Коммутация каналов и коммутация пакетов
Само слово коммутация означает переключение, соединение чего либо с чем либо. На фото барышня занимается коммутацией, – соединяет двух абонентов на коммутаторе с помощью шнуров (проводов). Конкретно в данном случае – коммутация каналов.
Устройство, предназначенное для выполнения коммутации, называется коммутатором (switch). Коммутатор производит коммутацию входящих в его порты информационных потоков, направляя их в соответствующие выходные порты –интерфейсы
Среди множества возможных подходов к решению задачи коммутации абонентов в сетях выделяют два основополагающих:
коммутация каналов (circuit switching)
коммутация пакетов (packet switching)
Коммутация каналов
Коммутация каналов предполагает, что между связывающимися абонентами устанавливается непрерывная физическая связь. промежуточные коммутаторы передаваемые данные не задерживают.
Коммутация пакетов
Коммутация пакетов – между абонентами не создаётся постоянное соединение. Данные передаются отдельными частями (пакетами), каждый из которых доставляется независимо от других. Коммутаторы анализируют сеть для выбора оптимального маршрута доставки.
Мультиплексирование и демультиплексирование
Прежде чем выполнить переброску данных на определенные для них интерфейсы, коммутатор должен понять, к какому потоку они относятся. Эта задача должна решаться независимо от того, поступает ли на вход коммутатора только один поток в “чистом” виде, или “смешанный” поток, который объединяет в себе несколько потоков. В последнем случае к задаче распознавания добавляется задача демультиплексирования.
Задача демультиплексирования ( demultiplexing ) — разделение суммарного агрегированного потока, поступающего на один интерфейс, на несколько составляющих потоков .
Как правило, операцию коммутации сопровождает также обратная операция — мультиплексирование.
Задача мультиплексирования ( multiplexing ) — образование из нескольких отдельных потоков общего агрегированного потока, который можно передавать по одному физическому каналу связи. Это называют ещё Агрегацией.
Операции мультиплексирования/демультиплексирования имеют такое же важное значение в любой сети, как и операции коммутации, потому что без них пришлось бы все коммутаторы связывать большим количеством параллельных каналов, что свело бы на нет все преимущества неполносвязной сети.
На рисунке ниже показан фрагмент сети, состоящий из трех коммутаторов. Коммутатор 1 имеет пять сетевых интерфейсов. Рассмотрим, что происходит на интерфейсе 1. Сюда поступают данные с трех интерфейсов — int 3, int.4 и int.5. Все их надо передать в общий физический канал, то есть выполнить операцию мультиплексирования. Мультиплексирование представляет собой способ обеспечения доступности имеющихся физических каналов одновременно для нескольких сеансов связи между абонентами сети.
Существует множество способов мультиплексирования потоков в одном физическом канале, и важнейшим из них является разделение времени. При этом способе каждый поток время от времени (с фиксированным или случайным периодом) получает в свое распоряжение физический канал и передает по нему данные. Очень распространено также частотное разделение канала, когда каждый поток передает данные в выделенном ему частотном диапазоне.
Технология мультиплексирования должна позволять получателю такого суммарного потока выполнять обратную операцию — разделение (демультиплексирование) данных на составляющие потоки. На интерфейсе int.3 коммутатор выполняет демультиплексирование потока на три составляющих подпотока. Один из них он передает на интерфейс int. 1, другой на int.2, а третий на int.5. А вот на интерфейсе int.2 нет необходимости выполнять мультиплексирование или демультиплексирование — этот интерфейс выделен одному потоку в монопольное пользование. В общем случае на каждом интерфейсе могут одновременно выполняться обе задачи — мультиплексирование и демультиплексирование.
Частный случай коммутатора а, у которого все входящие информационные потоки коммутируются на один выходной интерфейс, где мультиплексируются в один агрегированный поток и направляются в один физический канал, называется мультиплексором (multiplexer, mux). Коммутатор б, который имеет один входной интерфейс и несколько выходных, называется демультиплексором (demultiplexer, demux).
.
Мультиплексор (а) и демультиплексор (б).