М. М. Мусаев компьютер тизимлари ва тармоқлари

3.5. Каналлар коммутацияси ва пакетлар коммутацияси
Компьютер тармоқлардан фойдаланувчилар орасида алоқани таъминлаш масалалари икки асосий кенг қўлланиладиган ўзаро ишлаш усуллари: каналларни коммутациялаш ва пакетларни коммутациялашга ажралиб туради.
Каналларни коммутациялаш ташкил этишни соддалаштирилган ҳолда кўриб чиқамиз (3.9-расм). Тармоқ ўзаро алоқа линиялари билан боғланган кўплаб кириш ва чиқиш нуқталарига эга бўлган К₁, К₂, К₃, К₄, К₅ коммутаторлардан ташкил топган. Ҳар бир линия ўша бир ўтказиш хусусиятига эга бўлади. Фойдаланувчилар тармоққа ўзларининг A, B, C, D, E, F терминал қурилмалари орқали уланади (масалан, модемлар).
Маълумотларни алмашиш боғланишининг ўрнатилиши билан бошланади. Ўзининг маълумотларини тармоққа узатилишидан олдин А абонент абонентнинг манзили (масалан, D) кўрсатиладиган коммутаторлар коммуникацион тармоғига сўров юборади. Сўров юборишдан мақсад маълумотларни ўрнатишдир. К₁ коммутатор сўровни олиб, бўш алоқа линиясини топади ва К₂ коммутаторга сўровни узатади, агар К₂ га барча линиялар банд бўлса, сўров К₃ орқали кетиши мумкин. Кейинчалик мана шундай тарзда бу вақт мобайнида бўш бўлган алоқа линиялари бўйлаб сўров К₄ орқали D фойдаланувчига ўз маълумотларининг пакетларини узатиш вақтида А1-К1-К2-К4-D доимий алоқа линияси ташкил этилади. Канални ташкил этишда фақат бу сўров моментида бўш бўлган алоқа линиялари қатнашади, сўров моментида банд бўлган алоқа линияларидан рад сигнали келади 3.9-расмда пунктир чизиқ билан А1-К1-К3-К4-D йўл бўйича канални ташкил этишнинг мумкин бўлган бошқа йўли кўрсатилган.

Фойдаланувчиларнинг кўрсатилган алоқа усули оддий телефон тармоғи икки абонентлари орасидаги суҳбатнинг барча даврига доимий боғланишни ўрнатишга ўхшаш бўлади. Бу ерда товуш ахбороти бир терминалдан (телефон аппаратидан) бошқа терминалга бўш алоқа линиялари орқали узатилади. Каналлар коммутация технологиясида ҳар бир физик линия доимо маълумотларни ўша бир тезликда узатади.

Бундай турдаги технологияларда фойдаланувчи трафиги тезлиги умуман олганда каналларнинг қайд этилган ўтказиш хусусиятига мос келмайди, қандайдир моментларда юқори тезлик (видео маълумотларни катта файлларини узатишда) талаб қилинади, қандайдир вақт моментларида канал тўлиқ ишлатилмайди. Каналлар коммутациясини тармоқларда самарадорлигини ошириш учун мультиплексирлаш ишлатилади, бу бир вақтда ҳар бир канал орқали бир неча мантиқий боғлашлар трафикларини узатиш имконини беради.
Каналларнинг коммутация технологиялари бўйича тармоқлар ўз камчиликларига эга. Алоқа сеанси вақтида икки абонентлар учун ажратиладиган алоқа линияси компьютер хабарларини узилишли трафиги туфайли унумсиз ишлатилади. Коммутацияланадиган каналлар орқали умумий ресурсларга сўров жўнатиш зарур бўлган фойдаланувчилар сонининг оширилиши, коммутаторлардаги қўшимча манзилларни ва боғланиш нуқталарининг киритилиши ёки коммутаторлар сонининг оширилишини талаб этади. Бошқа камчилиги-боғланишнинг ўрнатилиш вақти линиянинг юкланганлигига боғлиқ ва бир неча секундларни ташкил этиши мумкин.
Каналларни коммутациялаш техникаси узилишли эмас, бир текис трафик билан узатилаётганда яхши ишлайди, бунда узатиш тезлиги тармоқнинг физик линияларининг ўтказиш хусусиятига мос келади. Тезкор ва бир текис бўлмаган трафикли компьютер тармоқлари учун коммутация тизимининг канали унумли эмас, уни фақат ажратилган ташқи фойдаланувчилар учун ишлатиш мумкин.
Пакетли коммутациялаш технологияси компьютер трафигини узатиш учун махсус ишлаб чиқилган. Пакетли коммутация иш тартиби ишлатилганда бир алоқа канали бўлинган вақт иш тартибида кўплаб фойдаланувчилар тамонидан ишлатилади. Фойдаланувчи узатадиган маълумотлар кичикроқ фрагментларга (бўлакларга) пакетларга, кадрларга ёки ячейкаларга бўлинади (3.10-расм), ҳар бир пакет жўнатиш манзили кўрсатиладиган сарлавҳа билан таъминланади. Ҳар бир пакетда манзилнинг бўлиши коммутаторларга пакетларга бир-бирларидан мустақил равишда ишлов беришга имкон беради. Бундан ташқари, пакетнинг қўшимча майдонларида тугатилиш белгиси ва назорат йиғиндиси жойлаштирилади. Пакетлар тармоққа дастлабки боғланиш ўрнатилишисиз (каналлар коммутациясидаги каби) ва уларни узатувчи томон генерациялайдиган тезликда юборилади.

Пакетлар коммутацияланишли тармоқ физик алоқа линиялари билан боғланган коммутаторлардан иборат. Каналлар коммутаторидан фарқли равишда пакетлар коммутаторлари пакетларни вақтинча сақлаш учун ички буфер хотирага эга бўлади, бундай буфернинг ўлчами бир пакетнинг ўлчамидан катта бўлади. Коммутатор назорат йиғиндисини текширади ва агар маълумотлар бузилмаган бўлса, пакетга ишлов беради ва жўнатиш манзили бўйича маршрут бўйлаб навбатдаги (кейинги) коммутаторни аниқлайди.

Пакетлар коммутаторлари аппаратли ишлатилишининг турли вариантлари мавжуд. Олдинги оддий пакет коммутаторлари интерфейслардаги барча кириш навбатларига хизмат кўрсатиш микропроцессорда бажаришга асосланган эди. Коммутаторларнинг кейинги моделлари бир неча процессорлар ёки контроллерлардан иборат бўлиб, улардан ҳар бири ўзининг интерфейсидаги пакетлар навбатига хизмат кўрсатади.
Агар бир каналдан пакетларнинг келиш тезлиги маълум давр мобайнида йўналтирилган каналнинг ўтказиш хусусиятидан ортиқ бўлса, у ҳолда тезликларни мослаштириш учун бу каналнинг интерфейсида чиқиш навбатлари шакллантирилган бўлиши керак (3.11-расм). У ёки бу каналнинг вақтинча ўта юкланишида (максимал юклама) буферларни ўта тўлишининг бўлмаслиги учун трафикни назорат қилишнинг турли аппарат-дастурий усуллари кўзда тутилади.

Коммутатор интерфейслари бўйлаб пакетли навбатларни тақсимланиш алгоритмларига боғлиқ бўлган тармоқ бўйича пакетларни ҳаракатлантиришнинг бир неча усуллари мавжуд (3.12-расм).