Какие свойства относятся к сетям с коммутацией каналов

Коммутация каналов на основе разделения времени

Коммутация на основе техники разделения частот разрабатывалась в расчете на передачу непрерывных сигналов, представляющих голос. При переходе к цифро­вой форме представления голоса была разработана новая техника мультиплекси­рования, ориентирующаяся на дискретный характер передаваемых данных.

Эта техника носит название мультиплексирования с разделением времени (Time Division Multiplexing, TDM). Рис. 3.3. пояс­няет принцип коммутации каналов на основе техники TDM.

Рис. 3.3.Коммутация на основе разделения канала во времени

Аппаратура TDM-сетей — мультиплексоры, коммутаторы, демультиплексоры — работает в режиме разделения времени, поочередно обслуживая в течение цикла своей работы все абонентские каналы. Цикл работы оборудования TDM равен 125 мкс, что соответствует периоду следования замеров голоса в цифровом абонент­ском канале. Это значит, что мультиплексор или коммутатор успевает вовремя обслужить любой абонентский канал и передать его очередной замер далее по сети. Каждому соединению выделяется один квант времени цикла работы аппаратуры, называемый также тайм-слотом. Длительность тайм-слота зависит от числа або­нентских каналов, обслуживаемых мультиплексором TDM или коммутатором.

Мультиплексор принимает информацию по N входным каналам от конечных абонентов, каждый из которых передает данные по абонентскому каналу со скорос­тью 64 Кбит/с — 1 байт каждые 125 мкс. В каждом цикле мультиплексор выполняет следующие действия:

· прием от каждого канала очередного байта данных;

· составление из принятых байтов уплотненного кадра, называемого также обоймой;

· передача уплотненного кадра на выходной канал с битовой скоростью, равной Nx64 Кбит/с.

Порядок байт в обойме соответствует номеру входного канала, от которого этот байт получен. Количество обслуживаемых мультиплексором абонентских каналов зависит от его быстродействия. Например, мультиплексор Т1, представляющий собой первый промышленный мультиплексор, работавший по технологии TDM, поддер­живает 24 входных абонентских канала, создавая на выходе обоймы стандарта Т1, передаваемые с битовой скоростью 1,544 Мбит/с.

Демультиплексор выполняет обратную задачу — он разбирает байты уплотнен­ного кадра и распределяет их по своим нескольким выходным каналам, при этом он считает, что порядковый номер байта в обойме соответствует номеру выходного канала.

Коммутатор принимает уплотненный кадр по скоростному каналу от мульти­плексора и записывает каждый байт из него в отдельную ячейку своей буферной памяти, причем в том порядке, в котором эти байты были упакованы в уплотнен­ный кадр. Для выполнения операции коммутации байты извлекаются из буферной памяти не в порядке поступления, а в таком порядке, который соответствует под­держиваемым в сети соединениям абонентов. Так, например, если первый абонент левой части сети рис. 3.3 должен соединиться со вторым абонентом в правой части сети, то байт, записанный в первую ячейку буферной памяти, будет извле­каться из нее вторым. «Перемешивая» нужным образом байты в обойме, коммута­тор обеспечивает соединение конечных абонентов в сети.

Однажды выделенный номер тайм-слота остается в распоряжении соединения «входной канал—выходной слот» в течение всего времени существования этого со­единения, даже если передаваемый трафик является пульсирующим и не всегда требует захваченного количества тайм-слотов. Это означает, что соединение в сети TDM всегда обладает известной и фиксированной пропускной способностью, крат­ной 64 Кбит/с.

Работа оборудования TDM напоминает работу сетей с коммутацией пакетов, так как каждый байт данных можно считать некоторым элементарным пакетом. Однако, в отличие от пакета компьютерной сети, «пакет» сети TDM не имеет ин­дивидуального адреса. Его адресом является порядковый номер в обойме или номер выделенного тайм-слота в мультиплексоре или коммутаторе. Сети, использующие технику TDM, требуют синхронной работы всего оборудования. Нарушение синхронности разрушает требуемую коммутацию абонентов, так как при этом те­ряется адресная информация. Поэтому перераспределение тайм-слотов между раз­личными каналами в оборудовании TDM невозможно, даже если в каком-то цикле работы мультиплексора тайм-слот одного из каналов оказывается избыточным, так как на входе этого канала в этот момент нет данных для передачи (например, або­нент телефонной сети молчит).

Сети TDM могут поддерживать либо режим динамической коммутации, либо режим постоянной коммутации, а иногда и оба эти режима. Так, например, основ­ным режимом цифровых телефонных сетей, работающих на основе технологии TDM, является динамическая коммутация, но они поддерживают также и посто­янную коммутацию, предоставляя своим абонентам службу выделенных каналов.

Существует аппаратура, которая поддерживает только режим постоянной ком­мутации. К ней относится оборудование типа Т1/Е1, а также высокоскоростное оборудование SDH. Такое оборудование используется для построения первичных сетей, основной функцией которых является создание выделенных каналов между коммутаторами, поддерживающими динамическую коммутацию.

Сегодня практически все данные — голос, изображение, компьютерные данные — передаются в цифровой форме. Поэтому выделенные каналы TDM-технологии, которые обеспечивают нижний уровень для передачи цифровых данных, являются универсальными каналами для построения сетей любого типа: телефонных, теле­визионных и компьютерных.

Сети с коммутацией каналов обладают несколькими важными общими свойствами независимо от того, какой тип мультиплексирования в них используется.

1. Сети с динамической коммутацией требуют предварительной процедуры уста­новления соединения между абонентами. Для этого в сеть передается адрес вы­зываемого абонента, который проходит через коммутаторы и настраивает их на последующую передачу данных. Запрос на установление соединения маршрутизи­руется от одного коммутатора к другому и в конце концов достигает вызываемого абонента. Сеть может отказать в установлении соединения, если емкость требуемо­го выходного канала уже исчерпана. Для FDM-коммутатора емкость выходного канала равна количеству частотных полос этого канала, а для TDM-коммутатора — количеству тайм-слотов, на которые делится цикл работы канала. Сеть отказывает в соединении также в том случае, если запрашиваемый абонент уже установил соединение с кем-нибудь другим. В первом случае говорят, что занят коммутатор, а во втором — абонент. Возможность отказа в соединении является недостатком метода коммутации каналов.

2. Если соединение может быть установлено, то ему выделяется фиксированная полоса частот в FDM-сетях или же фиксированная пропускная способность в TDM-сетях. Эти величины остаются неизменными в течение всего периода соединения. Гарантированная пропускная способность сети после установления соединения явля­ется важным свойством, необходимым для таких приложений, как передача голо­са, изображения или управления объектами в реальном масштабе времени. Однако динамически изменять пропускную способность канала по требованию абонента сети с коммутацией каналов не могут, что делает их неэффективными в условиях пульсирующего трафика.

3. Недостатком сетей с коммутацией каналов является невозможность примене­ния пользовательской аппаратуры, работающей с разной скоростью. Отдельные части составного канала работают с одинаковой скоростью, так как сети с комму­тацией каналов не буферизуют данные пользователей.

Когда появилась глобальная сеть Internet?

• в начале 80-х годов
• в начале 70-х годов
• (Правильный ответ) в конце 60-х годов
• в середине 70-х годов
• в середине 90-х годов
• в конце 80-х годов

Какая операционная система сыграла в свое время наиболее значительную роль в популяризации и распространении сетевых протоколов?

• OS/2
• Windows xx
• (Правильный ответ) Unix
• OS/360

К какому компоненту сетевой ОС может быть отнесен драйвер?

• серверный модуль
• клиентский модуль
• (Правильный ответ) коммуникационные средства

Какие из перечисленных компонентов непременно должны быть в составе ОС, чтобы компьютер мог выполнять запросы из сети?

• (Правильный ответ) серверный модуль
• (Правильный ответ) клиентский модуль
• (Правильный ответ) коммуникационные средства

Что такое редиректор ОС (может быть несколько правильных ответов)?

• (Правильный ответ) клиентский модуль
• серверный модуль
• (Правильный ответ) модуль, который распознает запросы к удаленным ресурсам
• модуль, отвечающий за администрирование пользователей

Какие из перечисленных модулей участвуют в реализации связи компьютера с ПУ?

• (Правильный ответ) драйвер контроллера ПУ
• (Правильный ответ) контроллер ПУ
• драйвер устройства управления ПУ
• (Правильный ответ) устройство управления ПУ

Какая информация передается по каналу, связывающему внешние интерфейсы компьютера и ПУ?

• (Правильный ответ) команды управления, которые контроллер передает на устройство управления ПУ
• (Правильный ответ) данные, возвращаемые устройством управления ПУ в компьютер
• команды, которые устройство управления ПУ передает в компьютер
• (Правильный ответ) данные, поступающие от контроллера на ПУ

К какому типу топологии можно отнести структуру, образованную четырьмя связанными узлами в виде квадрата?

• «звезда»
• полносвязная
• (Правильный ответ) «кольцо»

Какой тип устройств может выполнять функции коммутатора?

• (Правильный ответ) полностью аппаратное устройство
• (Правильный ответ) специализированное программно-аппаратное устройство
• (Правильный ответ) универсальный компьютер с установленным соответствующим программным обеспечением

Что из перечисленного может служить признаком потока?

• (Правильный ответ) адрес получателя
• (Правильный ответ) метка
• номер пакета
• (Правильный ответ) идентификатор интерфейса, с которого пришли данные

Какие из перечисленных ниже свойств относятся к сетям с коммутацией каналов?

• возможность динамически перераспределять пропускную способность физических каналов связи между абонентами в соответствии с реальными потребностями их трафика
• (Правильный ответ) постоянная и известная скорость передачи данных по установленному между конечными узлами каналу
• (Правильный ответ) обязательная задержка перед передачей данных из-за фазы установления соединения
• (Правильный ответ) низкий и постоянный уровень задержки передачи данных через сеть
• неопределенность скорости передачи данных между абонентами сети

Определите, на сколько увеличится время передачи данных в сети с коммутацией пакетов, по сравнению с сетью коммутации каналов, если известно:

• общий объем передаваемых данных — 200 Кбайт;
• суммарная длина канала 5000 км, (скорость передачи сигнала примите равной 0,66 скорости света);
• пропускная способность канала 2Мбит/c;
• размер пакета без учета заголовка составляет 5 Кбайт;
• заголовок — 1%;
• межпакетный интервал — 1 мс;
• количество промежуточных коммутаторов — 4;
• время коммутации — 10мс.

• примерно на 240 мс
• примерно на 420 мс
• примерно на 350 мс
• (Правильный ответ) примерно на 170 мс

Если все коммуникационные устройства в приведенном фрагменте сети являются концентраторами, то на каких портах появится кадр, если его отправил компьютер А компьютеру В?

• на 5 и 6
• на 4, 5 и 6
• (Правильный ответ) на всех
• на 4, 5, 6, 7 и 12
• на 4, 5, 6 и 7

Каким образом альтернативный оператор может обеспечить массовым клиентам доступ к ресурсам своей сети?

• (Правильный ответ) взяв абонентские окончания в аренду у традиционного оператора связи
• (Правильный ответ) проложив собственные абонентские окончания до помещений клиентов
• (Правильный ответ) заключив договор с традиционным оператором связи о маршрутизации трафика клиентов в свою сеть

Какое название традиционно используется для единицы передаваемых данных на сетевом уровне?

• кадр
• сообщение
• поток
• (Правильный ответ) пакет

В какой последовательности идет разработка стандартов Internet?

• (Правильный ответ) draft, proposed standard, draft standard, standard
• proposed standard, draft, draft standard, standard
• proposed standard, draft standard, draft, standard
• draft, draft standard, proposed standard, standard

Какие из утверждений ошибочны?

• (Правильный ответ) расширяемость и масштабируемость — это два названия одного и того же свойства системы
• (Правильный ответ) с помощью QoS можно увеличить пропускную способность сети
• (Правильный ответ) для компьютерного трафика равномерность передачи данных важнее высокой надежности сети

К какому типу топологии можно отнести структуру, образованную тремя связанными друг с другом узлами (в виде треугольника)?

• (Правильный ответ) полносвязная
• «звезда»
• (Правильный ответ) «кольцо»
• ячеистая

Какие свойства относятся к сетям с коммутацией каналов?

• (Правильный ответ) трафик реального времени передается без задержек
• пропускная способность сети для абонентов неизвестна, задержки передачи носят случайный характер
• сеть всегда готова принять данные от абонента
• ресурсы сети используются эффективно при передаче пульсирующего трафика

Определите, на сколько увеличится время передачи данных в сети с коммутацией пакетов по сравнению с сетью коммутации каналов, если известно:

• общий объем передаваемых данных — 200 Кбайт;
• суммарная длина канала 5000 км, (скорость передачи сигнала примите равной 0,66 скорости света);
• пропускная способность канала 2Мбит/c;
• размер пакета без учета заголовка — 4 Кбайт;
• заголовок — 40 байт;
• межпакетный интервал — 1 мс;
• количество промежуточных коммутаторов — 10;
• время коммутации — 20мс.

• примерно на 490 мс
• примерно на 640 мс
• (Правильный ответ) примерно на 420 мс
• примерно на 360 мс

Какие из перечисленных свойств относятся к сетям с выделенным сервером?

• не требуют специальной должности администратора сети
• (Правильный ответ) освобождают пользователей от задачи управления разделяемыми ресурсами
• отсутствие центрального места хранения разделяемых файлов
• (Правильный ответ) способность обслуживать одновременно большое количество сетевых соединений
• (Правильный ответ) обладают сильной централизованной защитой

Какое название традиционно используется для единицы передаваемых данных на канальном уровне?

• поток
• сообщение
• пакет
• (Правильный ответ) кадр
• дейтаграмма

Какой тип конфигурации наиболее распространен сегодня в локальных сетях?

• (Правильный ответ) «звезда»
• ячеистая
• полносвязная
• «кольцо»