Дейтаграмм

Использование коммутации пакетов

Если станция должна отправить через сеть с пакетной коммутацией сообщение, длина которого превышает максимальный размер пакета, она разбивает сообщение на пакеты и отправляет их по одному. Возникает вопрос, как этот поток пакетов будет обработан сетью, задача которой - переслать их по некоторому маршруту и доставить нужному получателю? В настоящее время для этого используются два метода:

и виртуального канала.

В случае использования метода дейтаграмм каждый пакет обрабатывается независимо от других, без всякой связи с пакетами, которые были переданы раньше.

Рассмотрим результаты такого подхода (рис. 5). Каждый узел выбирает очередной узел по пути следования пакета, учитывая информацию, получению от соседних узлов и касающуюся трафика, сбоев в линии связи и т.п. Таким образом, пакеты, следующие к одному адресату, идут по разным маршрутам и могут прибывать в порядке, отличном от исходного.

В данном примере правильный порядок определяет узел на выходе сети. В некоторых сетях пакеты упорядочиваются адресатом. Кроме того, в ходе передачи по сети пакет может быть нарушен. Например, при кратковременном сбое узла коммутации пакетов все пакеты в его очередях будут утрачены. Как и ранее, обнаружить потерю пакета выяснить, как его восстановить, должен либо целевой узел, либо узел на выходе сети. При этом методе каждый независимо обрабатываемый пакет называется дейтаграммой.

В случае использования метода виртуального канала маршрут прохождения пакетов устанавливается заранее. Как только маршрут установлен, пакеты следуют только по нему (рис. 6). Поскольку этот маршрут установлен на все время существования логического соединения, он несколько напоминает тракт в сети с коммутацией каналов и поэтому называется виртуальным каналом. Каждый пакет помимо данных содержит вместо адреса назначения идентификатор виртуального канала. Каждый узел на заранее установленном маршруте знает, куда направить такой пакет; принимать решение о маршрутизации не нужно. В каждый момент у каждой станции может быть несколько виртуальных каналов к любой другой станции, а также виртуальные каналы к нескольким станциям.

Таким образом, главная особенность метода виртуального канала состоит в том, что маршрут между станциями устанавливается до начала передачи данных. Следует заметить, что этот маршрут не является специально выделенным трактом, как при коммутации каналов. Как и при пакетной коммутации, пакеты записываются в буфер на каждом узле и накапливаются в очереди для вывода через канал, по которому также могут передаваться другие пакеты из других виртуальных каналов. Отличие от метода дейтаграмм заключается в том, что узел не должен принимать решения о маршрутизации для каждого пакета. Это делается только один раз для всех пакетов, использующих данный виртуальный канал.

Если две станции должны обмениваться данными в течение длительного времени, метод виртуальных каналов обнаруживает некоторые преимущества.

Во-первых, сеть дает виртуальному каналу дополнительные возможности, такие, как упорядочение и защита от ошибок. Упорядочение обеспечивается тем, что все пакеты следуют по одному и тому же маршруту и поэтому доставляются получателю в исходном порядке. Защита от ошибок предусматривает не только правильный порядок получения пакетов, но и сохранность информации в них. Например, если пакет в последовательности от узла 4 к узлу 6 не прибывает на узел 6 или прибывает с ошибкой, узел 6 может потребовать повторно передать этот пакет с узла 4.

Еще одно преимущество состоит в том, что по виртуальному каналу пакеты должны быстрее проходить через сеть, так как не нужно принимать решение о маршрутизации для каждого пакета на каждом узле.

Метод дейтаграмм имеет одно преимущество — отсутствие этапа установки соединения. Таким образом, если станция должна послать лишь один или несколько пакетов, дейтаграмма окажется более быстрой. Кроме того, метод дейтаграмм, как более простой, имеет большую гибкость. Например, если в одной части сети возникает перегрузка, входящие дейтаграммы могут быть направлены по другим, незагруженным, частям. В случае использования виртуального канала пакеты следуют по заранее установленному маршруту, и поэтому сети труднее приспособиться к перегрузке.

Еще одно преимущество — дейтаграммы по самой своей сути более надежны. При использовании виртуальных каналов, если один узел выходит из строя, все проходящие через него виртуальные каналы теряются. Если же используются дейтаграммы, последующие пакеты могут найти новый маршрут в обход этого узла.