Коммутация пакетов

Коммутация пакетов (англ. packet switching) — способ динамического распределения ресурсов сети связи за счёт передачи и коммутации оцифрованной информации в виде частей небольшого размера — так называемых пакетов, которые передаются по сети в общем случае независимо друг от друга (дейтаграммы) либо последовательно друг за другом по виртуальным соединениям. Узел-приёмник из пакетов собирает сообщение. В таких сетях по одной физической линии связи могут обмениваться данными много узлов.

Основные принципы

При коммутации пакетов все передаваемые пользователем цифровые данные разбиваются передающим узлом на небольшие (до нескольких килобайт) части — пакеты (англ. packet). Каждый пакет оснащается заголовком, в котором указывается, как минимум, адрес узла-получателя и номер пакета. Передача пакетов по сети происходит либо независимо друг от друга, тогда пакеты называют дейтаграммами (datagram), а режим индивидуальной коммутации пакетов — дейтаграммным режимом, либо по виртуальным соединениям, то есть в режиме, «ориентированном на соединения» (англ. Connection-oriented communication). Коммутаторы такой сети имеют внутреннюю буферную память для временного хранения пакетов, что позволяет сглаживать пульсации трафика на линиях связи между коммутаторами.

Достоинства коммутации пакетов

1. Эффективность использования пропускной способности.
2. При перегрузке сети никого не «выбрасывает» с сообщением «сеть занята», сеть просто снижает всем или нескольким абонентам скорость передачи.
3. Абонент, использующий свой канал не полностью, фактически отдаёт пропускную способность сети остальным.
4. Меньшие затраты.

Недостатки коммутации пакетов

1. Сложное устройство; без микропроцессорной техники пакетную сеть наладить практически невозможно.
2. Пропускная способность расходуется на передачу технических данных (служебной информации).
3. Задержки доставки, в том числе переменные, из-за того, что при занятости исходящего канала пакет может ждать своей очереди в коммутаторе.

Сеть с коммутацией пакетов отличается от сети с коммутацией каналов тем, что с определённой вероятностью может замедлять процесс взаимодействия каждой конкретной пары узлов, поскольку их пакеты могут ожидать в коммутаторах, пока передадутся другие пакеты. Это особенно критично для служб, работающих в реальном масштабе времени (аудио, видео). Однако общая эффективность (объем передаваемых данных в единицу времени) при коммутации пакетов будет выше, чем при коммутации каналов. Это связано с тем, что трафик каждого отдельного абонента носит пульсирующий характер, а пульсации разных абонентов, в соответствии с законом больших чисел распределяются во времени, увеличивая равномерность нагрузки.

См. также

• Соединение с коммутацией каналов
• Быстрая коммутация пакетов
• Канальный уровень

Библиография

• L. G. Roberts. Развитие сетей с коммутацией пакетов (англ.) = The evolution of packet switching // Proceedings of the IEEE / R. E. Kahn, K. W. Uncapher, H. L. Van Trees. — 1978. — Vol. 66, iss. on packet communication networks, no. 11 (November). — P. 1307—1313.
• Д. Дэвис, Д. Барбер, У. Прайс, С. Соломонидес. Вычислительные сети и сетевые протоколы = Computer Networks and their Protocols / Пер. с англ. под ред. д.т.н., проф. С. И. Самойленко. — М.: "Мир", 1982. — 562 с. — 10,000 экз.
• И. А. Мизин, В. А. Богатырёв, А. П. Кулешов. Сети коммутации пакетов / акад. В. С. Семенихин. — М.: "Радио и связь", 1986. — 408 с. — 5,500 экз.

Ссылки

• В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. Основы сетей передачи данных (неопр.). INTUIT.ru::Интернет-Университет Информационных Технологий (21 мая 2003). — дистанционное образование. Дата обращения 10 марта 2012.
• Сети компьютерные сети, справочник по компьютерным сетям (неопр.). Дата обращения 10 марта 2012.