11.04.2007 17:46
Qasje të ndryshme për kryerjen e ndërrimit
Në rastin e përgjithshëm, zgjidhja e secilës prej detyrave të veçanta të komutimit - përcaktimi i flukseve dhe rrugëve përkatëse, fiksimi i rrugëve në parametrat e konfigurimit dhe tabelat e pajisjeve të rrjetit, njohja e flukseve dhe transferimi i të dhënave midis ndërfaqeve të një pajisjeje, multipleksimi / demultipleksimi i flukseve dhe ndarja e mjeti i transmetimit - është i lidhur ngushtë me zgjidhjen e të gjithë pjesës tjetër. Kompleksi i zgjidhjeve teknike për problemin e përgjithësuar të komutimit në agregat përbën bazën e çdo teknologjie rrjeti. Karakteristikat themelore të një teknologjie të caktuar rrjeti varen nga mekanizmi për vendosjen e rrugëve, përcjelljen e të dhënave dhe ndarjen e kanaleve të komunikimit.
Midis shumë qasjeve të mundshme për zgjidhjen e problemit të ndërrimit të pajtimtarëve në rrjete, dallohen dy themelore:
ndërrimi i qarkut;
ndërrimi i paketave
Nga pamja e jashtme, të dyja këto skema korrespondojnë me atë të paraqitur në Fig. 1 për strukturën e rrjetit, megjithatë, aftësitë dhe vetitë e tyre janë të ndryshme.
Oriz. 1. Struktura e përgjithshme e një rrjeti me abonentë komutues
Rrjetet me ndërprerje qarku kanë një histori më të pasur, ato kanë ardhur nga rrjetet e para telefonike. Rrjetet me komutim të paketave janë relativisht të reja; ato u shfaqën në fund të viteve '60 si rezultat i eksperimenteve me rrjetet e para kompjuterike globale. Secila prej këtyre skemave ka avantazhet dhe disavantazhet e veta, por sipas parashikimeve afatgjata të shumë specialistëve, e ardhmja i përket teknologjisë së komutimit të paketave, pasi është më fleksibël dhe universal.
Ndërrimi i kanalit
Gjatë ndërrimit të kanaleve, rrjeti komutues formon një kanal fizik të vazhdueshëm të përbërë midis nyjeve fundore nga seksionet e ndërmjetme të kanaleve të lidhura në seri me ndërprerës. Kushti që disa kanale fizike të formojnë një kanal të vetëm fizik në një lidhje serike është barazia e shpejtësive të transferimit të të dhënave në secilin prej kanaleve fizike përbërëse. Barazia e shpejtësive do të thotë që ndërprerësit e një rrjeti të tillë nuk duhet të ruajnë të dhënat e transmetuara.
Në një rrjet me komutim qarku, përpara se të transmetohen të dhënat, është gjithmonë e nevojshme të kryhet një procedurë e vendosjes së lidhjes, gjatë së cilës krijohet kanali i bashkuar. Dhe vetëm pas kësaj mund të filloni të transmetoni të dhëna.
Për shembull, nëse rrjeti i paraqitur në Fig. 1, operon në teknologjinë e ndërrimit të qarkut, më pas nyja 1, për të transmetuar të dhëna në nyjen 7, duhet së pari të dërgojë një kërkesë të veçantë për të krijuar një lidhje me çelësin A, duke specifikuar adresën e destinacionit 7. Ndërprerësi A duhet të zgjedhë rrugën e formimit një lidhje të bashkuar, dhe më pas transmetoni kërkesën te çelësi tjetër, në këtë rast E. Më pas çelësi E dërgon kërkesën për ndërprerësin F, i cili, nga ana tjetër, dërgon kërkesën te nyja 7. Nëse nyja 7 merr kërkesën për të krijuar një Lidhja, ai dërgon një përgjigje në nyjen origjinale në kanalin e krijuar tashmë, pas së cilës kanali i bashkuar konsiderohet i ndërruar dhe nyjet 1 dhe 7 mund të shkëmbejnë të dhëna mbi të.
Oriz. 2. Krijimi i një kanali kompleks
Teknika e ndërrimit të qarkut ka avantazhet dhe disavantazhet e saj.
Përparësitë e ndërrimit të kanaleve
Një shpejtësi konstante dhe e njohur e transferimit të të dhënave mbi kanalin e vendosur midis nyjeve fundore. Kjo i jep përdoruesit të rrjetit mundësinë, në bazë të një vlerësimi të bërë më parë të gjerësisë së brezit të kërkuar për transmetimin e të dhënave me cilësi të lartë, të krijojë një kanal me shpejtësinë e kërkuar në rrjet.
Vonesa e ulët dhe e qëndrueshme e rrjetit. Kjo lejon transmetimin e të dhënave me cilësi të lartë, të ndjeshme ndaj vonesave (i quajtur edhe trafiku në kohë reale) - zë, video, informacione të ndryshme teknologjike.
Disavantazhet e ndërrimit të qarkut
Refuzimi i shërbimit ndaj kërkesës së rrjetit për të krijuar një lidhje. Një situatë e tillë mund të lindë për faktin se në një pjesë të rrjetit, lidhja duhet të vendoset përgjatë kanalit, përmes të cilit tashmë kalon numri maksimal i mundshëm i rrjedhave të informacionit. Dështimi mund të ndodhë gjithashtu në fund të kanalit të bashkuar - për shembull, nëse pajtimtari është në gjendje të mbështesë vetëm një lidhje, e cila është tipike për shumë rrjete telefonike. Kur një telefonatë e dytë arrin te një pajtimtar që tashmë flet, rrjeti i dërgon bip të shkurtër abonentit që telefonon - një sinjal i zënë.
Përdorimi joracional i gjerësisë së brezit të kanaleve fizike. Pjesa e gjerësisë së brezit që i ndahet kanalit të bashkuar pas vendosjes së lidhjes i jepet atij për të gjithë kohën, d.m.th. derisa lidhja të ndërpritet. Sidoqoftë, abonentët nuk kanë gjithmonë nevojë për gjerësinë e brezit të kanalit gjatë një lidhjeje, për shembull, mund të ketë pauza në një bisedë telefonike dhe ndërveprimi i kompjuterëve është edhe më i pabarabartë në kohë. Pamundësia e rishpërndarjes dinamike të gjerësisë së brezit është një kufizim themelor i një rrjeti me komutim qark, pasi njësia e kalimit këtu është rrjedha e informacionit në tërësi.
Vonesa e detyrueshme përpara transmetimit të të dhënave për shkak të fazës së vendosjes së lidhjes.
Përparësitë dhe disavantazhet e çdo teknologjie rrjeti janë relative. Në situata të caktuara, avantazhet dalin në pah, dhe disavantazhet bëhen të parëndësishme. Kështu, teknika e komutimit të qarkut funksionon mirë në rastet kur duhet të transmetohet vetëm trafiku i bisedave telefonike. Këtu mund të duroni pamundësinë e "prerjes" së pauzave nga biseda dhe përdorimin më racional të kanaleve fizike të trungut midis çelsave. Por kur transmetohet një trafik kompjuterik shumë i pabarabartë, ky irracionalitet tashmë del në pah.
Ndërrimi i paketave
Kjo teknikë e ndërrimit është projektuar posaçërisht për të transferuar në mënyrë efikase trafikun kompjuterik. Hapat e parë drejt krijimit të rrjeteve kompjuterike të bazuara në teknologjinë e komutimit të qarkut treguan se ky lloj komutimi nuk lejon arritjen e një brezi të lartë të përgjithshëm të rrjetit. Aplikacionet tipike të rrjetit gjenerojnë trafik shumë të pabarabartë, me shpejtësi të lartë të të dhënave. Për shembull, kur hyn në një server skedari të largët, përdoruesi fillimisht shfleton përmbajtjen e drejtorisë së atij serveri, i cili gjeneron një sasi të vogël të transferimit të të dhënave. Pastaj ai hap skedarin e kërkuar në një redaktues teksti dhe ky operacion mund të krijojë shkëmbim mjaft intensiv të të dhënave, veçanërisht nëse skedari përmban përfshirje grafike voluminoze. Pas shfaqjes së disa faqeve të skedarit, përdoruesi punon me to në nivel lokal për ca kohë, gjë që nuk kërkon fare transferim të të dhënave përmes rrjetit, dhe më pas i kthen kopjet e modifikuara të faqeve në server - dhe kjo përsëri gjeneron të dhëna intensive transferimi përmes rrjetit.
Raporti i valëzimit të trafikut të një përdoruesi individual të rrjetit, i barabartë me raportin e kursit mesatar të shkëmbimit të të dhënave me maksimumin e mundshëm, mund të arrijë 1:50 ose edhe 1:100. Nëse për seancën e përshkruar organizohet kalimi i kanalit midis kompjuterit të përdoruesit dhe serverit, atëherë shumicën e kohës kanali do të jetë i papunë. Në të njëjtën kohë, aftësitë komutuese të rrjetit do t'i caktohen këtij çifti abonentësh dhe do të jenë të paarritshme për përdoruesit e tjerë të rrjetit.
Me ndërrimin e paketave, të gjitha mesazhet e transmetuara nga përdoruesi ndahen në nyjen burimore në pjesë relativisht të vogla të quajtura pako. Kujtoni që një mesazh është një pjesë e të dhënave e përfunduar logjikisht - një kërkesë për të transferuar një skedar, një përgjigje ndaj kësaj kërkese që përmban të gjithë skedarin, etj. Mesazhet mund të jenë me gjatësi arbitrare, nga disa bajt në shumë megabajt. Përkundrazi, paketat zakonisht mund të kenë gjithashtu gjatësi të ndryshueshme, por brenda kufijve të ngushtë, për shembull, nga 46 në 1500 bajt. Çdo paketë furnizohet me një kokë që tregon informacionin e adresës së kërkuar për të dorëzuar paketën në nyjen e destinacionit, si dhe numrin e paketës që do të përdoret nga nyja e destinacionit për të mbledhur mesazhin (Figura 3). Paketat transportohen përmes rrjetit si blloqe të pavarura informacioni. Ndërprerësit e rrjetit marrin paketa nga nyjet fundore dhe, bazuar në informacionin e adresës, i transmetojnë ato njëri-tjetrit dhe përfundimisht në nyjen e destinacionit.
Oriz. 3. Ndarja e mesazhit në pako
Komutuesit e rrjetit të paketave ndryshojnë nga ndërprerësit e kanaleve në atë që kanë një memorie të brendshme buferike për ruajtjen e përkohshme të paketave nëse porta e daljes së switchit në momentin e marrjes së një pakete është e zënë duke transmetuar një paketë tjetër (Fig. 3). Në këtë rast, paketa është për disa kohë në radhën e paketave në memorien buferike të portës së daljes, dhe kur radha e arrin atë, ajo përcillet në ndërprerësin tjetër. Një skemë e tillë e transferimit të të dhënave lejon zbutjen e valëve të trafikut në lidhjet e shtyllës kurrizore midis ndërprerësve dhe kështu përdorimin më efikas të tyre për të rritur xhiron e rrjetit në tërësi.
Në të vërtetë, për një çift abonentësh, do të ishte më efikase t'u siguronte atyre një kanal komunikimi të ndërruar për përdorim të vetëm, siç bëhet në rrjetet me komutim qarku. Në këtë rast, koha e ndërveprimit të këtij çifti abonentësh do të ishte minimale, pasi të dhënat do të transferoheshin pa vonesë nga një pajtimtar te tjetri. Abonentët nuk janë të interesuar për kohën e ndërprerjes së kanalit gjatë pauzave të transmetimit; është e rëndësishme që ata ta zgjidhin problemin e tyre më shpejt. Një rrjet i ndërruar me paketa ngadalëson procesin e ndërveprimit të një çifti të caktuar abonentësh, pasi paketat e tyre mund të presin në ndërprerës ndërsa paketat e tjera që kanë ardhur në switch më herët transmetohen përgjatë lidhjeve kryesore.
Megjithatë, sasia totale e të dhënave kompjuterike të transmetuara nga rrjeti për njësi të kohës me teknikën e komutimit të paketave do të jetë më e lartë se sa me teknikën e komutimit të qarkut. Kjo për shkak se valëzimi i abonentëve individualë, në përputhje me ligjin e numrave të mëdhenj, shpërndahet me kalimin e kohës në mënyrë që majat e tyre të mos përkojnë. Prandaj, çelsat janë të ngarkuar vazhdimisht dhe në mënyrë të barabartë me punë, nëse numri i abonentëve që ata shërbejnë është vërtet i madh. Në fig. 4 tregon se trafiku nga nyjet fundore te çelsat shpërndahet shumë në mënyrë të pabarabartë me kalimin e kohës. Sidoqoftë, ndërprerësit në nivelin më të lartë në hierarki që shërbejnë lidhjet midis ndërprerësve të poshtëm janë më të ngarkuar në mënyrë të barabartë dhe rrjedha e paketave në shtyllat kurrizore që lidhin çelësat e sipërm ka pothuajse shfrytëzim maksimal. Buffering zbut valëzimin, kështu që raporti i valëzimit në kanalet e trungut është shumë më i ulët se në kanalet e aksesit të pajtimtarëve - mund të jetë 1:10 ose edhe 1:2.
Oriz. 4. Zbutja e valëve të trafikut në një rrjet me komutim të paketave
Efikasiteti më i lartë i rrjeteve me komutim të paketave në krahasim me rrjetet me komutim qark (me gjerësi bande të barabartë të kanaleve të komunikimit) u vërtetua në vitet '60 si eksperimentalisht ashtu edhe me ndihmën e simulimit. Analogjia me sistemet operative të shumëprogramuara është e përshtatshme këtu. Çdo program individual në një sistem të tillë kërkon më shumë kohë për t'u ekzekutuar sesa në një sistem me një program, kur programit i ndahet gjithë koha e procesorit derisa të përfundojë. Megjithatë, numri total i programeve të ekzekutuara për njësi të kohës është më i madh në një sistem me shumë programe sesa në një sistem me një program.
Një rrjet i ndërruar me paketa ngadalëson ndërveprimin e një çifti të caktuar pajtimtarësh, por rrit gjerësinë e brezit të rrjetit në tërësi.
Vonesa e burimit të transmetimit:
koha për të transferuar titujt;
vonesat e shkaktuara nga intervalet ndërmjet transmetimit të çdo pakete të ardhshme.
Vonesat në çdo ndërprerës:
koha e pritjes për një paketë në radhë (ndryshore);
koha për të zhvendosur paketën në portin e daljes.
koha e buferimit të paketave;
koha e ndërrimit, e cila përbëhet nga:
Përfitimet e ndërrimit të paketave
Gjerësia e lartë e brezit të përgjithshëm të rrjetit me trafik të vrullshëm.
Aftësia për të rishpërndarë në mënyrë dinamike gjerësinë e brezit të kanaleve të komunikimit fizik midis abonentëve në përputhje me nevojat reale të trafikut të tyre.
Disavantazhet e ndërrimit të paketave
Pasiguria e shpejtësisë së transferimit të të dhënave ndërmjet abonentëve të rrjetit për faktin se vonesat në radhët buferike të ndërprerësve të rrjetit varen nga ngarkesa e përgjithshme e rrjetit.
Një vlerë e ndryshueshme e vonesës së paketave të të dhënave, e cila mund të jetë mjaft e gjatë gjatë momenteve të bllokimit të menjëhershëm të rrjetit.
Humbje e mundshme e të dhënave për shkak të tejmbushjeve të buferit.
Aktualisht, metodat janë duke u zhvilluar dhe zbatuar në mënyrë aktive për të kapërcyer këto disavantazhe, të cilat janë veçanërisht të mprehta për trafikun e ndjeshëm ndaj vonesave, i cili kërkon një shpejtësi konstante transmetimi. Teknika të tilla quhen teknika të cilësisë së shërbimit (QoS).
Rrjetet me komutim të paketave, në të cilat zbatohen metoda për sigurimin e cilësisë së shërbimit, lejojnë transmetimin e njëkohshëm të llojeve të ndryshme të trafikut, përfshirë ato të rëndësishme si telefoni dhe kompjuteri. Prandaj, metodat e kalimit të paketave sot konsiderohen si më premtueset për ndërtimin e një rrjeti të konvergjuar që do të ofrojë shërbime gjithëpërfshirëse me cilësi të lartë për abonentët e çdo lloji. Megjithatë, metodat e kalimit të qarkut nuk mund të zbriten gjithashtu. Sot, ato jo vetëm që punojnë me sukses në rrjetet telefonike tradicionale, por përdoren gjithashtu gjerësisht për të formuar lidhje të përhershme me shpejtësi të lartë në të ashtuquajturat rrjete primare (backbone) të teknologjive SDH dhe DWDM, të cilat përdoren për të krijuar kanale fizike të trungut midis ndërprerësve. të rrjeteve telefonike ose kompjuterike. Në të ardhmen, është mjaft e mundshme që të shfaqen teknologji të reja komutuese, në një formë ose në një tjetër duke kombinuar parimet e kalimit të paketave dhe kanaleve.
Ndërrimi i mesazheve
Ndërrimi i mesazheve në parimet e tij është afër ndërrimit të paketave. Ndërrimi i mesazheve kuptohet si transferimi i një blloku të vetëm të të dhënave ndërmjet kompjuterëve transit të rrjetit me buferim të përkohshëm të këtij blloku në diskun e secilit kompjuter. Një mesazh, ndryshe nga një paketë, ka një gjatësi arbitrare, e cila përcaktohet jo nga konsideratat teknologjike, por nga përmbajtja e informacionit që përbën mesazhin.
Kompjuterët transit mund të ndërlidhen si nga një rrjet me komutim paketash ashtu edhe nga një rrjet me komutim qarku. Një mesazh (kjo mund të jetë, për shembull, një dokument teksti, një skedar me një kod programi, një e-mail) ruhet në një disk në një kompjuter tranzit dhe për një kohë mjaft të gjatë nëse kompjuteri është i zënë me punë të tjera ose rrjeti është i mbingarkuar përkohësisht.
Ky model përdoret zakonisht për mesazhet që nuk kërkojnë një përgjigje të menjëhershme, më shpesh e-mail. Mënyra e transferimit të ruajtjes dhe transferimit quhet mënyra e ruajtjes dhe transferimit.
Ndërrimi i mesazheve lehtëson barrën në rrjet për trafikun me reagim të shpejtë, si p.sh. trafiku WWW ose shërbimi i skedarëve.
Ata zakonisht përpiqen të zvogëlojnë numrin e kompjuterëve transit. Nëse kompjuterët janë të lidhur me një rrjet me komutim të paketave, numri i kompjuterëve të ndërmjetëm reduktohet në dy. Për shembull, një përdorues dërgon një mesazh poste në serverin e tij të postës dalëse, i cili menjëherë përpiqet ta përcjellë atë në serverin e postës hyrëse të marrësit. Por nëse kompjuterët janë të ndërlidhur nga një rrjet telefonik, atëherë shpesh përdoren disa serverë të ndërmjetëm, pasi qasja e drejtpërdrejtë në serverin përfundimtar mund të mos jetë e mundur për momentin për shkak të mbingarkesës së rrjetit telefonik (abonenti është i zënë) ose ekonomikisht joprofitabile për shkak të tarifa të larta për lidhjet telefonike në distanca të gjata.
Teknologjia e komutimit të mesazheve u shfaq në rrjetet kompjuterike përpara teknologjisë së komutimit të paketave, por më pas ajo u zëvendësua nga kjo e fundit, si më efikase për sa i përket gjerësisë së brezit të rrjetit. Shkrimi i një mesazhi në disk kërkon shumë kohë, dhe përveç kësaj, prania e disqeve presupozon përdorimin e kompjuterëve të specializuar si ndërprerës, gjë që kërkon kosto të konsiderueshme për organizimin e një rrjeti.
Sot, ndërrimi i mesazheve funksionon vetëm për disa shërbime jo funksionale, më së shpeshti përmes një rrjeti me komutim të paketave, si një shërbim i shtresës së aplikacionit.
Krahasimi i metodave të ndërrimit
Krahasimi i komutimit të qarkut dhe komutimit të paketave
|
Ndërrimi i kanalit |
Ndërrimi i paketave |
|
Gjerësia e brezit (bandwidth) e garantuar për pajtimtarët që ndërveprojnë |
Gjerësia e brezit të rrjetit për abonentët është e panjohur, vonesat e transmetimit janë të rastësishme. |
|
Rrjeti mund të refuzojë të krijojë një lidhje me pajtimtarin |
Rrjeti është gjithmonë gati për të marrë të dhëna nga pajtimtari |
|
Trafiku në kohë reale transmetohet pa vonesë |
Burimet e rrjetit përdoren në mënyrë efikase gjatë transmetimit të trafikut të shpërthyer |
|
Adresa përdoret vetëm në fazën e krijimit të një lidhjeje |
Adresa transmetohet me çdo paketë |
Ndërrimi i përhershëm dhe dinamik
Të dy rrjetet me komutim të paketave dhe ato me komutim qark mund të ndahen në dy klasa:
rrjete me komutim dinamik;
rrjete me komutim të përhershëm.
Në rrjetet me komutim dinamik:
lejohet të vendoset një lidhje me iniciativën e një përdoruesi të rrjetit;
ndërrimi kryhet vetëm për kohëzgjatjen e seancës së komunikimit dhe më pas (me iniciativën e njërit prej përdoruesve) ndërpritet;
në përgjithësi, një përdorues i rrjetit mund të lidhet me çdo përdorues tjetër të rrjetit;
koha e lidhjes midis një çifti përdoruesish me ndërrim dinamik varion nga disa sekonda në disa orë dhe përfundon pas kryerjes së një pune të caktuar - transferimi i një skedari, shikimi i një faqe teksti ose një imazhi, etj.
Shembuj të rrjeteve që mbështesin komutimin dinamik janë rrjetet telefonike me komutim publik, rrjetet lokale, rrjetet TCP/IP.
Rrjeti i përhershëm i ndërrimit:
lejon një palë përdoruesish të porosisin një lidhje për një periudhë të gjatë kohore;
lidhja vendoset jo nga përdoruesit, por nga personeli që i shërben rrjetit;
periudha për të cilën vendoset ndërrimi i përhershëm është zakonisht disa muaj;
mënyra e kalimit të përhershëm (të përhershëm) në rrjetet me ndërrim qarku shpesh quhet shërbimi i kanaleve të dedikuara ose të marra me qira;
kur krijohet një lidhje e përhershme përmes një rrjeti çelsash duke përdorur procedura të automatizuara të iniciuara nga personeli i shërbimit, ajo shpesh quhet një lidhje gjysmë e përhershme, në krahasim me konfigurimin manual të çdo ndërprerës.
Rrjetet më të njohura që funksionojnë në modalitetin e ndërrimit konstant sot janë rrjetet e teknologjisë SDH, në bazë të të cilave ndërtohen kanale komunikimi të dedikuara me një gjerësi bande prej disa gigabit për sekondë.
Disa lloje rrjetesh mbështesin të dyja mënyrat e funksionimit. Për shembull, rrjetet X.25 dhe ATM mund t'i ofrojnë një përdoruesi mundësinë për të komunikuar në mënyrë dinamike me çdo përdorues tjetër në rrjet dhe në të njëjtën kohë të dërgojë të dhëna përmes një lidhjeje të përhershme tek një pajtimtar specifik.
Gjerësia e brezit të ndërruar nga paketa
Një nga ndryshimet midis metodës së kalimit të paketave dhe metodës së ndërrimit të qarkut është pasiguria e gjerësisë së brezit të lidhjes midis dy pajtimtarëve. Në rastin e ndërrimit të kanalit pas formimit të një kanali të përbërë, gjerësia e brezit të rrjetit gjatë transferimit të të dhënave midis nyjeve fundore është e njohur - kjo është gjerësia e brezit të kanalit. Pas vonesës së lidhur me vendosjen e kanalit, të dhënat fillojnë të transmetohen me shpejtësinë maksimale për kanalin (Fig. 5). Koha e transmetimit të mesazhit në një rrjet me komutim qark Tk. është e barabartë me shumën e vonesës së përhapjes së sinjalit në linjën e komunikimit dhe vonesës së transmetimit të mesazhit. Vonesa e përhapjes së një sinjali varet nga shpejtësia e përhapjes së valëve elektromagnetike në një mjedis fizik të caktuar, e cila varion nga 0,6 në 0,9 të shpejtësisë së dritës në vakum. Koha e transmetimit të mesazhit është V / C, ku V është vëllimi i mesazhit në bit dhe C është gjerësia e brezit të kanalit në bit për sekondë.
Në një rrjet me komutim të paketave, fotografia është krejt e ndryshme.
Oriz. 5 Vonesa në transmetimin e të dhënave në rrjetet me komutim qarku.
Procedura për vendosjen e një lidhjeje në këto rrjete, nëse përdoret, zgjat pothuajse të njëjtën kohë si në rrjetet me komutim qarku, kështu që ne do të krahasojmë vetëm kohën e transferimit të të dhënave.
Oriz. 6. Vonesat në transmetimin e të dhënave në rrjetet me komutim të paketave.
Në fig. 6 tregon një shembull të transmetimit të të dhënave në një rrjet me komutim të paketave. Supozohet se një mesazh me të njëjtën madhësi transmetohet në rrjet si mesazhi i transmetuar në Fig. 5. megjithatë ndahet në pako, secila me një kokë. Koha e transmetimit të një mesazhi në një rrjet me komutim të paketave është treguar në figurën Tk.p. Ka vonesa shtesë në transmetimin e këtij mesazhi të bazuar në paketë përmes rrjetit të ndërrimit të paketave. Së pari, këto janë vonesa në burimin e transmetimit, i cili, përveç transmetimit të vetë mesazhit, shpenzon kohë shtesë në transmetimin e titujve tc, përveç kësaj, shtohen vonesat e ngjyrosjes, të shkaktuara nga intervalet midis transmetimit të çdo pakete të ardhshme. (kjo kohë shpenzohet për formimin e grumbullit të protokollit të paketave të ardhshme).
Së dyti, koha shtesë shpenzohet në çdo ndërprerës. Këtu vonesat janë shuma e kohës së buferimit të paketave tb.p. (switch nuk mund të fillojë transmetimin e paketës pa e marrë atë plotësisht në buferin e saj) dhe koha e kalimit tk. Koha e buferimit është e barabartë me kohën e marrjes së paketës me shpejtësinë e bitit të protokollit. Koha e ndërrimit është shuma e kohës së pritjes për një paketë në radhë dhe kohës që i duhet paketës për të udhëtuar në portin e daljes. Nëse koha e udhëtimit të paketës është fikse dhe, si rregull, e shkurtër (nga disa mikrosekonda në disa dhjetëra mikrosekonda), atëherë koha e pritjes për një paketë në radhë luhatet brenda një diapazoni shumë të gjerë dhe nuk dihet paraprakisht, pasi varet nga ngarkesa aktuale e rrjetit.
Le të bëjmë një vlerësim të përafërt të vonesës në transmetimin e të dhënave në rrjetet me komutim të paketave në krahasim me rrjetet me komutim qarku duke përdorur shembullin më të thjeshtë. Lejo që mesazhi testues që do të transmetohet në të dy llojet e rrjeteve të ketë një vëllim prej 200 KB. Dërguesi është në një distancë prej 5000 km nga marrësi. Shpejtësia e linjave të komunikimit është 2 Mbit / s.
Koha e transmetimit të të dhënave përmes një rrjeti me ndërprerje qarku është shuma e kohës së përhapjes së sinjalit, e cila për një distancë prej 5000 km mund të vlerësohet në rreth 25 ms (duke supozuar se shpejtësia e përhapjes së sinjalit është e barabartë me 2/3 e shpejtësisë së dritës) , dhe koha e transmetimit të mesazhit, e cila në një gjerësi brezi prej 2 Mbit / c dhe një gjatësi mesazhi 200 KB është afërsisht 800 ms. Gjatë llogaritjes së vlerës së saktë të K (210), e barabartë me 1024, u rrumbullakos në 1000, në mënyrë të ngjashme vlera e M (220), e barabartë me 1048576, u rrumbullakos deri në 1,000,000. Kështu, transferimi i të dhënave vlerësohet në 825 ms .
Është e qartë se kur ky mesazh transmetohet përmes një rrjeti me komutim të paketave me të njëjtën gjatësi totale dhe gjerësi bande të kanaleve që kalojnë nga dërguesi te marrësi, koha e përhapjes së sinjalit dhe koha e transmetimit të të dhënave do të jenë të njëjta - 825 ms. Megjithatë, për shkak të vonesave në nyjet e ndërmjetme, koha totale e transferimit të të dhënave do të rritet. Le të vlerësojmë se sa do të rritet kjo kohë. Le të supozojmë se rruga nga dërguesi te marrësi kalon përmes 10 ndërprerësve. Lëreni mesazhin origjinal të ndahet në pako 1 KB për një total prej 200 pakosh. Së pari, le të vlerësojmë vonesën që ndodh në nyjen origjinale. Le të supozojmë se pjesa e informacionit të shërbimit të vendosur në kokat e paketave në raport me vëllimin total të mesazhit është 10%. Prandaj, vonesa shtesë e lidhur me transmetimin e titujve të paketave është 10% e kohës së transmetimit të të gjithë mesazhit, domethënë 80 ms. Nëse marrim intervalin ndërmjet dërgimit të paketave të barabartë me 1 ms, atëherë humbjet shtesë për shkak të intervaleve do të jenë 200 ms. Kështu, një vonesë shtesë prej 280 ms ndodhi në nyjen fillestare për shkak të paketimit të mesazhit gjatë transmetimit.
Secili nga 10 çelësat prezanton vonesën e ndërrimit që mund të variojë nga fraksionet në mijëra milisekonda. Në këtë shembull, do të supozojmë se ndërrimi zgjat mesatarisht 20 ms. Për më tepër, vonesat e buferimit të paketave ndodhin kur mesazhet kalojnë nëpër switch. Kjo vonesë për një madhësi pakete 1 KB dhe një xhiro të linjës 2 Mbps është 4 ms. Vonesa totale e prezantuar nga 10 çelësa është afërsisht 240ms. Si rezultat, vonesa shtesë e futur nga rrjeti i ndërrimit të paketave ishte 520 ms. Duke marrë parasysh që i gjithë transferimi i të dhënave në rrjetin e ndërrimit të qarkut mori 825 ms, kjo vonesë shtesë mund të konsiderohet e rëndësishme.
Edhe pse kjo llogaritje është shumë e përafërt, ajo shpjegon pse procesi i transmetimit për një çift të caktuar pajtimtarësh në një rrjet me komutim të paketave është më i ngadalshëm sesa në një rrjet me komutim qarku.
Gjerësia e pasigurt e brezit të një rrjeti me komutim të paketave është një çmim që duhet paguar për efikasitetin e tij të përgjithshëm, me disa shkelje të interesave të pajtimtarëve individualë. Në mënyrë të ngjashme, në një sistem operativ me shumë softuer, koha e ekzekutimit të një aplikacioni nuk mund të parashikohet, pasi varet nga numri i aplikacioneve të tjera me të cilat aplikacioni ndan procesorin.
Efikasiteti i rrjetit ndikohet nga madhësia e paketave të transmetuara nga rrjeti. Madhësitë e paketave që janë shumë të mëdha e afrojnë rrjetin me komutim të paketave më afër rrjetit të komutuar me qark, kështu që efikasiteti i rrjetit zvogëlohet. Për më tepër, madhësitë e mëdha të paketave rrisin kohën e buferimit në çdo ndërprerës. Paketat shumë të vogla rrisin ndjeshëm pjesën e shpenzimeve të përgjithshme, pasi çdo paketë përmban një kokë me gjatësi fikse dhe numri i paketave në të cilat ndahen mesazhet do të rritet në mënyrë dramatike me zvogëlimin e madhësisë së paketës. Ekziston një "mesatare e artë" e caktuar kur sigurohet efikasiteti maksimal i rrjetit, por ky raport është i vështirë të përcaktohet me saktësi, pasi varet nga shumë faktorë, përfshirë ata që ndryshojnë gjatë funksionimit të rrjetit. Prandaj, zhvilluesit e protokolleve për rrjetet e ndërrimit të paketave zgjedhin kufijtë brenda të cilëve mund të jetë madhësia e paketës, ose më saktë fusha e saj e të dhënave, pasi titulli, si rregull, ka një gjatësi fikse. Zakonisht, kufiri i poshtëm i fushës së të dhënave zgjidhet i barabartë me zero, gjë që bën të mundur transferimin e paketave të shërbimit pa të dhëna të përdoruesit, dhe kufiri i sipërm nuk i kalon 4 KB. Kur transferoni të dhëna, aplikacionet përpiqen të zënë madhësinë maksimale të fushës së të dhënave për të përfunduar shkëmbimin më shpejt, dhe paketat e vogla zakonisht përdoren për mesazhe të shkurtra shërbimi që përmbajnë, për shembull, konfirmimin e dorëzimit të paketës.
Kur zgjidhni një madhësi pakete, duhet të merrni parasysh edhe shkallën e gabimit të bitit të kanalit. Në lidhjet jo të besueshme, është e nevojshme të zvogëlohen madhësitë e paketave, pasi kjo zvogëlon sasinë e të dhënave të ritransmetuara në rast të shtrembërimit të paketave.
Ethernet është një shembull i teknologjisë standarde të komutimit të paketave
Le të shqyrtojmë se si qasjet e përgjithshme për zgjidhjen e problemeve të ndërtimit të rrjeteve të përshkruara më sipër janë mishëruar në teknologjinë më të njohur të rrjetit - Ethernet. (Vini re se tani nuk do ta shqyrtojmë vetë teknologjinë në detaje - do ta shtyjmë këtë çështje të rëndësishme deri në kursin tjetër, dhe sot do të ndalemi vetëm në disa pika themelore që ilustrojnë një numër konceptesh themelore tashmë të konsideruara.)
Teknologjia e rrjetëzimit është një grup i qëndrueshëm i protokolleve standarde dhe firmware (për shembull, përshtatësit e rrjetit, drejtuesit, kabllot dhe lidhësit) që mjafton për të ndërtuar një rrjet kompjuterik.
Epiteti "mjaftueshëm" thekson faktin se po flasim për grupin minimal të mjeteve me të cilat mund të ndërtoni një rrjet të zbatueshëm. Ky rrjet mund të përmirësohet, për shembull, duke alokuar nën-rrjeta në të, të cilat do të kërkojnë menjëherë, përveç protokolleve standarde Ethernet, përdorimin e protokollit IP, si dhe pajisje të veçanta komunikimi - ruterë. Rrjeti i përmirësuar ka shumë të ngjarë të jetë më i besueshëm dhe më i shpejtë, por në kurriz të shtesave në teknologjinë Ethernet që formoi bazën e rrjetit.
Termi "teknologji e rrjetit" përdoret më shpesh në kuptimin e ngushtë të përshkruar më sipër, por ndonjëherë interpretimi i tij i zgjeruar përdoret gjithashtu si çdo grup mjetesh dhe rregullash për ndërtimin e një rrjeti, për shembull, "teknologji e rrugëtimit nga fundi në fund". "teknologji për krijimin e një kanali të sigurt", "teknologji e rrjetit IP ".
Protokollet mbi bazën e të cilave është ndërtuar një rrjet i një teknologjie të caktuar (në kuptimin e ngushtë) janë krijuar posaçërisht për bashkëpunim, prandaj, nuk kërkohet asnjë përpjekje shtesë nga zhvilluesi i rrjetit për të organizuar ndërveprimin e tyre. Ndonjëherë teknologjitë e rrjetit quhen teknologji themelore, që do të thotë se në bazë të tyre ndërtohet baza e çdo rrjeti. Shembuj të teknologjive bazë të rrjetit përfshijnë, së bashku me Ethernet, teknologji të tilla të njohura LAN si Token Ring dhe FDDI, ose X.25 dhe teknologjitë e transmetimit kornizë për rrjetet me zonë të gjerë. Për të marrë një rrjet të funksionueshëm në këtë rast, mjafton të blini softuer dhe pajisje të lidhura me një teknologji bazë - përshtatës rrjeti me drejtues, shpërndarës, ndërprerës, kabllo, etj. - dhe t'i lidhni ato në përputhje me kërkesat e standardit për këtë. teknologjisë.
Pra, teknologjia e rrjetit Ethernet karakterizohet nga:
ndërrimi i paketave;
topologji tipike "autobus i përbashkët";
adresimi i sheshtë numerik;
mjeti i përbashkët i transmetimit.
Parimi themelor pas Ethernetit është një metodë e rastësishme e aksesit në media të përbashkëta. Ky medium mund të jetë kabllo koaksiale e trashë ose e hollë, palë e përdredhur, fibra optike ose valë radio (nga rruga, rrjeti i parë i ndërtuar mbi parimin e aksesit të rastësishëm në një medium të përbashkët ishte rrjeti radio Aloha i Universitetit të Hawait).
Në standardin Ethernet, topologjia e lidhjeve elektrike është rreptësisht e fiksuar. Kompjuterët janë të lidhur me mjedisin e përbashkët në përputhje me një strukturë tipike të autobusit të përbashkët (Figura 7). Duke përdorur një autobus me kohë, çdo dy kompjuter mund të shkëmbejë të dhëna. Kontrolli i hyrjes në linjën e komunikimit kryhet nga kontrollues të veçantë - përshtatës të rrjetit Ethernet. Çdo kompjuter, ose më mirë, çdo përshtatës rrjeti, ka një adresë unike. Transferimi i të dhënave ndodh me një shpejtësi prej 10 Mbps. Kjo vlerë është gjerësia e brezit të rrjetit Ethernet.
Oriz. 7. Rrjeti Ethernet.
Thelbi i metodës së aksesit të rastësishëm është si më poshtë. Një kompjuter në një rrjet Ethernet mund të transmetojë të dhëna përmes rrjetit vetëm nëse rrjeti është i lirë, domethënë nëse asnjë kompjuter tjetër nuk po shkëmben aktualisht të dhëna. Prandaj, një pjesë e rëndësishme e teknologjisë Ethernet është procedura për përcaktimin e disponueshmërisë së mediumit.
Pasi kompjuteri është siguruar që rrjeti është i lirë, ai fillon të transmetojë dhe në të njëjtën kohë "rrëmben" mediumin. Koha e përdorimit ekskluziv të mediumit të përbashkët nga një nyje është e kufizuar nga koha e transmetimit të një kornize. Një kornizë është një njësi e të dhënave që shkëmbehet midis kompjuterëve në një rrjet Ethernet. Korniza ka një format fiks dhe, së bashku me fushën e të dhënave, përmban informacione të ndryshme shërbimi, për shembull, adresën e marrësit dhe adresën e dërguesit.
Rrjeti Ethernet është projektuar në atë mënyrë që kur një kornizë hyn në mediumin e përbashkët të transmetimit të të dhënave, të gjithë përshtatësit e rrjetit fillojnë të marrin njëkohësisht këtë kornizë. Të gjithë ata analizojnë adresën e destinacionit të vendosur në një nga fushat fillestare të kornizës dhe nëse kjo adresë përputhet me të tyren, korniza vendoset në buferin e brendshëm të përshtatësit të rrjetit. Kështu, kompjuteri i destinacionit merr të dhënat e destinuara për të.
Një situatë mund të lindë kur disa kompjuterë në të njëjtën kohë vendosin që rrjeti është i lirë dhe fillojnë të transmetojnë informacion. Kjo situatë, e quajtur përplasje, parandalon transmetimin e saktë të të dhënave në rrjet. Standardi Ethernet ofron një algoritëm për zbulimin dhe trajtimin e saktë të përplasjeve. Mundësia e një përplasjeje varet nga sasia e trafikut të rrjetit.
Pas zbulimit të një përplasjeje, përshtatësit e rrjetit që u përpoqën të transmetonin kornizat e tyre ndalojnë transmetimin dhe, pas një pauze me një gjatësi të rastësishme, përpiqen të hyjnë përsëri në medium dhe të transmetojnë kornizën që shkaktoi përplasjen.
Përfitimet kryesore të teknologjisë Ethernet
1. Avantazhi kryesor i rrjeteve Ethernet që i ka bërë kaq të njohura është kosto-efektiviteti i tyre. Për të ndërtuar një rrjet, mjafton të keni një përshtatës rrjeti për çdo kompjuter plus një segment fizik të një kablli koaksial të gjatësisë së kërkuar.
2. Përveç kësaj, në rrjetet Ethernet zbatohen algoritme mjaft të thjeshta për aksesin në medium, adresimin dhe transmetimin e të dhënave. Thjeshtësia e logjikës së rrjetit çon në një thjeshtësim dhe, në përputhje me rrethanat, një ulje të kostos së përshtatësve të rrjetit dhe drejtuesve të tyre. Për të njëjtën arsye, përshtatësit Ethernet janë shumë të besueshëm.
3. Dhe, së fundi, një veçori tjetër e shquar e rrjeteve Ethernet është shkallëzueshmëria e mirë e tyre, domethënë aftësia për të lidhur nyje të reja.
Teknologjitë e tjera bazë të rrjeteve si Token Ring dhe FDDI, megjithëse të ndryshme në karakter, kanë shumë të përbashkëta me Ethernet. Para së gjithash, ky është përdorimi i topologjive të rregullta fikse ("yll hierarkik" dhe "unazë"), si dhe media të përbashkëta të transmetimit të të dhënave. Dallimet e rëndësishme të një teknologjie nga tjetra lidhen me veçoritë e metodës së përdorur të aksesit në mjedisin e përbashkët. Pra, ndryshimet midis teknologjisë Ethernet dhe teknologjisë Token Ring përcaktohen kryesisht nga specifikat e metodave të ndarjes së mediave të ngulitura në to - një algoritëm i rastësishëm për hyrjen në Ethernet dhe një metodë aksesi duke transferuar një shenjë në Token Ring.
Transmetimi i të dhënave
Në rrjetet me komutim të paketave, sot përdoren dy klasa të mekanizmave të transmetimit të paketave:
transmetimi i të dhënave;
kanalet virtuale.
Shembuj të rrjeteve që zbatojnë mekanizmin e transmetimit të datagramit janë Ethernet, IP dhe IPX. Rrjetet X.25, frame relay dhe ATM bartin të dhëna përmes qarqeve virtuale. Së pari, ne do të shohim parimet bazë të qasjes së datagramit.
Metoda e datagramit të transmetimit të të dhënave bazohet në faktin se të gjitha paketat e transmetuara përpunohen në mënyrë të pavarur nga njëra-tjetra, paketë për paketë. Nëse një paketë i përket një fluksi të caktuar midis dy nyjeve fundore dhe dy aplikacioneve që funksionojnë në ato nyje, nuk merret parasysh në asnjë mënyrë.
Hapi tjetër - për shembull, një ndërprerës Ethernet ose një ruter IP / IPX - zgjidhet bazuar vetëm në adresën e hostit të destinacionit që gjendet në kokën e paketës. Vendimi se në cilën nyje të dërgohet paketa hyrëse merret në bazë të një tabele që përmban një grup adresash destinacioni dhe informacion adresash që identifikon në mënyrë unike nyjen tjetër (transitore ose përfundimtare). Këto tabela kanë emra të ndryshëm - për shembull, për rrjetet Ethernet ato quhen zakonisht tabela përcjellëse, dhe për protokollet e rrjetit si IP dhe IPX, ato quhen tabela rutimi. Në vijim, për thjeshtësi, ne do të përdorim termin "tabelë e rrugës" si një emër gjenerik për këtë lloj tabelash të përdorura për transmetimin e datagramit bazuar vetëm në adresën e destinacionit të nyjes fundore.
Tabela e rrugëtimit për të njëjtën adresë destinacioni mund të përmbajë disa hyrje, duke treguar, përkatësisht, drejt adresave të ndryshme të ruterit të ardhshëm. Kjo qasje përdoret për të përmirësuar performancën dhe besueshmërinë e rrjetit. Në shembullin në Fig. 8, paketat që mbërrijnë në ruterin R1 për nyjen e destinacionit me adresën N2, A2 shpërndahen midis dy ruterëve të ardhshëm, R2 dhe R3, për qëllime të balancimit të ngarkesës, gjë që redukton ngarkesën në secilin prej tyre, që do të thotë se redukton radhët dhe përshpejton dorëzimin. Njëfarë "paqartësie" në rrugën e paketave me të njëjtën adresë destinacioni përmes rrjetit është pasojë e drejtpërdrejtë e parimit të përpunimit të pavarur të secilës paketë të natyrshme në protokollet e datagramit. Paketat që udhëtojnë në të njëjtin destinacion mund ta arrijnë atë në mënyra të ndryshme dhe për shkak të ndryshimeve në gjendjen e rrjetit, për shembull, dështimi i ruterave të ndërmjetëm.
Oriz. 8. Parimi i datagramit të transmetimit të paketave.
Një veçori e tillë e mekanizmit të datagramit, siç është mjegullimi i shtigjeve të trafikut përmes rrjetit, është gjithashtu një disavantazh në disa raste. Për shembull, nëse paketat e një sesioni të caktuar ndërmjet dy nyjeve fundore të rrjetit duhet të ofrojnë një cilësi të caktuar shërbimi. Metodat moderne të mbështetjes QoS funksionojnë më mirë kur trafiku që duhet të ofrojë garanci shërbimi kalon gjithmonë nëpër të njëjtat nyje të ndërmjetme.
Qarqet virtuale në rrjetet me komutim të paketave
Mekanizmi i qarqeve virtuale (qarku virtual ose kanali virtual) krijon një rrugë të qëndrueshme të trafikut të rrjetit përmes rrjetit të ndërrimit të paketave. Ky mekanizëm merr parasysh ekzistencën e rrjedhave të të dhënave në rrjet.
Nëse qëllimi është vendosja e një rruge të vetme përmes rrjetit për të gjitha paketat e një fluksi, atëherë një shenjë e nevojshme (por jo gjithmonë e vetmja) e një rrjedhe të tillë duhet të jetë prania e pikave të përbashkëta të hyrjes dhe daljes nga rrjeti për të gjithë. paketat e saj. Është për transmetimin e rrymave të tilla në rrjet që krijohen kanale virtuale. Figura 9 tregon një fragment të një rrjeti në të cilin janë vendosur dy kanale virtuale. E para shkon nga nyja fundore me adresën N1, A1 në nyjen fundore me adresën N2, A2 përmes ndërprerësve të rrjetit të ndërmjetëm R1, R3, R7 dhe R4. E dyta siguron avancimin e të dhënave përgjatë rrugës N3, A3 - R5 - R7 - R4 - N2, A2. Disa kanale virtuale mund të vendosen midis dy nyjeve fundore, që të dyja përputhen plotësisht në lidhje me itinerarin përmes nyjeve transitore dhe të ndryshme.
Oriz. 9. Parimi i kanalit virtual.
Rrjeti ofron vetëm mundësinë për të transmetuar trafikun përgjatë kanalit virtual, dhe cilat rryma do të transmetohen përmes këtyre kanaleve, vendosin vetë nyjet fundore. Një nyje mund të përdorë të njëjtin qark virtual për të transmetuar të gjitha rrymat që kanë pika fundore të përbashkëta me këtë qark virtual, ose vetëm disa prej tyre. Për shembull, mund të përdorni një VC për trafikun në kohë reale dhe një tjetër për trafikun e postës elektronike. Në rastin e fundit, qarqe të ndryshme virtuale do të kenë kërkesa të ndryshme për cilësinë e shërbimit dhe do të jetë më e lehtë për t'i përmbushur ato sesa në rastin kur trafiku me kërkesa të ndryshme për parametrat QoS transmetohet në një qark virtual.
Një tipar i rëndësishëm i rrjeteve të qarkut virtual është përdorimi i adresave lokale të paketave kur vendoset nëse do të transferohet. Në vend të një adrese mjaftueshëm të gjatë të nyjes së destinacionit (gjatësia e saj duhet të lejojë identifikimin unik të të gjitha nyjeve dhe nënrrjetave në rrjet, për shembull, teknologjia ATM funksionon me adresa 20 bajt), përdoret një etiketë lokale, domethënë ndryshimi nga nyja. në nyje, një etiketë me të cilën të gjitha paketat lëvizin përgjatë një kanali virtual specifik. Ky etiketë quhet ndryshe në teknologji të ndryshme: në teknologjinë X.25 - numri logjik i kanalit (LCN), në teknologjinë e transmetimit të kornizës - identifikuesi i lidhjes së lidhjes së të dhënave (DLCI), në teknologjinë ATM - Identifikuesi i kanalit virtual (VCI). Sidoqoftë, qëllimi i tij është i njëjtë kudo - një nyje e ndërmjetme, e quajtur një ndërprerës në këto teknologji, lexon vlerën e etiketës nga kreu i paketës hyrëse dhe shikon tabelën e saj komutuese, e cila tregon se në cilën port të daljes duhet të transmetohet paketa. Tabela e komutimit përmban të dhëna vetëm për lidhjet virtuale që kalojnë përmes këtij switch, dhe jo për të gjitha nyjet në rrjet (ose nënrrjetat, nëse përdoret një metodë adresimi hierarkike). Në mënyrë tipike, në një rrjet të madh, numri i lidhjeve virtuale të vendosura përmes një nyje është dukshëm më i vogël se numri i nyjeve dhe nënrrjetave, kështu që madhësia e tabelës komutuese është shumë më e vogël se tabela e rrugëtimit, dhe, për rrjedhojë, shikimi kërkon shumë më pak kohë dhe nuk kërkon shumë fuqi llogaritëse nga çelësi.
Identifikuesi i kanalit virtual (ky është emri i etiketës që do të përdoret më vonë) është gjithashtu shumë më i shkurtër se adresa e nyjës fundore (për të njëjtën arsye), prandaj, teprica e kokës së paketës, e cila tani nuk përmban një të gjatë adresa, por mbart vetëm identifikuesin në rrjet, është shumë më pak.
Frame Relay (FR) është një protokoll i ndërrimit të paketave që përdoret në rrjetet me zonë të gjerë për transmetimin me shpejtësi të lartë të kornizave ose paketave me vonesë minimale në nyjen komutuese dhe për përdorim efikas të gjerësisë së brezit të rrjetit. Vepron në shtresën e lidhjes së të dhënave të modelit OSI. Mund të përdoret në LAN, në kanale me multipleksim kohor, si dhe në rrjete me komutim të paketave dhe qarkut. Gjatë transmetimit, rrjeti e drejton kornizën në destinacion sipas adresës së destinacionit që përmban. Në vend të kontrollit të rrjedhës, ai mundëson funksionet e njoftimit të bllokimit të rrjetit dhe përdor korniza më të gjata. Faktori kryesor në rritjen e shkallës së transmetimit është se analiza e gabimit nuk kryhet në këtë rast dhe nyjet rele nuk dërgojnë njoftime ose kërkesa për të riprovuar kornizat e marra gabimisht.
Kur organizoni komunikime të bazuara në rrjetet Frame Relay (FR), dokumenti kryesor drejtues është standardi FRF.11. Ai artikulon qartë funksionet e VFRAD, si dhe mënyrat e lidhjes së pajisjeve telefonike me të dhe vendin e VFRAD në strukturën e rrjetit. Për kodimin e të folurit në FR, është e dëshirueshme të përdoret vokoderi ACELP i përshkruar në Rekomandimin G.723.1 të ITU-T. Zgjedhja e këtij kodifikuesi është për shkak të raportit më të favorshëm të cilësisë së të folurit / shkallës së bitit. Parametrat e vonesës së disa vokoduesve janë paraqitur në tabelën 1.1.
Tabela 1.1 - Vonesa e disa vokoduesve
Vonesa totale e rrjetit është një sasi që përbëhet nga komponentët e mëposhtëm:
a) vonesa e akumulimit. Kjo vonesë është shkaktuar nga nevoja për të përgatitur një kornizë nga sekuenca e mostrave të të folurit, e cila do të përpunohet nga vokoderi. Sasia e kësaj vonese do të jetë e barabartë me madhësinë e kornizës (kohëzgjatjen) e llojit të vokokoderit të zgjedhur. Koha e përgatitjes për një kampion të të folurit është 125 μs.
b) Vonesa e kodimit. Për të mos futur vonesë shtesë si rezultat i procesit aktual të kodimit, është e nevojshme të zgjidhni një procesor sinjali dixhital me një performancë të tillë që vonesa e kodimit të jetë më e vogël ose të paktën e barabartë me vonesën e akumulimit.
Figura 1.6 tregon një diagram të lidhjes së pajisjeve telefonike me një rrjet Frame Relay.
Figura 1.6 - Skema e organizimit të komunikimit telefonik mbi rrjetin Frame Relay
Për saktësi, le të supozojmë se pajtimtarët e dy nyjeve përdorin shërbime telefonike. Për këtë është ndarë një kanal virtual i përhershëm, brenda të cilit mund të organizohen deri në 255 shtigje (nënkanale) të të folurit. Në teori, shpejtësia maksimale e garantuar e transmetimit mbi një qark virtual (CIR) nuk mund të tejkalojë gjerësinë e brezit të kanalit fizik të komunikimit që lidh nyjet e rrjetit.
Le të supozojmë se tre trakte vokale funksionojnë në një kanal virtual. Kjo do të thotë se korniza FR, sipas standardit FRF.11, do të duket si ajo e paraqitur në figurën 1.7.
|
Numër serik |
Lloji i kodimit |
|||||||
|
Korniza e të folurit G.723.1 (5,3 kbps) |
||||||||
Figura 1.7 - Formati i kornizës së stafetës së kornizës për një nënkanal të vetëm zëri.
Figura tregon se madhësia totale e kornizës FR është 28 bajt. Nga këto, 20 bajt janë ngarkesa. Bazuar në kushtin që çdo kornizë zanore duhet të transmetohet me 5,3 kbps, shpejtësia e kuadrit të transmetimit të kuadrove mbi kanalin e komunikimit duhet të jetë 7,4 kbps (20 bajt që përbëjnë një kornizë zanore duhet të transmetohen me 7,4 kbps për dërgimin në kohë të kornizës së të folurit) . Ky përfundim tregon se organizimi i tre shtigjeve vokale do të kërkojë 22,2 kbit / s të gjerësisë së brezit të kanalit (7,4 kbit / s 3 = 22,2 kbit / s), dhe kjo do të thotë se është e pamundur të organizohen tre shtigje vokale në kanal 19,2 kbps. Organizimi i vetëm dy trakteve vokale është i mundur. Në rastin e organizimit të dy shtigjeve zanore, kërkohet 14,8 kbps e brezit të kanalit të komunikimit.
Kështu, për lehtësinë e shqyrtimit, ne prezantojmë një kusht të tillë që një kanal virtual të organizohet në rrjet që përmban një trakt të vetëm vokal. Në këtë rast, madhësia e kornizës do të jetë 28 bajt dhe për këtë arsye duhet të transmetohet me 7.4 kbps.
Figura 1.8 tregon një diagram të shpërndarjes së vonesave që ndodhin gjatë transmetimit të zërit mbi rrjetin Frame Relay të një rrjeti të dhënash të korporatës.
Supozoni se nuk ka ngarkesë shtesë në rrjet. Kështu, duke u mbështetur në skemën e dhënë të shpërndarjes së vonesave, dhe gjithashtu duke marrë parasysh numrin e nyjeve transitore kur transmetohet një sinjal i të folurit nga pajtimtari në pajtimtar, është e mundur të përcaktohet me saktësi të mjaftueshme vlera e vonesës totale në transmetim. të një sinjali të të folurit mbi rrjetin e të dhënave Frame Relay në përputhje me marrëdhëniet e mëposhtme:
T = (t i grumbulluar + t i përpunuar + t i fundit) + ... + (t shpërndarja + t i fundit) + ... + (t dist + t i fundit + t procesi), (1.1)
Vonesa serike llogaritet bazuar në kushtin minimal të pranueshëm që kornizat Frame Relay të transmetohen nga hosti në host me një shpejtësi konstante prej 7.4 kbps. Vonesa e përhapjes së sinjalit u llogarit nga kushti që transmetimi të kryhet përmes një kabllo koaksiale, dhe në përputhje me rekomandimin ITU G.I 14 llogaritet nga raporti:
vonesa e përhapjes (ms) = 0,004 gjatësia e kanalit të komunikimit (km).
Siç u përshkrua më sipër, organizimi i komunikimit zanor mbi një rrjet IP bazohet në përdorimin e protokollit H.323. Pajisjet kryesore që ofrojnë transmetimin e zërit janë porta H.323, në të cilën mund të lidhet një PBX ose telefona të veçantë dhe një terminal zanor. Terminali i zërit, në veçanti, mund të jetë një kompjuter personal i një pajtimtari të largët të një rrjeti korporativ, i pajisur me pajisje dhe softuer të përshtatshëm.
Vonesa e përhapjes së një sinjali në një rrjet IP llogaritet nga kushti që transmetimi të kryhet përmes një kabllo koaksiale dhe në përputhje me rekomandimin ITU-T G. 114 llogaritet nga raporti:
vonesa e përhapjes (ms) = 0,004 gjatësia e kanalit të komunikimit (km)
Figura 1.8 - Skema e shpërndarjes së vonesave në rrjetin e të dhënave Frame Relay
Figura 1.9 tregon një diagram të përhapjes së vonesave në transmetimin e të folurit përmes një rrjeti IP.
Bazuar në skemën e dhënë të shpërndarjes së vonesave, si dhe duke marrë parasysh numrin e nyjeve të tranzitit, kur transmetohet një sinjal i të folurit nga pajtimtari në pajtimtar, është e mundur të përcaktohet me saktësi të mjaftueshme vlera e vonesës totale në transmetimin e një sinjal ligjërimi mbi rrjetin e transmetimit të të dhënave IP, në përputhje me marrëdhëniet e mëposhtme:
Т = (t grumbullohet + t procesi + t LAN + t komunikimi i fundit) +… + (t distr + t komunikimi i fundit + t rruga e fundit) +… +
+ .. + (t distr + t komunikimi i fundit + t rruga e fundit + t LAN + procesi t), (1.2)
ku t akumulim - vonesë akumulimi (t akumulim = 30 ms);
t përpunimi - vonesa e përpunimit (t përpunim = 30 ms);
t vonesa sekuenciale (t sekuenciale = 30 ms);
Shpërndarja t - vonesa e përhapjes (shpërndarja t = 30 ms).
Figura 1.9 - Skema e shpërndarjes së vonesave në rrjetin IP
Oriz. 9. Organizimi i komunikimit telefonik në rrjetet hibride
Një nga kërkesat më të rëndësishme për projektimin e rrjetit është sigurimi i ndërveprimit të sinjalizimit telefonik. PBX e rrjeteve të korporatave janë të pajisura me një sërë ndërfaqesh. Në mënyrë që çdo degë të ketë një lidhje telefonike të besueshme, duhet të mbështeten të gjitha llojet standarde të sinjalizimit. Çdo degë mund të lidhet nëpërmjet një ndërfaqe të ndryshme sinjalizimi, në varësi të rrugës përgjatë së cilës thirrja është ndërruar (ose drejtuar). Ndërveprueshmëria dhe konvertimi i sinjalizimit është thelbësor për telefoni të besueshme dhe të fuqishme në një rrjet me komutim paketash.
Pajtueshmëria me standardet siguron rrjetëzim pa probleme të pajisjeve nga prodhues të ndryshëm. Mos harroni, çelësi për ndërtimin e një rrjeti efikas dhe të besueshëm është testimi dhe testimi përsëri.
Mos harroni se telefonia e paketave jo vetëm që siguron kursime të konsiderueshme në faturat tuaja të telefonit, por gjithashtu shton një sërë veçorish shtesë. Kjo perfshin:
interpolimi dixhital i të folurit... Me këtë term, Motorola tregon një mekanizëm që mbështet transferimin e të dhënave gjatë pauzave në një bisedë telefonike;
anulimi i jehonës në skajet e afërta dhe të largëta të lidhjes. Echo ndërhyn në bisedën telefonike dhe lind nga një mospërputhje midis impedancave hyrëse dhe dalëse të sistemeve diferenciale që ofrojnë një kalim nga linjat me dy tela në linjat me katër tela në shkëmbimet lokale;
faks mbi IP ose FR. Ju lejon të dërgoni fakse në rrjetet e paketave;
transmetim audio- transmetimi i njoftimeve në të njëjtën kohë në shumë degë;
përdorimi tabela e centralizuar patch... Për shkak të kësaj tabele, zgjerimi i rrjetit është thjeshtuar shumë, pasi vetëm një nyje komutuese telefonike duhet të konfigurohet;
mbështetje për thirrjen tone dhe pulsi... Ofron përputhshmëri të telefonave të llojeve të ndryshme;
aplikacion numër serik... Kjo ju lejon të lidheni me organizatën në cilëndo prej linjave të pabanuara të kombinuara në një grup nën një numër. Një pajisje e integruar e aksesit të të folurit vepron si një PBX që shpërndan në mënyrë dinamike thirrjet në linjat boshe;
transmetimi i zërit dhe i të dhënave nga një DLCI... Ndihmon për të kursyer fonde të konsiderueshme: përdoruesi paguan vetëm për një DLCI, duke e përdorur atë si për transmetimin e të dhënave ashtu edhe për të gjitha thirrjet dalëse;
drejtim alternativ i thirrjeve... Nëse kanali kryesor është i zënë ose jashtë funksionit, mund të telefononi në rrugën rezervë;
grupimi i kanaleve telefonike... Duke bashkuar paketa të shumta zanore në një paketë të vetme IP ose kornizë FR, trafiku i përgjithshëm dhe kërkesat për gjerësinë e brezit të rrjetit reduktohen;
shtypja e heshtjes... Kanali lirohet nga transmetimi i paketave "bedel" gjatë pauzave në telefonatë, dhe si rezultat, një gjerësi bande shtesë i sigurohet trafikut tjetër.
Gjatë fazës së planifikimit, është e rëndësishme të kuptohen nevojat aktuale dhe potenciale të organizatës. Arsyeja është e thjeshtë: ju duhet të merrni një zgjidhje të qëndrueshme, të besueshme dhe të zbatueshme. Garancitë e prodhuesit për përmirësimin e moduleve të softuerit dhe harduerit për të mbështetur standardet e ardhshme janë thelbësore për të mbrojtur investimin tuaj.
Klasat, llojet dhe cilësia
Kur përcaktohen përfitimet e Klasave (CoS) dhe Cilësisë së Shërbimit (QoS), duhet kuptuar se si ato ndryshojnë nga njëra-tjetra në lidhje me telefoninë e paketave.
CoSështë një mënyrë për të përmirësuar kushtet për transportimin e të dhënave, ajo specifikon një skemë prioritizimi për lloje të ndryshme të trafikut të rrjetit. Standardi origjinal FR nuk kishte një mekanizëm për të siguruar që një paketë të kishte përparësi mbi një tjetër. Për këtë arsye, CoS duhet të zbatohet në çdo nyje aksesi: atëherë të dhënat do të kenë përparësi përpara se të hyjnë në rrjet. Kështu ndërtohet rrjeti modern VoFR. Në këtë skenar, fjalimi dhe çdo trafik tjetër në kohë reale, si p.sh. video, kanë përparësi ndaj të dhënave të tjera përpara se të hyjnë në rrjet. Sapo informacioni të ketë hyrë në renë e rrjetit, të gjitha kornizat konsiderohen të barabarta.
IP v.4 gjithashtu i mungon një mekanizëm CoS. IP v.6 (i quajtur edhe IPng, ku "ng" do të thotë "gjenerata e ardhshme") lejon prioritizimin, por ky version nuk ka gjasa të miratohet gjerësisht edhe në fillim të shekullit të ardhshëm. IP v.6 prezanton vonesa shtesë duke rritur madhësinë e kokës në 40 bajt (në konfigurimin bazë). Ndërkohë, RTP, RSVP dhe ToS (Lloji i Shërbimit) mund të ofrojnë një zgjidhje të përkohshme për problemet e CoS në rrjetet e sotme IP të korporatave dhe private.
ToSështë një nga metodat më të thjeshta të prioritizimit në rrjetet ekzistuese IP, megjithëse fusha ToS nuk është pjesë e specifikimit origjinal IP v.4. Fusha ToS përbëhet nga vetëm një bajt, por zbatimi i saj u njoh si shumë kompleks, kjo është arsyeja pse mbeti në harresë për shumë vite. Por me bumin multimedial, avantazhet peshojnë më shumë se disavantazhet. Fusha ToS specifikon vonesën dhe gjerësinë e brezit dhe është në përputhje me protokollet e rrugëzimit si OSPF dhe siguron që prioriteti i paketës të respektohet në të gjithë shtegun e rrjetit. Shumë shitës kanë filluar të zbatojnë ToS në pajisjet e tyre, duke hedhur hapin e parë drejt klasifikimit të shërbimeve përmes rrjeteve IP.
QoS përmirëson komunikimin midis dy pikave fundore duke ofruar gjerësi bande të garantuar. PSTN, bazuar në komutimin e qarkut, ofron një cilësi shumë të lartë shërbimi për arsyen e thjeshtë se pas vendosjes së lidhjes, abonentët e saj kanë në dispozicion të plotë një kanal komunikimi të dedikuar. Nga ana tjetër, nuk është e mundur të zbatohet CoS në PSTN sepse ofron kanale të dedikuara dhe jo të përbashkëta.
Telefonia e paketave kërkon një qasje thelbësisht të ndryshme ndaj QoS, pasi rrjetet e të dhënave janë një mjet për burimet e përbashkëta. CIR-të e FR-ve dhe qarqet virtuale të përhershme (PVC) sigurojnë që të ndahet gjerësia e brezit të kërkuar për telefoninë. Protokollet fleksibël në kohë reale shkojnë përtej përcaktimit të thjeshtë të parametrit CIR. Ato lejojnë që zëri dhe të dhënat të multipleksohen në një PVC të përbashkët ose të ndahen në PVC të veçanta, në varësi të detyrave që zgjidhen, konfigurimit të rrjetit dhe kostove të kërkuara. Përveç kësaj, për shkak të përcaktimit Bc, FR jep fleksibilitetin për të kryer "shpërthime" të trafikut gjatë orëve të ngarkuara. Një pajtimtar mund të abonohet për të hyrë në rrjetin FR dhe të paguajë për kanalin bazuar në nevojat mesatare të rrjetit të tij, duke pasur të drejtën, nëse është e nevojshme, të transferojë trafik që tejkalon tarifën e vendosur.
FR ose IP
Infrastruktura PSTN bazohet në kabllo telefonike të provuara. Çifti i bakrit është shtylla kurrizore e rrjeteve të abonentëve në mbarë botën, gjatësia totale e të cilave matet në miliona kilometra.
Telefonia e paketave e thyen këtë varësi nga operatori dhe ofron fleksibilitet për të përdorur një gamë të gjerë pajisjesh me tela dhe radio. Ndërrimi i paketave lejon transmetimin me bakër, fibër, kabllo koaksiale, radio ose çfarëdo mediumi që mund të shfaqet në të ardhmen. Ky avantazh u lejon organizatave të instalojnë një sistem kabllor me kosto efektive që është lehtësisht i shkallëzueshëm për të përmbushur kërkesat e ardhshme dhe operatorët alternativë të shmangin koston e dhënies me qira të linjave të pajtimtarëve nga kompanitë telefonike rajonale.
Teknologjia e telefonisë së paketave heq kufizimet në mediumin e transmetimit. Protokollet e transferimit të të dhënave izolojnë shtresën fizike si një të veçantë, duke lejuar lidhjet nga fundi në fund në infrastrukturat fizike heterogjene.
Ka disa ndryshime thelbësore në mënyrën se si FR dhe IP shërbejnë lloje të ndryshme të trafikut. Kështu, standardet FR bazohen në një EMVOS me shtatë nivele. Prandaj, mund të konkludojmë se çdo nivel komunikimi ka protokollet e tij, të pavarur nga nivelet e tjera. Avantazhi i kësaj qasjeje është fleksibiliteti për të integruar protokolle të reja në këtë model. Megjithëse IP shpesh shoqërohet me EMVOS, përkufizimet e këtij protokolli janë më pak të rrepta. Kjo shpjegohet me faktin se IP u zhvillua para krijimit të EMVOS. Sido që të jetë, tani EMVOS përdoret si një model teorik për përshkrimin e çdo protokolli, gjë që e bën më të lehtë kuptimin e strukturës së tyre bazë.
FR funksionon në mënyrë të pavarur nga nivelet EMVOS nga i treti (rrjeti) në të shtatën (i aplikuar). Mbështetja për standarde të tilla si RFC 1490 është veçanërisht e rëndësishme sot sepse lejon që FR të lidhen me protokolle të rëndësishme si IP, IPX dhe SNA.
Zbatimi i telefonisë së paketave kërkon një kornizë të re që e lidh atë edhe më afër me FR. Një specifikim i tillë tashmë është përgatitur nga konsorciumi Frame Relay Forum në FRF.11.
Standardi multimedial H.233 i lëshuar së fundmi i Unionit Ndërkombëtar të Telekomunikacionit (ITU) është menduar për rrjetet që nuk garantojnë shpërndarjen e informacionit. H.323 është shkruar në nivelin e kompjuterit desktop dhe përcakton bazat e komunikimeve audio, video dhe kompjuterike në rrjetet e bazuara në paketa, duke përfshirë ato që funksionojnë mbi protokollet IP dhe FR. Ky standard ofron një mjet me të cilin pajisjet nga prodhues të ndryshëm mund të "negociojnë" aftësitë e tyre në procesin e krijimit të një lidhjeje (për shembull, duke dërguar një kërkesë si "A e mbështesni videon?"), Dhe më pas të aktivizojnë funksionet e disponueshme. Një nëngrup i standardeve H.323 është i lidhur ngushtë me IP-në, e cila lejon përdorimin e të gjitha llojeve të komunikimit, duke përfshirë konferencat video dhe audio (VoIP), si dhe bisedën në tabelën e bardhë.
Nga pikëpamja e zbatimit të një bisede të rregullt telefonike, ndryshimi midis VoIP dhe VoFR mund të mos duket aq i rëndësishëm. Kontrasti midis këtyre protokolleve të transportit bëhet veçanërisht i dukshëm kur analizohen aftësitë e transferimit të trafikut të të dhënave jo-IP (d.m.th., trafiku nga SNA, IPX dhe një grup i tërë protokollesh të trashëguara). Këtu vijnë pikat më të forta të FR.
* * *
Ndryshimi i paradigmës së telefonisë së paketave do të ketë një ndikim pozitiv dhe afatgjatë në zhvillimin e industrisë së telekomunikacionit. Telefonia e paketave tashmë ka ndryshuar dukshëm qëndrimet në industri. Por edhe më domethënëse do të jenë ndryshimet që do të ndodhin me daljen në treg të pajisjeve dhe teknologjive me funksione të reja të dobishme dhe efektive. Për shembull, në gjysmën e parë të dekadës së ardhshme, priten algoritme të ngjeshjes që do të lejojnë transmetimin e të folurit në një gjerësi brezi prej vetëm 2.4 kbps.
Ndërsa rrjetet telefonike dhe kompjuterike konvergojnë, duhet pritur kosto më të ulëta shërbimi dhe zgjedhje më të gjera për abonentët. Vendosja e lidhjeve telefonike në dekadën e ardhshme ka të ngjarë të jetë shumë e ndryshme nga ajo që është sot. Telefonata do të jetë e mundur përmes PSTN, ISDN, ATM, FR ose IP, si dhe përmes çdo kombinimi të tyre.
Por mos harroni për përfitimet që ofron sot telefonia me paketë. Mos hezitoni të vendosni VoIP ose VoFR në rrjetet që përdoren në mënyrë më aktive nga kompania juaj, ku këto teknologji do të sjellin kthime të shpejta ekonomike dhe epërsi ndaj konkurrencës. Më pas kaloni në fazën tjetër.
Si përfundim, dua të them që nuk mund të zbatoni komunikim multimedial në rrjetet ekzistuese të drejtuara pa kuptuar thelbin e IP dhe FR. Një zgjidhje me kosto efektive për të ofruar shërbime të paketave të telefonisë me cilësi të lartë mund të krijohet vetëm pas projektimit të kujdesshëm të rrjetit. Ekziston një ide e gabuar se për të integruar telefoninë e paketave në rrjetet ekzistuese, ato duhet të ndryshohen rrënjësisht. Ky këndvështrim është larg nga e vërteta.
Telefonia e paketave bëhet një shtrirje logjike e funksionalitetit të çdo rrjeti IP të korporatës ose FR. Zbatimi i suksesshëm i tij përcaktohet nga cilësia e dizajnit të rrjetit - veçanërisht se si do të menaxhohet ngarkesa dhe cilat metoda do të përdoren për të trajtuar mbingarkesën (kjo është shumë e rëndësishme kur transferoni trafikun izokron). Telefonia e paketave mund të integrohet në rrjetet ekzistuese të korporatave me një kosto që është shumë përtej përfitimeve të mundshme.
RRETH AUTORIT
Gabrielle Ducille është menaxhere marketingu në Motorola ING. Mund ta kontaktoni nëLe të krahasojmë vonesat e transmetimit të të dhënave në rrjetet me komutim të paketave me vonesat në rrjetet me komutim qarku, bazuar në Fig. 3.13. Lejo që mesazhi testues që do të transmetohet në të dy llojet e rrjeteve është 200,000 byte. Dërguesi është në një distancë prej 5000 km nga marrësi. Gjerësia e brezit të linjave të komunikimit është 2 Mbit / s. Koha e transmetimit të të dhënave përmes një rrjeti me komutim qarku është shuma e kohës së përhapjes së sinjalit, e cila për një distancë prej 5000 km mund të vlerësohet në rreth 25 ms, dhe koha për transmetimin e një mesazhi në kanal, i cili me një gjerësi brezi prej 2 Mbit / s dhe një madhësi mesazhi prej 200,000 byte është rreth 800 ms, domethënë, transferimi total i të dhënave te pajtimtari merr 825 ms. Le të vlerësojmë kohën shtesë që duhet për të transmetuar këtë mesazh përmes një rrjeti të ndërruar me paketa. Le të supozojmë se rruga nga dërguesi te marrësi kalon përmes 10 ndërprerësve. Supozoni gjithashtu se rrjeti është i nënngarkuar dhe nuk ka radhë në ndërprerës. Mesazhi origjinal ndahet në pako me 1000 bajt për një total prej 200 pakosh.
Nëse marrim intervalin ndërmjet dërgimit të paketave të barabartë me 1 ms, atëherë koha e transmetimit të mesazhit do të rritet me 200 ms shtesë. Koha e transmetimit të një mesazhi në kanal do të rritet gjithashtu për shkak të nevojës për të transmetuar titujt e paketave. Le të supozojmë se pjesa e informacionit të shërbimit të vendosur në kokat e paketave në raport me vëllimin total të mesazhit është 10%. Prandaj, vonesa shtesë e lidhur me transmetimin e titujve të paketave është 10% e kohës së transmetimit të mesazhit origjinal, domethënë 80 ms. Ndërsa paketat kalojnë nëpër secilin switch, ka një vonesë të buferimit të paketave.
Me një madhësi pakete 1000 bajt, kokën 100 bajt dhe gjerësi brezi 2 Mbps, kjo vonesë është 4,4 ms në një ndërprerës të vetëm. Plus një vonesë ndërrimi prej 2 ms. Si rezultat i kalimit nëpër 10 ndërprerës, paketa do të arrijë me një vonesë totale prej 64 ms, e shpenzuar në buferim dhe ndërrim. Si rezultat, vonesa shtesë e futur nga rrjeti i ndërrimit të paketave është 344 ms.
Duke pasur parasysh se i gjithë transferimi i të dhënave përmes një rrjeti me komutim qarku merr 825 ms, kjo vonesë shtesë mund të konsiderohet e rëndësishme. Edhe pse kjo llogaritje është shumë e përafërt, ajo i bën më të qarta arsyet pse për një pajtimtar individual procesi i transferimit të të dhënave përmes një rrjeti me komutim paketash është më i ngadalshëm sesa përmes një rrjeti me komutim qarku.
Çfarë rrjedh nga shembulli i dhënë? A mund të konsiderohet një rrjet me komutim qarku më efikas se një rrjet me komutim paketash? Le të përpiqemi t'i përgjigjemi kësaj pyetjeje.
Kur merret parasysh rrjeti në tërësi, është logjike të përdoret si kriter i efikasitetit të rrjetit jo shkalla e transmetimit të trafikut të një përdoruesi individual, por një kriter më integral, për shembull, sasia totale e të dhënave të transmetuara nga rrjeti për njësi të koha. Në këtë rast, efikasiteti i rrjeteve me komutim të paketave në krahasim me rrjetet me komutim qark (me gjerësi bande të barabartë të kanaleve të komunikimit) rezulton të jetë më i lartë. Ky rezultat u vërtetua në vitet '60 si eksperimentalisht ashtu edhe analitikisht duke përdorur teorinë e radhës.
Për të kuptuar më mirë se çfarë përbën vonesën e rrjetit, ju rekomandojmë të përdorni programin diagnostikues Traceroute. Ky program është i thjeshtë dhe mund të përdoret pothuajse në çdo sistem të pikës fundore. Përdoruesi fut emrin e hostit të destinacionit, pas së cilës programi dërgon disa pako të veçanta në adresën e këtij hosti. Në procesin e transmetimit përmes rrjetit, paketat shkaktojnë gjenerimin e mesazheve në adresën e dërguesit
Deri më tani, fokusi ynë ka qenë në vonesën e nyjeve, domethënë vonesën për shkak të ruterave individualë. Tani është koha për të vlerësuar vonesën totale të transmetimit të paketës nga dërguesi te adresuesi. Për ta bërë këtë, supozoni se ka N - 1 ruterë në shtegun e paketës, ngarkesa e rrjetit është e tillë që nuk ka radhë ose janë të papërfillshme, koha e përpunimit të secilit ruter dhe dërgues është d (obp), shkalla e transmetimit
Në shembujt e mësipërm, ne supozuam se ruteri ynë mund të ruajë një numër të pafund paketash. Sigurisht, në praktikë, madhësia e buferëve nuk është vetëm e fundme, por edhe shumë e kufizuar, pasi dhënia e aftësisë së ruterëve për të ruajtur një numër të madh paketash rrit ndjeshëm koston e tyre. Kjo, nga ana tjetër, do të thotë se, në praktikë, vonesa e pritjes gjithashtu nuk mund të jetë e pafundme. Nëse buferi
Lloji më kompleks dhe interesant i vonesave të transmetimit të paketave është vonesa d (pritëse). Kjo vlerë është aq e rëndësishme për teknologjitë e rrjetit, saqë dhjetëra libra dhe qindra artikuj shkencorë i kushtohen asaj. Tani për tani, ne nuk do të thellohemi shumë në teorinë e radhës dhe do të shikojmë vetëm vonesën dhe pasojat e saj në terma të përgjithshëm. Vonesa e vonesës është përbërësi i vetëm i vonesës së nyjeve,
Ata që fillimisht fillojnë të studiojnë rrjetet kompjuterike shpesh nuk mund të kuptojnë ndryshimin midis vonesës së transmetimit dhe vonesës së përhapjes. Në të vërtetë, ndryshimi midis këtyre koncepteve, edhe pse jo i dukshëm, është shumë i rëndësishëm. Vonesa e transmetimit është koha totale e nevojshme që një paketë të lirojë hapësirë në tampon dhe varet nga shpejtësia e linjës së transmetimit dhe madhësia e paketës, por jo nga gjatësia e linjës.
Pas gjenerimit të një sinjali që bart informacion për bitin e transmetuar, ky sinjal përhapet përgjatë linjës së komunikimit, duke arritur në ruterin B. Koha e nevojshme për transmetimin e sinjalit në linjën e komunikimit quhet vonesë e përhapjes dhe përcaktohet nga gjatësia e linjës dhe fizike. vetitë e mjetit transmetues (fibër, bakër në çift të përdredhur etj.). Shpejtësia e përhapjes së sinjalit varion nga 2 x 108 m / s në 3 x 108
Duke supozuar se paketat shërbehen sipas radhës që arrijnë në radhë (ky model shërbimi është dominant në rrjetet me komutim të paketave), konkludojmë se paketa jonë do të transmetohet pasi të kenë përfunduar transmetimi të gjitha paketat në radhën përballë saj. Le të L - gjatësia e paketës dhe R - shpejtësia e transmetimit të paketës në linjën e komunikimit, atëherë vonesa e transmetimit është e barabartë me L / R. Vonesa e transmetimit
Ndërsa në radhë, paketa pëson një vonesë në pritjen e transmetimit të mëtejshëm në lidhjen me ruterin B. Vonesa varet nga numri i paketave në radhë dhe mund të ndryshojë ndjeshëm ndërmjet ruterave përgjatë rrugës së paketës. Nëse ngarkesa e linjës së komunikimit nuk është e lartë, atëherë koha e pritjes për paketën, si rregull, është ose zero ose e parëndësishme, por në rast të mbingarkesës së linjës, ajo mund të rritet shumë herë. Më vonë
Koha që duhet për të lexuar kokën e paketës dhe për të përcaktuar rrugën tjetër është pjesë e vonesës së përpunimit nyjor. Faktorë të tjerë mund të ndikojnë gjithashtu në vonesën e përpunimit, siç është nevoja për të kontrolluar për korrupsion të paketave gjatë transmetimit. Vonesa tipike e përpunimit në ruterat me shpejtësi të lartë është në intervalin mikrosekondë. Pas përfundimit të përpunimit të paketës, ruteri, nëse është e nevojshme, e vendos atë në radhë të linjës së komunikimit me ruterin B. Jemi për qëllime informative.
Sqarimet, korrigjimet dhe diskutimet e artikujve gjenden nën tekstin e artikujve, në komente.
Ju merrni përgjegjësinë për të gjitha ndryshimet e bëra në sistem sipas këshillave të këtyre neneve.
Kopjimi i këtyre artikujve, pa specifikuar një lidhje në faqen origjinale, është rreptësisht i ndaluar.
