Комутація. Визначення маршрутів для потоків.

 

Комута́ція — процес з'єднання абонентів комунікаційної мережі через транзитні вузли.

Існує три принципипово різні схеми комутації абонентів в мережах: комутація каналів, комутація повідомлень, комутація пакетів, комутація ячейок.

Вибрати шлях, або маршрут, передачі даних – означає визначити послідовність транзитних вузлів і їх інтерфейсів, через які треба передавати дані, щоб доставити їх адресатові.
Завдання визначення маршрутів полягає у виборі зі всієї цієї множини одного або декількох шляхів.І найчастіше вибір зупиняють на одному оптимальном по деякому критерію маршруті.

На практиці для зменшення обчислювальної роботи обмежуються пошуком не оптимального в математичному сенсі, а раціонального, тобто близького до оптимального, маршруту. Це стосується, перш за все, випадку, коли завдання вибору маршруту формулюється як завдання багатокритерійної оптимізації.

Маршрут може визначатися емпірично адміністратором мережі, який, використовуючи різні міркування, що часто не формалізуються, аналізує топологію мережі і визначає послідовність інтерфейсів, яку повинні пройти дані, щоб досягти одержувача.
Серед спонукальних мотивів вибору того або іншого шляху можуть бути: особливі вимоги до мережі з боку різних типів додатків, рішення передавати трафік через мережу певного постачальника послуг, припущення про пікові навантаження на деякі канали мережі, міркування безпеки.

Проте евристичний підхід до визначення маршрутів мало придатний для великої мережі з складною топологією. В цьому випадку таке завдання вирішується найчастіше автоматично.
Для цього кінцеві вузли і інші пристрої мережі оснаща-ются спеціальними програмними засобами, які організовують взаємний обмін службовими повідомленнями, що дозволяє кожному вузлу скласти своє уявлення про топологію мережі. Потім на основі цього дослідження і математичних алгоритмів визначаються раціональні маршрути.

 

Технологія клієнт – сервер.

Технологія клієнт - сервер широко застосовується при роботі з базами даних в мережі. Технологію клієнт - сервер можна описати наступним алгоритмом:

· клієнт формує і посилає запит до бази даних серверу, вірніше - до програми, яка обробляє запити;

· ця програма проводить маніпуляції з базами даних, що знаходяться на сервері, у відповідності з запитом, формує результат і передає його клієнту;

· клієнт отримує результат, відображає його на дисплеї і чекає подальших дій користувача. Цикл повторюється до того часу, поки користувач не завершить роботу з сервером.

Стандартне програмне забезпечення, що реалізує технологію клієнт – сервер, має хорошу масштабованість, стійкість в роботі, захист від несанкціонованого доступу і потужність при роботі з великими проектами в галузі баз даних.

Рисунок 2. Основні складові технології клієнт-сервер

Рисунок 3. Принцип роботи технології клієнт-сервер

працює технологія клієнт - сервер в загальному випадку під’єднання до глобальної комп’ютерної мережі. Конкретно все залежить від того, де знаходиться клієнт та сервер, і як клієнт під’єднаний до серверу. Користувач на клієнтському комп’ютері в програмі перегляду заповнює запропоновану форму або вибирає подальшу дію. Броузер по натиску однієї з кнопок на формі пересилає дані із заповненої форми або відображає заново отримані в результаті деякої операції. Не важливо, до якої з мереж під’єднаний клієнт. Він навіть може бути віддаленим користувачем і з’єднуватися по модему. Програма приймає дані, перевіряє їх і формує запит до монітора баз даних або отримує від нього результат. Отримавши запит, монітор опрацьовує його і тоді, якщо не сталося помилок обробляє і відправляє потрібні дані програмі. На диску сервера зберігається база даних, що модифікується по запиту клієнта. При такому режимі роботи забезпечується високий рівень безпеки бази даних як від збоїв обладнання і програм, так і від несанкціонованого доступу, висока продуктивність, навантаження на мережу падають, але зростають вимоги до серверу.

 

Білет 20

1. Мережа Token-Ring має топологію кільце, хоча зовні вона більше нагадує зірку. Це пов'язано з тим, що окремі абоненти (комп'ютери) приєднуються до мережі не прямо, а через спеціальні концентратори або багатостанційні пристрої доступу. Фізично мережа утворює зірково-кільцеву топологію. У дійсності ж абоненти поєднуються все-таки в кільце, тобто кожний з них передає інформацію одному сусідньому абонентові, а приймає інформацію від іншого.

Концентратор при цьому дозволяє централізувати завдання конфігурації, відключення несправних абонентів, контроль роботи мережі й т.д.. Ніякої обробки інформації він не робить.

Для кожного абонента в складі концентратора застосовується спеціальний блок підключення до магістралі, що забезпечує автоматичне включення абонента в кільце, якщо він підключений до концентратора й справний.

Кільцева топологія дуже чутлива до обривів кабелю кільця. Для підвищення живучості мережі, в Token-Ring передбачений режим так званого згортання кільця, що дозволяє обійти місце обриву.

Token-Ring є в цей час міжнародним стандартом IEEE 802.5

2. В найзагальнішому вигляді завдання з’єднання кінцевих вузлів через мережу транзитних вузлів називається завданням комутації. Вона може бути представлена у вигляді декількох взаємозв’язаних приватних завдань.

- Визначення інформаційних потоків, для яких потрібно прокладати шляхи.

- Визначення маршрутів для потоків.

- Повідомлення про знайдені маршрути вузлам мережі.

- Просування потоків, тобто розпізнавання потоків і їх локальна комутація на кожному транзитному вузлі.

- Мультиплексування і демультиплексування потоків.

Для розповсюдження по мережі даних про стан зв'язків маршрутизаториобмінюються повідомленнями іншого типу. Ці повідомлення називаються routerlinks advertisement - оголошення про зв'язки маршрутизатора (точніше, простані зв'язків).

 

3. Інформаційним потоком, або потоком даних (data flow, data stream), називають безперервну послідовність байтів (які можуть бути агреговані в крупніші одиниці даних – пакети, кадри, осередки), об’єднаних набором загальних ознак, що виділяють його із загального мережевого трафіку.

Наприклад, всі дані, що поступають від одного комп’ютера, можна визначити як єдиний потік, а можна представити їх як сукупність декількох підпотоків, кожний з яких як додаткова ознака має адресу призначення.

Кожний же з цих підпотоків, у свою чергу, можна розділити на підпотоки даних, що відносяться до різних мережевих додатків – електронної пошти, копіювання файлів, звернення до web-сервера.

Як обов’язкова ознака при комутації виступає адреса призначення даних, тому весь потік тих, що входять в транзитний вузол даних повинен розділятися як мінімум на підпотоки, що мають різні адреси призначення. Тоді кожній парі кінцевих вузлів відповідатиме один потік і один маршрут.

 

Білет №21