--Сравнение технологий обмена данными ;

Современные технологии передачи данных могут быть классифицированы по методам передачи данных.

В общем случае, можно выделить три основных метода передачи данных:

q коммутация каналов;

q коммутация сообщений;

q коммутация пакетов.

Все другие методы взаимодействия являются как бы их эволюционным развитием. Например, если представить технологии передачи данных в виде дерева, то ветвь коммутации пакетов разделится на коммутацию кадров и коммутацию ячеек.

Технология коммутации пакетов была разработана более 30 лет назад для снижения накладных расходов и повышения производительности существующих систем передачи данных. Первые технологии коммутации пакетов – Х.25 и IP были спроектированы с учетом возможности работы с каналами связи плохого качества. При улучшении качества стало возможным использовать для передачи информации такой протокол, как HDLC, который нашел свое место в сетях Frame Relay. Стремление достичь большей производительности и технической гибкости послужило толчком разработки технологии SMDS, воз­можности которой затем были расширены стандартизацией ATM.

Одним из параметров, по которому можно проводить сравнение технологий, является гарантия доставки информации. Так, технологии Х.25 и ATM гаранти­руют надежную доставку пакетов (последняя с помощью протокола SSCOP), a Frame Relay и SMDS работают в режиме, когда доставка не гарантирована. Далее, технология может гарантировать, что данные будут поступать их получа­телю в последовательности отправления. В противном случае порядок должен восстанавливаться на принимающей стороне. Сети с коммутацией пакетов могут ориентироваться на предварительное установление соединения или просто пере­давать данные в сеть. В первом случае могут поддерживаться как постоянные, так и коммутируемые виртуальные соединения. Важными параметрами также являются наличие механизмов контроля потока данных, системы управле­ния трафиком, механизмов обнаружения и предотвращения перегрузок и т. д. В табл. 2.1 производится сравнение технологий по этим параметрам.

Таблица 2.1. Сравнение протоколов

Сравнение технологий можно также проводить по таким критериям, как эф­фективность схемы адресации или методов маршрутизации. Например, исполь­зуемая адресация может быть ориентирована на географическое расположение (телефонный план нумерации), на использование в распределенных сетях или на аппаратное обеспечение. Так, протокол IP использует логический адрес, со­стоящий из 32 бит, который присваивается сетям и подсетям. Схема адресации Е.164 может служить примером схемы, ориентированной на географическое расположение, а МАС-адрес является примером аппаратного адреса. Технология Х.25 использует номер логического канала (Logical Channel Number — LCN), а коммутируемое виртуальное соединение в этой технологии применяет схему адресации Х.121. В технологии Frame Relay в один канал может «встраивать­ся» несколько виртуальных каналов, при этом отдельный виртуальный канал определяется идентификатором DLCI (Data-Link Connection Identifier). Этот идентификатор указывается в каждом передаваемом кадре. DLCI имеет только локальное значение; иначе говоря, у отправителя виртуальный канал может идентифицироваться одним номером, а у получателя — совсем другим. Комму­тируемые виртуальные соединения в этой технологии опираются на схему нуме­рации E.I 64. В заголовки ячеек ATM заносятся уникальные идентификаторы VCI/VPI, которые изменяются при прохождении ячеек через промежуточные коммутирующие системы. Коммутируемые виртуальные соединения в техноло­гии ATM могут использовать схему адресации E.I 64 иди AESA.

Маршрутизация пакетов в сети может выполняться статически или ди­намически и быть либо стандартизованным механизмом для определенной технологии, либо выступать в качестве технической основы. Примерами стан­дартизованных решений могут служить протоколы динамической маршрути­зации OSPF или RIP для протокола IP. Применительно к технологии ATM Форум ATM определил протокол маршрутизации запросов на установление коммутируемых виртуальных соединений PNNI, отличительной особенностью которого является учет информации о качестве обслуживания. Таблицы 2.2 и 2.3 содержат сравнительные характеристики технологий глобальных и локаль­ных сетей.

Таблица 2.2. Сравнение технологий глобальных сетей

Помимо перечисленных, одним из наиболее важных критериев выбора техно­логии является эффективность передачи информации. Здесь можно проследить следующую зависимость — увеличение количества предоставляемых техноло­гией сервисных возможностей чаще всего приводит к снижению эффективности. Для примера можно сравнить три основные технологии передачи данных — Frame Relay, ATM и SMDS. При сравнении предполагалось использование уровня адаптации AAL5 ATM (рис. 2.1).

Таблица 2.3. Сравнение технологий локальных сетей

Технология Frame Relay поддерживает кадры переменной длины, и накладные расходы при этом составляют 5-7 байт на один кадр. Мож­но сказать, что Frame Relay наиболее эффективная технология с точки зрения вносимых накладных расходов на передачу. Однако она может не обеспечить приемлемое качество обслуживания, особенно в тех ситуациях, когда передава­емые кадры имеют большой размер. Наибольший (стандартизованный) размер кадра составляет 1600 байт, хотя в саму технологию заложена поддержка кадров длиной до 8192 байт. Как видно из рис. 2.1, эффективность Frame Relay дости­гает практически 100 %.

Технология ATM при использовании уровня адаптации AAL5 обеспечивает функциональность, схожую с Frame Relay, и гибче при смешивании трафика с большими пакетами данных с трафиком, чувствительным к задержкам. Уровень адаптации AAL5 поддерживает пакеты до 64 Кбайт, чего не позволяют ни Frame Relay, ни SMDS. Однако при формировании ячеек к пакету добавляются восемь байт окончания и пять байт заголовка ячейки, что снижает эффективность ATM примерно на 17%. Так как пакеты переменной длины упаковываются в серию ячеек, эффективность снижается заметно, особенно в тех ситуациях, когда толь­ко несколько байт пакета попадают в последнюю ячейку. В общем случае, эф­фективность передачи информации в сетях ATM для очень больших пакетов достигает 90 %.

Технология SMDS использует формат ячеек DQDB. При этом накладные расходы аналогичны AAL3/4. Пакеты в технологии SMDS могут иметь длину до 9188 байт, что немногим больше, чем в технологии Frame Relay, а эффектив­ность передачи ограничивается 80 % для очень больших пакетов.

В качестве итога данного раздела приведены четыре таблицы, в которых про­водится сравнение технологий по различным критериям и показателям (табл. 2.4, 2.5, 2.6 и 2.7).

Таблица 2.4. Сравнение технологий

Таблица 2.5. Сравнение технологий II

Таблица 2.6. Сравнение технологий III

 Коммути­руемый Ethernet
 ATM
 Коммути­руемый Ethernet в качестве магистрали сети
 ATM в ка­честве магистрали сети

Таблица 2.7. Сравнение технологий IV

Теперь, перечислив и сравнив основные технологии, которые может задейст­вовать разработчик, давайте перейдем к базовым вопросам и методам, использу­емым при проектировании и разработке сети.

Помимо перечисленных, одним из наиболее важных критериев выбора техно­логии является эффективность передачи информации. Здесь можно проследить следующую зависимость — увеличение количества предоставляемых техноло­гией сервисных возможностей чаще всего приводит к снижению эффективности. Для примера можно сравнить три основные технологии передачи данных — Frame Relay, ATM и SMDS. При сравнении предполагалось использование уровня адаптации AAL5 ATM (рис. 2.1).

Таблица 2.3. Сравнение технологий локальных сетей