Сведения о методах коммутации информационных потоков
Тема 2. Коммутация информационных потоков
Контрольні запитання
1. Що таке власний вектор лінійного перетворення?
2. Що таке власне значення лінійного перетворення?
3. Опишіть алгоритм відшукання власних значень та власних векторів лінійного перетворення?
4. Який лінійний простір називається евклідовим?
5. Що таке скалярний добуток векторів?
6. Що називається скалярним квадратом вектора?
7. Запишіть формулу довжини вектора в евклідовому просторі.
8. Який вектор називається нормованим?
9. Запишіть нерівність Буняковського-Коші.
10. Який базис називається ортогональним? ортонормованим?
11. Запишіть визначник Грама.
12. Який зв’язок між визначником Грама системи векторів та їх лінійною залежністю.
Если топология сети содержит несвязанные узлы, то обмен данными между произвольной парой конечных узлов (абонентов) должен реализовываться через транзитные узлы.
На рис. 2.1 буквами обозначены интерфейсы сетевых связей, а номерами - узлы сети. Узлы 2 и 4 друг с другом не связаны, но могут передавать данные через транзитные узлы 1 и 5. Узел 1 должен выполнить передачу данных из интерфейса А на интерфейс B, а узел 5 - из интерфейса F на B.
Рис. 2.1. Коммутация абонентов через сеть транзитных узлов.
Последовательность транзитных узлов (сетевых интерфейсов) на пути от отправителя к получателю называется маршрутом. В общем случае задача коммутациизаключается в соединении конечных узлов через сеть транзитных узлов.
Транзитный узел должен уметь распознавать потоки данных, которые поступают к нему, чтобы обеспечивать их передачу именно на те из своих интерфейсов, которые ведут к нужному узлу.
Информационным потоком (data flow, data stream) называют последовательность данных, соединенных по общим признакам, которые различают эти данные в общем сетевом трафике. Данные могут иметь вид последовательности байтов, либо быть соединенными в пакеты или кадры.
Понятие потока используется при решении разных сетевых задач и, в зависимости от конкретного случая, определяется соответствующими признаками. В задаче коммутации (передачи данных из одного конечного узла к другому) при определении потоков обязательными признаками потока должны быть адрес отправителя и адрес назначения данных. Тогда каждой паре конечных узлов будет соответствовать один поток и один маршрут.
Существует особенный тип признака - метка потока. Она может иметь глобальное значение, которое уникально будет определять поток в пределах сети. В таком случае метка в неизменном виде закрепляется за потоком на всем протяжении его пути прохождения от узла источника к узлу назначения. В некоторых технологиях используются локальные метки потока, значения которых динамически меняются при передаче данных от одного узла к другому.
Определение потоков заключается в указании для них определенного количества признаков, на основании которых коммутаторы смогут направлять потоки за предназначенными для них маршрутами.
Определение пути состоит в указании последовательности транзитных узлов и их интерфейсов, через которые нужно передавать данные адресату, и является сложным заданием, особенно при множестве путей между парой взаимодействующих сетевых интерфейсов.
Определение маршрута заключается в выборе из всего этого множества одного или нескольких путей. В частном случае множества имеющихся и выбранных путей могут0 совпадать, но чаще всего выбор останавливают на одном оптимальном по некоторым критериям маршруте. Критерием выбора маршрута могут быть номинальная пропускная способность, загруженность каналов связи и другие.
В большой сети со сложной топологией такой выбор делается чаще всего автоматически. Для этого конечные узлы и другие устройства сети оборудуются специальными программными средствами, организующими взаимный обмен служебными сообщениями, которые позволяют каждому узлу составить свое представление о топологии сети. Затем на основе этого исследования и математических алгоритмов определяются оптимальные маршруты.
Из-за того, что топология сети и информационных потоков может меняться (отказ или появление новых промежуточных узлов, изменение адресов или определение новых потоков), гибкое решение задач определения и назначения маршрутов допускает постоянный анализ состояния сети, а также обновление маршрутов и таблиц коммутации, что, в свою очередь, требует использования средств автоматизации.
После сообщения сети о маршрутах, она может начать выполнять свои функции соединения или коммутации абонентов. Устройство, предназначенное для выполнения коммутации, называется коммутатором(switch). Коммутатор должен распознать информационные потоки и направить их в соответствующие выходные порты. Некоторые методы коммутации и соответствующие им устройства получили специальные названия: маршрутизация, таблица маршрутизации, маршрутизатор. Коммутатором может быть как специализированное устройство, так и универсальный компьютер с программным обеспечением коммутации.