Дәріс. Дестелі коммутация негіздері
Мазмұны:
-коммутация принципі;
- дестелі коммутаторлардың жіктелуі.
Мақсаты:
- коммутатор құрылымын оқып-үйрену;
- комутатор түрлерін оқып-үйрену.
АТМ коммутаторы үш түрге бөлінеді:
- коллективті жадылы коммутатор;
- ортақ аймақты коммутатор;
- кеңістікте бөлінген коммутатор.
Коллективті жадылы коммутаторға қойылатын талаптар:
- процессордан түсетін пакетті қандай тізімге қою керек екенін және басқару сигналдарын өңдеу үшін керек. Сондықтан орталық бақылаушы болады. Ол әрбір цикл уақыт ішінде Nкіріс пакетін тізбектей өңдейді және беру үшін N пакетті таңдайды;
- коллективті жадыға көңіл бөлу қажет. Өйткені бір мезгілде барлық кіріс және шығыс трафиктерге қызмет етуде есептеу, жазу жылдамдықтары жоғары болуы қажет.
3.1 Сурет - коллективті жадылы коммутатор
ІС - кіріс бақылаушы
ОС - шығыс бақылаушы
Егер порт саны N болса, ал оның жолдары V болса, онда есептеу жазу жылдамдықтары 2NV болады.
Мысалы, N=32; V=150 Мбит/с; v=9,6 Гбит/с
Сонымен, коллективті жадылы коммутаторға талап етілген жады көлемі ғана емес әртүрлі шығыс тізбектерінде жадылы коллективті әдісі қолданылады.
Коллективті жадылы коммутаторды қолданғанда жады көлемі шағымдалады.
3.2 Сурет - Ортақ аймақты коммутатор
Ортақ аймақты коммутаторда кіріс арнасынан түскен барлық пакеттер жоғарғы жылдамдықпен берілуде синхронды мультиплексор арқылы орындалады (уақыт бойынша бөлінген ортақ шина немесе шеңбер арқылы). Егер ортақ аймақта коммутаторға паралеллельді шина қолданылса, онда оның өткізу жылдамдығы бір кіріс арнаның бөліну жылдамдығына қарағанда N есе болады. Ал әрбір шығыс арна шинаға «бірінші келіп, бірінші болып шығу» принципі бойынша ұйымдастырылады. Олар шығыс буфер мен адрестік сүзгіден тұратын интерфейс арқылы жалғанады. Мұндай интерфейстер шина арқылы берілетін пакеттерді қабылдай алады. Әрбір интерфейстегі адрестік сүзгі виртуалды жол немесе виртуалды арна мәніне байланысты шығыс буферге ұяшықты жазу немесе жазбау керек екенін анықтайды. Сонымен ортақ аймақты коммутатор түсетін барлық пакеттерді мультиплекстейді және кері процесс - демультиплекстейді. Бұл коммутатордың жадылы коммутатордан айырмашылығы «бірінші келіп, бірінші болып шығу» принципі бойынша жадыны толық бөлу арқылы қолданылады. Мұндай коммутаторға NEC фирмасының АТМ коммутаторы жатады.
Кеңістікте бөлінген коммутатор
Бұл коммутатор кірістен шығысқа дейін бірнеше жалғастыруларды ұйымдастырады. Олардың беру жылдамдығы өткізу қабілеттілігі шектелген бір арнаның беру жылдамдығына тең. Оның бір айырмашылығы ішкі блокировканың болуында.
Кеңістікте бөлінген коммутатор үш топқа бөлінеді:
- матрицалық;
- баньяндық (тармақталған);
- жеке жалғастырушы.
Коммутатордың әрбір кірісі тармақталған, яғни демультиплексор қолданылады, ол пакеттерді N түрлі буферге бағыттайды (әрбір шығыс портқа бір буфер), ал әрбір шығыс желі мультиплексорға қосылады. Ол барлық N буферді шығыс желіге жалғайды. Сонымен, кеңістікте бөлінген коммутатор N тармақты N концентраторлы және N2 буферлі болады. Осы бөлінген үш түрдің ішінде көбіне матрицалық кеңістікте бөлінген коммутатор қолданылады.
Бұл коммутаторда N кең жолақты шинаға көптеген кіріс сигналын қосуға мүмкіндік туды. Сонымен қатар, N шығыс шинасымен N2 матрицасының есте сақтау қондырғысы бар матрицалық буферде қолданылады. Бұл коммутотордың өзі бірнеше топқа бөлінеді. Соның бірі накаутты коммутатор.
3.3 Сурет - шиналы құрылымды коммутатор
Накаутты коммутаторда әрбір кіріс арна өзінің пакеттерін кең жолақты шинаға береді. Ал кең жолақты шина шығыс арнадағы шығыс интерфейске жалғанады. Әрбір шығыс интерфейс N адрестік сүзгіден тұрады. Мұндай параллельді қосылған сүзгі бір уақыт интервалында N пакетті қабылдай алады. Яғни, кіріс жолақсыз N*V тең сүзгінің шығысы L концентраторға қосылады. Егер бір және сол шығыс арнасына N пакет қосылса, онда буферге L пакетті ғана жазады, ал қалған пакеттер жойылады. Яғни оны накаутты коммутатор деп атайды.
Накаутты коммутатор шығыс интерфейсі
Шығыс интерфейс негізгі үш бөліктен тұрады: адрестік сүзгі концентратор және бөлінген аймақты буфер. Адрестік сүзгіде әрбір ұяшықтың адресі көрсетіледі, соның ішінде тек концентраторға шығысы бар ұяшық адресі қосылады, ал қалғандары блокировкаланады. Концентратор шығысында тиісті ұяшық бөлінген аймақты буфердің жылжымалы цилиндрі арқылы буферге жалғанады. Буфер толық ұяшықтың бөлінуін қамтамасыз етіп, тек 1L шығысын сол L шығысымен жалғастырады.