Части одного и того же сообщения могут в одно и тоже время находиться в различных каналах связи, более того, когда начало сообщения уже принято, его конец отправитель может еще даже не передавать в канал.

Таблица 1.

Параметры метода коммутации пакетов

В сети с коммутации пакетов следующий процесс передачи (Рис. 3):

Вводимое в сеть сообщение разбивается на части - пакеты длиной обычно до 1000-2000 единичных интервалов, содержащие адрес ОП получателя. Указанное разбиение осуществляется или в оконечном пункте, если он содержит ЭВМ, или в ближайшем к ОП узле коммутации;

Если разбиение сообщения на пакеты происходит в узел коммутации, то дальнейшая передача пакетов осуществляется по мере их формирования, не дожидаясь окончания приема в узле коммутации целого сообщения;

В узле пакетной коммутации пакет запоминается в оперативной памяти (ОЗУ) и по адресу определяется канал, по которому он должен быть передан;

Если этот канал к соседнему узлу свободен, то пакет немедленно передается на соседний узел КП, в котором повторяется та же операция;

Если канал к соседнему узлу занят, то пакет может небольшое время храниться в ОЗУ до освобождения канала;

При хранении пакеты устанавливаются в очереди по направлению передачи, причем длина очереди не превышает 3-4 пакетов. Если длина очереди превышает допустимую, пакеты стираются из памяти ОЗУ и их передача должна быть повторена.

Пакеты, относящиеся к одному сообщению, могут передаваться по разным маршрутам в зависимости от того, по какому из них в данный момент они с наименьшей задержкой могут пойти к адресату. В связи с тем, что время прохождения до сети пакетов одного сообщения может быть различным (в зависимости от маршрута и задержек в узлах коммутации), порядок их перехода в ОП (к получателю) может не соответствовать порядку пакетов.

Способы пакетной коммутации.

Существует два способа пакетной коммутации. Первый способ – это способ датаграммной, второй – способ виртуальных соединений.

1. Датаграммный метод (ДМ).

Датаграммный метод эффективен для передачи коротких сообщений. Он не требует громоздкой процедуры установления соединения между абонентами (Рис.4). Термин датаграмма применяют для обозначения самостоятельного пакета движущегося по сети независимо от других пакетов. Пакеты доставляются получателю различными маршрутами. Эти маршруты определяются сложившейся динамической ситуацией на сети. Каждый пакет снабжается необходимым служебным маршрутным признаком, куда входит и адрес получателя.

Пакеты поступают на прием не в той последовательности, в которой они были переданы, поэтому приходиться выполнять функции связанные со сборкой пакетов.

Получив датаграмму, узел коммутации направляет ее в сторону смежного узла максимально приближенного к адресату. Когда смежный узел подтверждает получение пакета, узел коммутации стирает его в своей памяти. Если подтверждение не получено, узел коммутации отправляет пакет в другой смежный узел, и так до тех пор, пока пакет не будет принят.

Все узлы, окружающие данный узел коммутации ранжируются по степени близости к адресату, и каждому присваивается 1, 2 и т.д. ранг.

Пакет сначала посылается в узел первого ранга, при неудаче – в узел второго ранга и т.д.

Эта процедура называется алгоритмом маршрутизации. Существуют алгоритмы, когда узел передачи выбирается случайно, и тогда каждая датаграмма будет идти по случайной траектории.

Датаграммный режим объединяет в себе сетевой и транспортный уровень, поэтому протокол передачи сети Internet называется протоколом TCP/IP, где протокол ТСР – протокол четвертого транспортного уровня, а IP – сетевой протокол.

Датаграммный режим используется, в частности, в Internet в протоколах UDP (User Datagram Protocol) и TFTP (Trivial File Transfer Protocol).

Рисунок 4 - Датаграммный метод передачи.

2. Виртуальный метод.

В виртуальном методе предполагается предварительное установление маршрута передачи всего сообщения от отправителя до получателя с помощью специального служебного пакета – запроса на соединение (Рис. 5). Для этого пакета выбирается маршрут, который в случае согласия получателя этого пакета на соединение закрепляется для прохождения по нему всего трафика. Т.е. пакет запроса на соединение как бы прокладывает путь через сеть, по которому пойдут все пакеты, относящиеся к этому вызову. В этом есть что-то общее от процедуры коммутации каналов, когда сигнал запроса проходит через сеть, и в соответствии с его путем, происходит коммутация сквозного канала, по которому потом пойдут данные. Здесь есть принципиальное отличие, которое отражено уже в названии самого соединения. В телефонной сети коммутируется реальный физический тракт, а в пакетной сети – воображаемый (виртуальный) тракт. Виртуальным он называется потому, что ему соответствует не сам канал, а логическая связка между отправителем и получателем.

Рисунок 5 - Виртуальный метод передачи.

В виртуальной сети абоненту-получателю направляется служебный пакет, прокладывающий виртуальное соединение. В каждом узле этот пакет оставляет распоряжение вида: пакеты k-ого виртуального соединения, пришедшие из i-ого канала следует направлять в j-й канал. Т.о. виртуальное соединение существует только в памяти управляющего компьютера. Дойдя до абонента-получателя, служебный пакет запрашивает у него разрешение на передачу, сообщив какой объем памяти понадобится для приема. Если его компьютер располагает такой памятью и свободен, то посылается согласие абоненту-отправителю на передачу сообщения. Получив подтверждение, абонент-отправитель приступает к передаче сообщения обычными пакетами.