bilang ng mga user na matatagpuan sa isang malaking lugar.

Mga paraan ng pagpapalit

Mayroong tatlong pangunahing magkakaibang mga scheme ng paglipat sa mga pandaigdigang network:

• paglipat ng circuit;
• pagpapalit ng mensahe
• packet switching;

Circuit switching sa mga pandaigdigang network– isang proseso na, on demand, ay nag-uugnay sa dalawa o higit pang mga istasyon ng data at nagpapanatili ng eksklusibong paggamit ng channel ng data hanggang sa mangyari ang pagkadiskonekta. Ang circuit switching ay nagsasangkot ng pagbuo ng tuluy-tuloy na composite na pisikal na channel mula sa mga indibidwal na seksyon ng channel na konektado sa serye para sa direktang paglipat ng data sa pagitan ng mga node. Ang mga indibidwal na channel ay konektado sa isa't isa sa pamamagitan ng mga espesyal na kagamitan - mga switch, na maaaring magtatag ng mga koneksyon sa pagitan ng anumang mga end node ng network.

Paglipat ng mensahe sa mga pandaigdigang network– ang proseso ng pagpapadala ng data, kabilang ang pagtanggap, pag-iimbak, pagpili ng paunang direksyon at karagdagang pagpapadala ng mga mensahe nang hindi nilalabag ang kanilang integridad. Ginagamit sa mga kaso kung saan ang isang agarang tugon sa isang mensahe ay hindi inaasahan. Ang mga mensahe ay ipinapadala sa pagitan ng mga transit computer sa network na may pansamantalang buffering sa mga disk ng bawat computer. Ang mga mensahe ay data na pinag-isa ng nilalamang semantiko, may tiyak na istraktura at angkop para sa pagproseso, pagpapadala o paggamit.

Ang mga mapagkukunan ng mensahe ay maaaring boses, larawan, teksto, data. Upang magpadala ng tunog, ang telepono ay tradisyonal na ginagamit, ang mga imahe ay ipinadala sa pamamagitan ng telebisyon, ang teksto ay ipinadala sa pamamagitan ng telegrapo (teletype), at ang data ay ipinapadala ng mga network ng computer. Ang pagtatatag ng koneksyon sa pagitan ng nagpadala at ng tatanggap na may kakayahang makipagpalitan ng mga mensahe nang walang kapansin-pansing pagkaantala sa oras ay nagpapakilala sa online na operating mode. Kung may mga makabuluhang pagkaantala sa pag-iimbak ng impormasyon sa mga intermediate na node, mayroon kaming offline mode.

Packet switching sa wide area network– ito ang paglipat ng mga mensahe na ipinakita sa anyo ng mga naka-address na packet, kapag ang channel ng paghahatid ng data ay inookupahan lamang sa panahon ng paghahatid ng packet at, sa pagkumpleto nito, ay pinalaya para sa paghahatid ng iba pang mga packet. Ang mga switch ng network, na nagsisilbing mga gateway at router, ay tumatanggap ng mga packet mula sa mga end node at, batay sa impormasyon ng address, ipinapadala ang mga ito sa isa't isa, at sa huli sa mga destinasyong istasyon.

Sa mga pandaigdigang network, ang mga sumusunod na uri ng paglipat ay ginagamit upang magpadala ng impormasyon:

• pagpapalit ng channel (ginagamit kapag nagpapadala ng impormasyon ng audio sa mga regular na linya ng telepono;
• pagpapalit ng mensahe (pangunahing ginagamit para sa pagpapadala ng e-mail, teleconferencing, elektronikong balita);
• packet switching (para sa paghahatid ng data, kasalukuyang ginagamit din para sa paghahatid ng impormasyon ng audio at video).

Ang bentahe ng mga circuit switching network ay ang kadalian ng pagpapatupad (ang pagbuo ng isang tuluy-tuloy na composite na pisikal na channel), at ang kawalan ay ang mababang paggamit ng mga channel, ang mataas na halaga ng paghahatid ng data, at pagtaas ng oras ng paghihintay para sa iba pang mga gumagamit.

Kapag nagpalipat-lipat ng mga mensahe, ipinapadala ang data (mensahe) pagkatapos mailabas ang channel hanggang sa maabot nito ang tatanggap.

Ang bawat server ay tumatanggap, nagbe-verify, nagtitipon, nagruruta, at nagpapadala ng mga mensahe. Kasama sa mga pakinabang ang pagbawas sa gastos ng paghahatid ng data. Ang kawalan ng pamamaraang ito ay ang mababang bilis ng paglipat ng impormasyon at ang imposibilidad ng pagsasagawa ng isang diyalogo sa pagitan ng mga gumagamit.

Ang packet switching ay nagsasangkot ng pagpapalitan ng maliliit na packet (bahagi ng isang mensahe) ng isang nakapirming istraktura, na hindi pinapayagan ang pagbuo ng mga pila sa paglipat ng mga node. Mga kalamangan: mabilis na koneksyon, pagiging maaasahan, mahusay na paggamit ng network.

) ay konektado gamit ang isang terminal device (T), na nagpapadala ng impormasyon sa network sa parehong bilis. Ang bilis na ito ay katumbas ng channel. Kung ang mga sitwasyon ay lumitaw kapag ang gumagamit ay nagpapadala ng mga volume ng impormasyon na mas mababa sa kapasidad ng channel, pagkatapos ay pinupunan ng Terminal device ang walang bisa ng walang laman na data. Ito ay ipinapakita sa Fig. 2.

Larawan 2

Na ang ilan sa mga impormasyon ay talagang umiiral kinukumpleto ng kawalan ng laman Alam din ng terminal device ng tatanggap, na nagtatapon ng karagdagang impormasyon.

Pagtatatag ng koneksyon

Upang makipagpalitan ng impormasyon, kailangan mo munang magtatag ng koneksyon sa pamamagitan ng . Sa panahon ng pag-install, maaaring magkaroon ng koneksyon ang dalawang bagay na A at B na gustong makipagpalitan ng data (tingnan ang Fig. 1). Una kailangan mong magpadala kahilingan papunta sa switching network, kung saan ipinapahiwatig ng object ang address ng object B. Ang gawain ng pagpapadala ng kahilingan ay gawing channel ng impormasyon ang koneksyon sa pagitan ng mga bagay, ang mga katangian nito ay katulad ng tuluy-tuloy na koneksyon, iyon ay, sa buong tagal ng itinatag na koneksyon, ang data ay ipinapadala sa parehong bilis at dami. Nangangahulugan ito na sa transit switch hindi na kailangang mag-buffer ng impormasyon mga bagay.

Upang lumikha ng isang koneksyon, ang kahilingan ay dapat dumaan sa isang serye ng mga switch na nasa channel mula A hanggang B, at tiyaking ang lahat ng mga seksyon ng path ay kasalukuyang libre.

Tumanggi ang koneksyon

Ang tanging positibong aspeto ng naturang koneksyon ay ang antas ng pagkaantala ay minimal at paghahatid totoong oras/(boses, video) ay magiging maginhawa.
Ang mga negatibong aspeto ay ang bawat pisikal na linya ay palaging nagpapadala ng data sa parehong bilis, na hindi mahusay. At ang paggamit ng mga mapagkukunan ay hindi rin mahusay tulad ng ipinapakita sa Fig. 1. Ang solusyon sa mga problema sa circuit switching ay multiplexing.

Packet switching

Ang packet switching algorithm ay espesyal na ginawa para sa mahusay na pagpapalitan ng trapiko sa computer. Kapag ang isang entity ay nagpapadala ng mga switched packet, ang data ay pinaghiwa-hiwalay sa pinagmulang node sa maliliit na piraso na tinatawag na mga frame. Ang bawat pakete ay ibinigay pamagat, na naglalaman ng address ng paghahatid. Ipinapakita ng Figure 3 ang breakdown ng stream ng data sa mga packet. Ang isa pang karagdagang field na idinagdag sa dulo ng packet ay limit switch. Nakalagay doon checksum, na nagbibigay-daan sa iyong suriin kung binago ang impormasyon sa panahon ng paghahatid o hindi.

Larawan 3

Ang mga pakete ay pumapasok sa network nang wala pre-reservation ng mga channel ng network at hindi kasama preset na bilis, gaya ng ipinatupad sa mga lumipat na network. At ito ay ipinadala sa rate kung saan ang pinagmulan ay bumubuo. Ipinapalagay na ang isang packet-switched network ay laging handa na tumanggap ng isang packet mula sa isang bagay, hindi tulad ng isang circuit-switched network.

Ang scheme ng pagpapareserba ng bandwidth ay maaari ding gamitin sa mga packet network. Ngunit ang pangunahing ideya ng naturang reserbasyon ay sa panimula ay naiiba sa ideya ng pagreserba ng bandwidth sa mga circuit-switched na network. Ang pagkakaiba ay ang mga katangian ng throughput ng isang packet-switched network channel ay maaaring dynamic na magbago sa pagitan ng mga linya ng komunikasyon ng impormasyon depende sa kasalukuyang mga gawain ng bawat channel, na hindi maaaring ipatupad ng teknolohiya ng circuit switching.

Circuit switching

Kapag nagpalipat-lipat ng mga channel, ang naturang network ay nagpapatupad ng isang permanenteng, mahalagang pisikal na channel sa pagitan ng mga end node mula sa magkakasunod na konektadong intermediate na mga seksyon gamit ang isang switch. Ang pangunahing kondisyon para sa naturang channel ay ang parehong rate ng paglilipat ng data sa bawat seksyon. Tinutukoy ng pagkakapantay-pantay na ang mga switch ng naturang network ay hindi dapat mag-buffer ng inihatid na data. Ipinapakita ng Figure 4 ang isang network na tumatakbo gamit ang circuit switching technology. Upang mailipat ng node 1 ang data sa node 7, dapat munang makatanggap ng espesyal na kahilingan para ipatupad ang koneksyon sa switch A, na nagpapahiwatig ng patutunguhang address 7. Dapat italaga ng Switch A ang ruta ng composite channel, at pagkatapos ay ipadala ang kahilingan sa ang susunod na switch, sa Fig. ito ang switch E. Pagkatapos ay nagpapadala ang switch E ng kahilingan na lumipat sa F, na pagkatapos ay ipinapasa ito sa node 7. Tinatanggap ng Node 7 ang kahilingan na magtatag ng koneksyon, at pagkatapos ay tumugon ito sa orihinal na node kasama ang itinalagang ruta.

Larawan - 4

Mga kalamangan ng circuit switching:

• Kilala at patuloy na bilis ng paghahatid ng impormasyon sa isang naitatag na channel
• Patuloy at mababang latency sa pagdadala ng impormasyon sa buong network

Mga disadvantages ng circuit switching:

• Hindi makatwiran na pagpapatupad ng kapasidad ng mga pisikal na channel. Ang paghahatid ng impormasyon ay maaaring hindi pantay, at ang nakalaang channel ay maaaring idle
• Mandatoryong pagkaantala bago maghatid ng impormasyon dahil sa pagkakatatag ng koneksyon

Ang mga kalamangan at kahinaan ng anumang teknolohiya ng network ay kamag-anak, dahil sa iba't ibang mga sitwasyon ang mga kalamangan ay maaaring maging kahinaan at kabaliktaran.

Larawan - 5

Paghahambing ng mga paraan ng paglipat:

Dynamic at permanenteng paglipat

Mga dynamic na switching network:

• pinapayagan itong magpatupad ng koneksyon sa inisyatiba ng gumagamit ng network na ito
• ang paglipat ay ipinapatupad lamang sa tagal ng session ng komunikasyon, at pagkatapos ay winakasan sa inisyatiba ng user
• Ang gumagamit ay maaaring magpatupad ng isang koneksyon sa sinumang gumagamit ng network
• Ang oras na kinakailangan upang magtatag ng isang koneksyon sa pagitan ng isang pares ng mga gumagamit ay maaaring mula sa ilang segundo hanggang ilang oras at magtatapos pagkatapos makumpleto ang trabaho - paglilipat ng file, atbp.

Ang mga halimbawa ng naturang network ay mga local area network o TCP/IP.

Patuloy na lumipat ng mga network:

• Nagbibigay-daan sa isang pares ng mga user na mag-order ng koneksyon sa mahabang panahon
• Ang koneksyon ay nilikha ng mga espesyal na tauhan na nagpapanatili ng network, at hindi ng mga gumagamit
• Ang permanenteng switching mode sa mga circuit-switched network ay tinatawag na dedicated o leased circuit service.

Ang pinakasikat na network sa permanenteng paglipat ay ang SDH.

Sa mga network na may circuit switching, ang mga subscriber ay konektado sa pamamagitan ng isang composite channel na nabuo sa pamamagitan ng network switch sa kahilingan ng isa sa mga subscriber na may ganitong paraan ng paglipat, bago magpadala ng data, palaging kinakailangan na magsagawa ng isang pamamaraan ng pagtatatag ng koneksyon, kung saan ang isang composite; nalikha ang channel.

Ang mga circuit-switched network ay mahusay sa pagpapalit ng mga stream ng data ng patuloy na intensity, halimbawa, mga stream ng data na nilikha ng mga interlocutor na nakikipag-usap sa telepono, ngunit hindi maaaring dynamic na muling ipamahagi ang kapasidad ng mga trunk channel sa pagitan ng mga stream ng mga channel ng subscriber.

Para magkasamang magbahagi ng mga channel sa pagitan ng mga switch ng network na may maraming subscriber channel, dalawang teknolohiya ang ginagamit: frequency division technology (FDM) at time division technology (TDM).

Ang paghahati ng dalas ay tipikal para sa analog modulasyon ng mga signal, at ang paghahati ng oras ay katangian para sa digital coding. Ang teknolohiya ng Frequency Division Division (FDM) ay binuo para sa mga network ng telepono, ngunit ginagamit din para sa iba pang mga uri ng network, tulad ng mga cable television network at computer network. Sa panahon ng paglipat sa isang digital na anyo ng representasyon ng boses, isang bagong teknolohiya ang binuo na nakatutok sa discrete na katangian ng ipinadalang data - ito ang time division technology (TDM).

Paghahambing ng circuit switching at packet switching
Circuit switching	Packet switching
Garantisadong throughput (bandwidth) para sa mga nakikipag-ugnayang subscriber	Ang kapasidad ng network para sa mga subscriber ay hindi alam, ang mga pagkaantala sa paghahatid ay random
Maaaring tumanggi ang network na magtatag ng koneksyon sa subscriber	Ang network ay laging handa na tumanggap ng data mula sa subscriber
Ang real-time na trapiko ay ipinapadala nang walang pagkaantala	Ang mga mapagkukunan ng network ay mahusay na ginagamit kapag nagpapadala ng mabilis na trapiko
Ang address ay ginagamit lamang sa yugto ng pagtatatag ng koneksyon	Ang address ay ipinadala kasama ng bawat pakete

Packet switching.

Packet switching ay isang subscriber switching technique na partikular na idinisenyo para sa mahusay na pagpapadala ng trapiko sa computer.

Gamit ang packet switching method, lahat ng mensaheng ipinadala ng mga user ay pinaghiwa-hiwalay sa source node sa medyo maliliit na bahagi na tinatawag na mga packet. Ang bawat packet ay nilagyan ng header, na kinakailangang nagsasaad ng impormasyon ng address na kinakailangan upang maihatid ang packet sa destination node at iba pang impormasyon ng serbisyo. Ang mga switch ng WAN ay tumatanggap ng mga packet at, batay sa impormasyon ng address, ipinapadala ang mga ito sa isa't isa, at sa huli sa destination node.

Ang mga switch ng packet network ay naiiba sa mga circuit switch dahil mayroon silang panloob na buffer memory para sa pansamantalang pag-iimbak ng mga packet kung ang output port ng switch ay abala sa pagpapadala ng isa pang packet sa oras na natanggap ang packet. Sa kasong ito, ang packet ay nananatili nang ilang oras sa packet queue sa buffer memory ng output port kapag ang turn nito ay umabot dito, ililipat ito sa susunod na switch.

Ang mga circuit-switched network ay mahusay na gumagana sa kahulugan na ang dami ng data na ipinadala mula sa lahat ng network subscriber sa bawat unit time ay mas malaki kaysa kapag gumagamit ng isang circuit-switched network. Gayunpaman, para sa bawat pares ng mga subscriber, ang network throughput ay maaaring mas mababa kaysa sa isang circuit-switched network dahil sa mga packet queues sa mga switch.

Ang mga laki ng packet ay may malaking epekto sa pagganap ng network. Karaniwan, ang mga packet sa mga network ay 1–4 KB ang laki.

Maaaring gumana ang mga packet switched network sa isa sa dalawang mode: datagram mode o mode mga virtual na channel.

Sa mode ng datagram Ipinapalagay ng paghahatid ng packet ang independiyenteng pagruruta ng bawat packet. Sa kasong ito, maaaring baguhin ng switch ang ruta ng anumang packet depende sa estado ng network. Ang paraan ng datagram ay hindi nangangailangan ng paunang pagtatatag ng koneksyon at samakatuwid ay gumagana nang walang pagkaantala bago ang paghahatid ng data.

Virtual channel mode nagsasangkot ng pagpapadala ng mga packet sa isang paunang natukoy na landas - sa isang virtual na channel. Sa kasong ito, bago maipadala ang data sa pagitan ng dalawang end node, dapat na magtatag ng virtual circuit, na siyang tanging ruta na nagkokonekta sa mga node na ito. Ang oras na ginugol sa pagtatatag ng isang virtual na channel ay binabayaran ng kasunod na mabilis na paghahatid ng buong stream ng mga packet. Ang virtual na channel ay maaaring pabago-bago At permanente.

Ang isang dynamic na virtual na channel ay itinatag para sa isang sesyon ng komunikasyon para sa layuning ito, ang isang espesyal na packet ng serbisyo ay ipinadala sa network - isang kahilingan upang magtatag ng isang koneksyon. Ang packet na ito, na dumadaan sa mga network device, ay "naglalagay" ng isang virtual na channel kung saan ang mga packet na ito ay ipapadala.

Ang mga permanenteng virtual circuit ay nilikha ng administrator ng network sa pamamagitan ng manu-manong pag-configure ng mga switch.

Sa artikulong ito isasaalang-alang natin ang mga pangunahing paraan ng paglipat sa mga network.

Sa tradisyonal na mga network ng telepono, ang komunikasyon sa pagitan ng mga subscriber ay isinasagawa gamit ang paglipat ng mga channel ng komunikasyon. Sa simula, ang paglipat ng mga channel ng komunikasyon sa telepono ay ginanap nang manu-mano, pagkatapos ay ang paglipat ay isinagawa sa pamamagitan ng awtomatikong pagpapalitan ng telepono (ATS).

Ang isang katulad na prinsipyo ay ginagamit sa mga network ng computer. Ang mga computer na malayo sa heograpiya sa isang network ng computer ay kumikilos bilang mga subscriber. Pisikal na imposibleng bigyan ang bawat computer ng sarili nitong hindi naka-switch na linya ng komunikasyon, na gagamitin nila sa lahat ng oras. Samakatuwid, sa halos lahat ng mga network ng computer, ang ilang paraan ng paglipat ng mga subscriber (workstation) ay palaging ginagamit, na ginagawang posible para sa ilang mga subscriber na ma-access ang mga umiiral na channel ng komunikasyon upang makapagbigay ng ilang mga sesyon ng komunikasyon nang sabay-sabay. Lumipat

ay ang proseso ng pagkonekta sa iba't ibang mga subscriber ng isang network ng komunikasyon sa pamamagitan ng mga transit node. Dapat tiyakin ng mga network ng komunikasyon na ang kanilang mga subscriber ay nakikipag-usap sa isa't isa. Ang mga subscriber ay maaaring mga computer, mga segment ng lokal na network, fax machine o mga kausap sa telepono.

Ang mga workstation ay konektado sa mga switch gamit ang mga indibidwal na linya ng komunikasyon, na ang bawat isa ay ginagamit anumang oras ng isang subscriber lang na nakatalaga sa linyang ito. Ang mga switch ay konektado sa isa't isa gamit ang mga nakabahaging linya ng komunikasyon (ibinahagi ng ilang subscriber).

• Tingnan natin ang tatlong pangunahing pinakakaraniwang paraan ng paglipat ng mga subscriber sa mga network:
• paglipat ng circuit;
• packet switching;

Circuit switching

Ang circuit switching ay nagsasangkot ng pagbuo ng tuluy-tuloy na composite na pisikal na channel mula sa mga indibidwal na seksyon ng channel na konektado sa serye para sa direktang paglipat ng data sa pagitan ng mga node. Ang mga indibidwal na channel ay konektado sa isa't isa sa pamamagitan ng mga espesyal na kagamitan - mga switch, na maaaring magtatag ng mga koneksyon sa pagitan ng anumang mga end node ng network. Sa isang circuit-switched network, bago magpadala ng data, palaging kinakailangan na magsagawa ng isang pamamaraan ng pagtatatag ng koneksyon, kung saan nilikha ang isang composite channel.

Ang oras ng paghahatid ng mensahe ay tinutukoy ng kapasidad ng channel, ang haba ng koneksyon at ang laki ng mensahe.

Ang mga switch, pati na rin ang mga channel na kumokonekta sa kanila, ay dapat tiyakin ang sabay-sabay na paghahatid ng data mula sa ilang mga channel ng subscriber. Para magawa ito, dapat ay high-speed ang mga ito at suportahan ang ilang uri ng pamamaraan ng multiplexing ng channel ng subscriber.

Mga kalamangan ng circuit switching:

• pare-pareho at kilalang rate ng paglilipat ng data;
• tamang pagkakasunod-sunod ng pagdating ng data;
• mababa at pare-pareho ang latency ng paghahatid ng data sa pamamagitan ng network.

Mga disadvantages ng circuit switching:

• maaaring tumanggi ang network na ibigay ang kahilingan na magtatag ng koneksyon;
• hindi makatwiran na paggamit ng kapasidad ng mga pisikal na channel, lalo na ang kawalan ng kakayahan na gumamit ng kagamitan ng gumagamit na tumatakbo sa iba't ibang bilis. Ang mga indibidwal na bahagi ng isang composite circuit ay gumagana sa parehong bilis dahil ang mga circuit-switched network ay hindi buffer ng data ng user;
• ipinag-uutos na pagkaantala bago ang paghahatid ng data dahil sa yugto ng pagtatatag ng koneksyon.

Ang paglipat ng mensahe ay ang paghahati ng impormasyon sa mga mensahe, na ang bawat isa ay binubuo ng isang header at impormasyon.

Ito ay isang paraan ng pakikipag-ugnayan kung saan ang isang lohikal na channel ay nilikha sa pamamagitan ng sunud-sunod na pagpapadala ng mga mensahe sa pamamagitan ng mga node ng komunikasyon sa address na tinukoy sa header ng mensahe.

Sa kasong ito, ang bawat node ay tumatanggap ng mensahe, isinusulat ito sa memorya, pinoproseso ang header, pipili ng ruta, at naglalabas ng mensahe mula sa memorya patungo sa susunod na node.

Ang oras ng paghahatid ng mensahe ay tinutukoy ng oras ng pagproseso sa bawat node, ang bilang ng mga node, at ang kapasidad ng network. Kapag natapos ang paglilipat ng impormasyon mula sa node A patungo sa node ng komunikasyon B, ang node A ay magiging libre at maaaring lumahok sa pag-aayos ng iba pang mga komunikasyon sa pagitan ng mga subscriber, kaya ang channel ng komunikasyon ay ginagamit nang mas mahusay, ngunit ang sistema ng kontrol sa pagruruta ay magiging kumplikado.
Ngayon, halos hindi na umiiral ang pagpapalit ng mensahe sa dalisay nitong anyo.

Ang packet switching ay isang espesyal na paraan ng paglipat ng mga node ng network, na espesyal na nilikha para sa pinakamahusay na pagpapadala ng trapiko sa computer (pulsating traffic). Ang mga eksperimento sa pagbuo ng pinakaunang mga network ng computer, na batay sa teknolohiya ng circuit switching, ay nagpakita na ang ganitong uri ng paglipat ay hindi nagbibigay ng pagkakataon na makakuha ng mataas na throughput ng isang computer network. Ang dahilan ay nasa putok na katangian ng trapiko na nabubuo ng mga tipikal na aplikasyon ng network.

Kapag nangyari ang packet switching, lahat ng mensaheng ipinadala ng isang user ng network ay pinaghiwa-hiwalay sa source node sa medyo maliliit na bahagi na tinatawag na mga packet. Kinakailangang linawin na ang isang mensahe ay isang lohikal na nakumpletong piraso ng data - isang kahilingang maglipat ng file, isang tugon sa kahilingang ito na naglalaman ng buong file, atbp. Ang mga mensahe ay maaaring magkaroon ng arbitraryong haba, mula sa ilang byte hanggang sa maraming megabytes. Sa kabaligtaran, ang mga packet ay maaari ding magkaroon ng variable na haba, ngunit sa loob ng makitid na limitasyon, halimbawa mula 46 hanggang 1500 bytes (EtherNet). Ang bawat packet ay binibigyan ng isang header na tumutukoy sa impormasyon ng address na kailangan upang maihatid ang packet sa destination node, pati na rin ang packet number na gagamitin ng destination node upang i-assemble ang mensahe.

Ang mga switch ng packet network ay naiiba sa mga switch ng circuit dahil mayroon silang panloob na buffer memory upang pansamantalang mag-imbak ng mga packet kung ang output port ng switch ay abala sa pagpapadala ng isa pang packet kapag natanggap ang isang packet.

Mga kalamangan ng packet switching:

• mas lumalaban sa mga pagkabigo;
• mataas na pangkalahatang throughput ng network kapag nagpapadala ng putok na trapiko;
• ang kakayahang dynamic na muling ipamahagi ang bandwidth ng mga pisikal na channel ng komunikasyon.

Mga disadvantages ng packet switching:

• kawalan ng katiyakan ng bilis ng paglipat ng data sa pagitan ng mga subscriber ng network;
• variable na pagkaantala ng mga packet ng data;
• posibleng pagkawala ng data dahil sa buffer overflow;
• Maaaring may mga iregularidad sa pagkakasunud-sunod ng mga pagdating ng packet.

Gumagamit ang mga computer network ng packet switching.

Mga paraan ng pagpapadala ng mga packet sa mga network:

• Paraan ng datagram– Ang paghahatid ay isinasagawa bilang isang hanay ng mga independiyenteng packet. Ang bawat packet ay gumagalaw sa network kasama ang sarili nitong ruta at natatanggap ng user ang mga packet sa random na pagkakasunud-sunod.
• Mga kalamangan: pagiging simple ng proseso ng paglipat.
• Mga disadvantages: mababang pagiging maaasahan dahil sa posibilidad ng pagkawala ng packet at ang pangangailangan para sa software upang mag-ipon ng mga packet at ibalik ang mga mensahe.
• Lohikal na channel ay ang paghahatid ng isang pagkakasunud-sunod ng mga packet na naka-link sa isang chain, na sinamahan ng pagtatatag ng isang paunang koneksyon at pagkumpirma ng pagtanggap ng bawat packet. Kung hindi natanggap ang i-th packet, hindi matatanggap ang lahat ng kasunod na packet.
• Virtual na channel ay isang lohikal na channel na may pagpapadala ng isang sequence ng mga packet na konektado sa isang chain kasama ang isang nakapirming ruta.
• Mga kalamangan: ang natural na pagkakasunud-sunod ng data ay napanatili; napapanatiling mga ruta ng trapiko; Posible ang pagpapareserba ng mapagkukunan.
• Mga disadvantages: pagiging kumplikado ng hardware.

Sa artikulong ito, sinuri namin ang mga pangunahing paraan ng paglipat sa mga network ng computer, na may paglalarawan ng bawat paraan ng paglipat na nagpapahiwatig ng mga pakinabang at disadvantages.