3-маъруза. Пакетлар коммутацияси механизмлари ва тамойиллари

3-маъруза.
Пакетлар коммутацияси механизмлари ва тамойиллари

Режа:

1. 
   Коммутация усуллари
   
2. 
   Пакетли коммутация афзалликлари ва камчиликлари.
   
3. 
   Пакетли коммутациядан фойдаланган холда виртуал режим.
   
4. 
   Пакетли коммутация фойдаланган холда дейтаграмм режим.
   
5. 
   Коммутация ва маршрутизация тамойиллари
   

1960 йилларда пакетли коммутация технологиясини олимлар британиялик Дональд Дэвис ва америкалик Пол Бэранлар яратган.
60 йилларнинг биринчи ярмида Дэвис «пакет» терминини киритди ва янги коммутация тамойили асосида кичик тармоқни қурди. Бэран пакетли коммутациянинг концепциясини, архитектурасини бузилишларга ва хужумларга чидамлилик томонларини яратди. Кейинги йилларда ўзининг концепциясини бир неча бор ҳимоя қилишга тўғри келди. Бэран бундай ахборотни узатиш учун рақамли тармоқ керак бўлади деб тушунтирганда AT&T — ўша вақтларда алоқа воситаларини монополисти эди, яъни рақамли алоқа хизматларини берувчи операторларни пайдо бўлишидан рақобатдан қўрқар эди. «Биринчи реакция : «Бу йигит ақлдан озибди. Унинг таклифи бўлиши мумкин эмас», — деб эслайди Бэран.

Дональд Дэвис (Donald Davies)

Компьютер тармоқларида пакетли коммутацияни яратувчиларидан бири. “Пакет” терминини киритди. Дэвис Алан Тьюринг раҳбарлигида миллий физик лабораториясининг аъзоси эди (National Physical Laboratory). Бу лабораторияда ACE Pilot компьютери яратилган . British Computer Society Award унвони билан тақдирланган.

Пол Бэран (Paul Baran)

Интернетни ривожланишига катта хисса қўшган. Пакетлар коммутацияси усулини яратган. Александр Грэм Белл номидаги олтин медаль ва технология ва инновация соҳасида миллий медаль билан тақдирланган.

2008 йилда Бэран технологиянинг ривожланишига қўшган хиссаси учун АҚШ нинг медали билан тақдирланган.

Машҳур 4 та асосий бошқарувчи тармоқ компаниялари. Уларнинг йиллик даромади, қайсидир давлатнинг бюджетидан кўп: Cisco Systems(Джон Чамберс), Lucent Technologies(Ричард Макгин), Nortel Networks (Джон Рот),3Com( Эрик Бенаму ). 2000 йилда улар яқин 10 йилликда уларнинг компанияларининг ўрни тўғрисида тахмин қилишади.

1994 йилда. Джон Чамберс Cisco Systemsга раҳбар бўлди. Cisco Systemsнинг омади кўп нарсаларга боғлиқ бўлди; раҳбариятнинг эхтиёри, Cisco Systemsни бозорда қандай қабул қилиши, бутун жахон қанчалик тез IP протоколга асосланиши ва б.

Cisco Systemsни афзаллиги шундаки, бутун жахон IP-пакет технологиясини қўллаб қўвватлайди. Бу ерда Cisco нафақат технологияларни ишлаб чиқаради, балки уларни қўллашда бошқаришниям кўзда тутади. Джон Чамберс ишонардики, ўзининг катта компанияси кичик фирмаларни ҳам ўз ичига олади.

Джон Чамберс Cisco Systems ни бошқа ҳозирги ва ўтган гигант ташкилотлар билан солиштиради ва уни биринчи ўринга қўяди.

Джон Чамберс ташаббускорлиги туфайли ҳаммани IP асрига қаратишга, уни эшитишга эътиборини қаратар эди.
Джон Чамберс 2001 йилда бутун жахон IP га ўтади деб башорат қилди. IP тарқалишини чегараловчи факторлардан бири, бу QoS хизмат кўрсатиш сифатини таъминлаш механизмини камчилиги ҳисобланади.

Тармоқларда икки фойдаланувчи бир-бири билан боғланиш жараёнида қуйидаги асосий коммутация усуллари орқали амалга оширилади:

1. 
   Каналлар коммутацияси;
   
2. 
   Пакетлар коммутацияси;
   
3. 
   Хабарлар коммутацияси
   

Сигнални узатиш учун узатувчи ва қабул қилувчи ўртасида алоқа каналини ўрнатиш лозим. Бу канал икки томон ўртасида бутун алоқа сеанси давомида физик боғланиш бўлиб хисобланади. Ушбу холатда биз каналлар коммутацияси билан алоқа ўрнатган хисобланамиз.
Каналлар коммутацияси бир нечта алохида каналлар участкасининг боғланишидан хосил бўлиб, маълумотларни тугунлар орасида тўғри узатиш учун ҳосил қилинган физик канал тушунилади.
Каналлар коммутациясида алоқа сеанси қуйидаги фазаларга бўлинади.
-Фазаларни тайёрлаш, каналларни ҳосил қилиш ва қўллаб қувватлашда тармоқ ресурсларини заҳиралаш.
- Ўртача фаза, узатувчи сигналларни ишлаб чиқиш.
- Фазаларни якунлаш, ишлатилиб бўлинган ресурсларни бўшатиш ва узатишни якунлаш



Пакетлар коммутациясида пакет учта қисмдан, яъни сарлавҳа, маълумот ва трейлер қисмларини шакллантиради.
Сарлавҳа қисми пакетнинг узатилиш сигнали, манба адреси, макон адреси, узатишни синхронлаш кабиларни ўз ичига олади.
Маълумот қисми хабар таркибидаги узатишга мўлжалланган маълумотлардан иборат. Тармоқ турига нисбатан бу қисм 0,5— 4 Кб бўлиши мумкин.
Трейлер қисми кўп ҳолларда хатоликларни текширишга мўлжалланган (мисол учун, циклик код ёрдамида текширув). Пакет шаклланиши OSI моделининг қўлланиш (амалий) поғонасида бошланади. Узатиш мўлжалланган ахборот юқори (қўлланиш поғонаси)дан қуйи поғонага етказилади ва ҳар бир поғонани маълумот қисмига тегишли ахборотни қўшади.
Пакетлар коммутациясида фойдаланувчилараро узатилаётган хабарлар кичик қисмларга — пакетларга бўлинади. Маълумот узатиш тармоқларида пакет асосий узатиш бирлиги ҳисобланади.
Катта ҳажмдаги ҳабарлар кичик пакетларга бўлиниши тармоқда маълумот узатиш тезлигининг кескин ошишига олиб келади.
Хабарлар турли узунликга эга бўлиши мумкин — бир неча байтдан ўнлаб мегабайтгача, пакетлар эса ўзгарувчан узунликка эга бўлишлари мумкин.
Ҳар бир пакет керакли тугунга етиб бориши учун адрес ахбороти белгиланган сарлавҳа қисми билан бошланади. Пакет турли қисмлардан иборат бўлиши мумкин ва қуйидагиларни ўз таркибига олиши шарт:

• 
  узатувчини ифодалайдиган манба манзили;
  
• 
  узатилаётган маълумотлар;
  
• 
  қабул қилувчининг манзили;
  
• 
  тармоқ воситаларига маълумот узатилиши лозим бўлган маршрут ахбороти;
  
• 
  хабарни дастлабки кўринишда тақдим этувчи ахборот;
  

узатиш аниқлигини таъминловчи хатоликларни текшириш ахбороти.

Пакетлар коммутациясида узатилаётган ахборот бир нечта махсус порция-пакетларга бўлинади ва бир бирига боғлиқ бўлмаган холда узатилади. Шунинг учун пакетлар узатувчидан қабул қилувчига етиб боришда бир неча йўллардан узатилиши мумкин.

Каналлар коммутациясидан фарқи “сақла ва узат” услуби билан ишлайди. Маълумотларни узатишни давом эттиришдан аввал узатилган пакетларни сақлаб олади. Бу усулда пакетларни узатиш бир қатор ютуқларга олиб келади, тармоқ ресурсларидан оқилона фойдаланиш, пакетларни кечикмаслиги (алоқа сеансини ўрнатиш билан боғлиқ), бироқ пакетларни тармоқ таклиф этаётган турли йўллар орқали маршрутлаш учун маълум вақт талаб қилинади.
Пакетлар коммутациясида узатиш вақтида русурслардан файдаланиш учун рақобат вижудга келади, ўз навбатида бу тирбандлик (пробка)ни ҳосил қилади. Бундай вақтда пакетлар тармоқда узатилиш учун ўз навбатини кутади.

Пакетлар тармоқ орқали мустақил ахборот блоклари сифатида узатилади. Пакетли коммутация асосидаги тармоқда коммутаторлар ички буфер хотирасига эга бўлиб, унда пакетлар вақтинча сақланади. Коммутаторнинг чиқиш порти банд бўлган ҳолатда, пакeт бирор вақт навбат кутади ва кейинги коммутаторга узатилади