ЦСН - Техника переключения

В этой главе мы обсудим методы коммутации в телекоммуникационных коммутационных системах и сетях.

В больших сетях может существовать более одного пути для передачи данных от отправителя к получателю. Выбор пути, по которому данные должны пройти из доступных опций, можно понимать какSwitching. Информация может переключаться при перемещении между различными каналами связи.

Для цифрового трафика доступны три типичных метода коммутации. Они -

• Переключение цепей
• Переключение сообщений
• Пакетная коммутация

Давайте теперь посмотрим, как работают эти методы.

Переключение цепей

При коммутации каналов два узла связываются друг с другом по выделенному каналу связи. В нем устанавливается цепь для передачи данных. Эти цепи могут быть постоянными или временными. Приложения, использующие переключение цепей, могут пройти три фазы. Различные фазы -

• Создание цепи
• Перенос данных
• Отключение цепи

На следующем рисунке ниже показана схема переключения цепей.

Коммутация каналов была разработана для голосовых приложений. Телефон - лучший пример коммутации каналов. Прежде чем пользователь сможет совершить вызов, в сети устанавливается виртуальный путь между вызываемым абонентом и вызывающим абонентом.

К недостаткам коммутации схемы относятся -

• Время ожидания длится долго, а передачи данных нет.
• Каждое соединение имеет выделенный путь, и это обходится дорого.
• Когда подключенные системы не используют канал, он остается свободным.

Схема схемы создается после установления соединения с использованием выделенного пути, который предназначен для передачи данных, при коммутации схемы. Телефонная система является типичным примером техники коммутации каналов.

Переключение сообщений

При коммутации сообщений все сообщение рассматривается как блок данных. Данные передаются по всей его схеме. Коммутатор, работающий над коммутацией сообщений, сначала получает все сообщение и буферизует его до тех пор, пока не появятся доступные ресурсы для передачи его на следующий переход. Если на следующем переходе недостаточно ресурсов для размещения сообщения большого размера, сообщение сохраняется, и коммутатор ожидает.

На следующем рисунке показан образец переключения сообщений.

В этом методе данные сохраняются и пересылаются. Технику также называютStore-and-Forwardтехника. Этот метод считался заменой переключения цепей. Но задержка передачи, которая следовала за задержкой передачи сообщения от конца до конца, добавлялась к задержке распространения и замедляла весь процесс.

Коммутация сообщений имеет следующие недостатки -

• Каждому коммутатору на пути передачи требуется достаточно памяти для размещения всего сообщения.

• Из-за включенного ожидания, пока ресурсы не станут доступны, переключение сообщений происходит очень медленно.

• Коммутация сообщений не подходила для потоковой передачи мультимедиа и приложений реального времени.

Пакеты данных принимаются, даже когда сеть занята; это замедляет доставку. Следовательно, это не рекомендуется для приложений реального времени, таких как голос и видео.

Пакетная коммутация

Метод коммутации пакетов основан на коммутации сообщений, при которой сообщение разбивается на более мелкие части, называемые Packets. Заголовок каждого пакета содержит информацию о переключении, которая затем передается независимо. Заголовок содержит такие сведения, как адрес источника, назначения и промежуточного узла. Промежуточные сетевые устройства могут хранить пакеты небольшого размера и не занимать много ресурсов ни на пути передачи данных, ни во внутренней памяти коммутаторов.

Индивидуальная маршрутизация пакетов выполняется там, где нет необходимости отправлять общий набор пакетов по одному и тому же маршруту. По мере разделения данных пропускная способность уменьшается. Это переключение используется для преобразования скорости передачи данных.

На рисунке ниже показан образец коммутации пакетов.

На следующем рисунке показан образец коммутации пакетов.

Эффективность линии коммутации пакетов может быть повышена за счет мультиплексирования пакетов от нескольких приложений по несущей. Интернет, который использует эту коммутацию пакетов, позволяет пользователю различать потоки данных на основе приоритетов. В зависимости от списка приоритетов эти пакеты пересылаются после сохранения для обеспечения качества обслуживания.

Доказано, что метод коммутации пакетов является эффективным и широко используется при передаче голоса и данных. Ресурсы передачи распределяются с использованием различных методов, таких как статистическое мультиплексирование или динамическое распределение полосы пропускания.

Статистическое мультиплексирование

Статистическое мультиплексирование - это метод совместного использования канала связи, который используется при коммутации пакетов. Совместное связывание является переменным при статистическом мультиплексировании, тогда как оно фиксируется в TDM или FDM. Это стратегическое приложение для максимального использования полосы пропускания. Это также может повысить эффективность сети.

Выделяя полосу пропускания для каналов с действительными пакетами данных, метод статистического мультиплексирования объединяет входной трафик, чтобы максимизировать эффективность канала. Каждый поток делится на пакеты и доставляется в порядке очереди. Увеличение уровней приоритета позволяет выделить больше полосы пропускания. Временные интервалы не теряются при статистическом мультиплексировании, в то время как они теряются при мультиплексировании с временным разделением.

Сетевой трафик

Как следует из названия, сетевой трафик - это просто данные, которые перемещаются по сети в заданное время. Передача данных осуществляется в виде пакетов, где количество пакетов, переданных за единицу времени, считается нагрузкой. Управление этим сетевым трафиком включает в себя управление, приоритизацию, контроль или сокращение сетевого трафика. Объем и тип трафика в сети также можно измерить с помощью нескольких методов. Сетевой трафик необходимо отслеживать, поскольку это помогает в сетевой безопасности; высокая скорость передачи данных может вызвать повреждение сети.

Мера общей работы, выполненной ресурсом или предприятием за период (обычно 24 часа), понимается как Traffic Volumeи измеряется в Эрланг-часах. Объем трафика определяется как произведение средней интенсивности трафика и периода

$$ Трафик \: \: volume = Трафик \: Интенсивность \ раз Время \: период $$

Затор

Считается, что перегрузка в сети произошла, когда нагрузка в сети превышает ее пропускную способность. Когда размер буфера узла превышает полученные данные, трафик будет высоким. Это еще больше приводит к перегрузке. Объем данных, перемещаемых с одного узла на другой, можно назватьThroughput.

На следующем рисунке показана перегрузка.

На приведенном выше рисунке, когда пакеты данных прибывают в узел от отправителей A, B и C, узел не может передавать данные получателю с большей скоростью. Возникает задержка передачи или возможна потеря данных из-за сильной перегрузки.

Когда слишком много пакетов поступает на порт в сети с коммутацией пакетов, производительность ухудшается, и такая ситуация называется Congestion. Данные ожидают передачи в очереди. Когда линия очереди загружена более чем на 80%, считается, что линия очереди перегружена. Методы управления перегрузкой помогают контролировать перегрузку. Следующий график, нарисованный между пропускной способностью и отправкой пакетов, показывает разницу между передачей с контролируемой перегрузкой и неуправляемой передачей.

Методы, используемые для контроля перегрузки, бывают двух типов - разомкнутый и замкнутый. Петли различаются протоколами, которые они выдают.

Открытый цикл

Механизм управления перегрузкой без обратной связи создает протоколы для avoid congestion. Эти протоколы отправляются в source и destination..

Замкнутый цикл

Механизм управления перегрузкой с обратной связью создает протоколы, которые позволяют системе войти в состояние перегрузки, а затем detect и removeскопление. Вexplicit и implicit методы обратной связи помогают в работе механизма.