Эндрю Уэзеролл - Компьютерные сети. 5-е издание

Рис. 5.3.Маршрутизация в сети виртуального канала

Теперь рассмотрим, что будет, если хост Н3 захочет установить соединение с Н2. Он выбирает идентификатор соединения 1 (у него просто нет выбора, поскольку это на данный момент единственное существующее соединение) и просит сеть установить виртуальный канал. Таким образом, в таблице появляется вторая запись. Обратите внимание на то, что здесь возникает, на самом деле, конфликт, потому что если А еще может отличить пакеты соединения 1, пришедшие с Н1, от пакетов соединения 1, пришедших с Н3, то С такой возможности не имеет. По этой причине А присваивает новый идентификатор соединения исходящему трафику и тем самым создает второе соединение. Предотвращение конфликтов подобного рода является причиной того, почему маршрутизаторам нужна возможность изменения идентификаторов соединения в исходящих пакетах. Иногда этот процесс называется коммутацией меток( label switching). Одним из примеров сетевого сервиса, ориентированного на соединение, является MPLS( MultiProtocol Label Switching, «мультипротокольная коммутация по меткам»). Он используется в сетях интернет-провайдеров; при этом IP-пакеты получают MPLS-заголовок, содержащий 20-битный идентификатор соединения или метку. Если интернет-провайдер устанавливает длительное соединение для передачи крупных объемов данных, MPLS часто остается невидимым для клиентов. Однако сейчас он становится все более необходимым в случаях, когда на первый план выходит качество предоставляемого сервиса, а также для решения других задач, связанных с обменом данными. К обсуждению MPLS мы еще вернемся далее в этой главе.

5.1.5. Сравнение сетей виртуальных каналов и дейтаграммных сетей

Как виртуальные каналы, так и дейтаграммы имеют своих сторонников и противников. Попробуем обобщить аргументы обеих сторон. Основные аспекты сведены в табл. 5.1, хотя наверняка можно найти контраргументы для каждого пункта таблицы.

Таблица 5.1.Сравнение виртуальных каналов и дейтаграмм

Проблема

Дейтаграммы

Виртуальные каналы

Установка канала

Не требуется

Требуется

Адресация

Каждый пакет содержит полный адрес отправителя и получателя

Каждый пакет содержит короткий номер виртуального канала

Информация о состоянии

Маршрутизаторы не содержат информации о состоянии

Каждый виртуальный канал требует места в таблице маршрутизатора

Маршрутизация

Маршрут каждого пакета выбирается независимо

Маршрут выбирается при установке виртуального канала. Каждый пакет следует по этому маршруту

Эффект от выхода из строя маршрутизатора

Никакого, кроме потерянных пакетов

Все виртуальные каналы, проходившие через отказавший маршрутизатор, прекращают существование

Обеспечение качества обслуживания

Трудно реализовать

Легко реализуется при наличии достаточного количества ресурсов для каждого виртуального канала

Борьба с перегрузкой

Трудно реализовать

Легко реализуется при наличии достаточного количества ресурсов для каждого виртуального канала

Оба подхода к созданию сетей в ряде вопросов находят некие компромиссы. Во-первых, существует компромисс между временем установки соединения и временем обработки адреса. Виртуальный канал требует определенных затрат времени на его установку, однако в результате это существенно упрощает обработку пакетов данных: чтобы понять, куда должен быть отправлен пакет, маршрутизатору требуется всего лишь обратиться к таблице, зная номер канала. Дейтаграммная сеть не требует установки, однако определение адреса назначения осуществляется с помощью более сложной процедуры поиска.

Другая проблема, связанная с этим, состоит в следующем: адреса назначения в дейтаграммных сетях гораздо длиннее, чем номера каналов в сетях виртуальных каналов, поскольку они обладают глобальным значением. При сравнительно небольшом размере пакетов включение полного адреса назначения в каждый пакет может привести к существенным издержкам и фактически к снижению пропускной способности.

Еще одна проблема — количество памяти, которое маршрутизатор должен выделить для хранения таблиц. В дейтаграммной сети должно быть предусмотрено место для любого возможного адреса назначения, тогда как в сети виртуальных каналов — только для каждого канала. Однако такое преимущество на деле оказывается обманчивым, поскольку пакеты, требующиеся для установки соединения, используют адреса назначения так же, как и дейтаграммы.