13. Коммутация пакетов и коммутация каналов. Сравнительная характеристика, области и технологии применения.

Хронологически первыми появились глобальные сети (Wide Area Networks, WAN), то есть сети, объединяющие территориально рассредоточенные компьютеры, возможно находящиеся в различных городах и странах. Именно при построении глобальных сетей были впервые предложены и отработаны многие основные идеи и концепции современных вычислительных сетей. Такие, напри­мер, как многоуровневое построение коммуникационных протоколов, техноло­гия коммутации пакетов, маршрутизация пакетов в составных сетях.

Принцип коммутации пакетами предполагает использование одного канала для передачи разнородных объектов данных (голос, видео, сообщения, почта) в виде пакетов, которые позволяют минимизировать затраты сети путем упаковки, или исключения «пустой» информации передаваемого объекта.

Принцип коммутации каналами раньше был основным способом коммутации, в телефонных сетях и предполагал монопольное резервирование канала передачи сигнала. Все стандартные технологии локальных сетей опираются на тот же принцип ком­мутации, который был с успехом опробован и доказал свои преимущества при передаче трафика данных в глобальных компьютерных сетях — принцип комму­тации пакетов.

Сегодня пакетные методы коммутации постепенно теснят традиционные для те­лефонных сетей методы коммутации каналов даже при передаче голоса. У этой тенденции есть достаточно очевидная причина — на основе метода коммутации пакетов можно более эффективно использовать пропускную способность кана­лов связи и коммутационного оборудования. Например, паузы в телефонном разговоре могут составлять до 40 % общего времени соединения, однако только пакетная коммутация позволяет «вырезать» паузы и использовать высвободив­шуюся пропускную способность канала для передачи трафика других абонентов. Другой веской причиной перехода к коммутации пакетов является популяр­ность сети Интернет, построенной на основе данной технологии.

Использование коммутации пакетов для одновременной передачи через пакет­ные сети разнородного трафика — голоса, видео и текста — сделало актуальным разработку новых методов обеспечения требуемого качества обслуживания (Quality of Service, QoS). Методы QoS призваны минимизировать уровень задер­жек для чувствительного к ним трафика, например, голосового, и одновременно гарантировать среднюю скорость и динамичную передачу пульсаций для трафи­ка данных. Поставленная задача осложняется тем, что изначально метод комму­тации пакетов был рассчитан на слабо чувствительный к задержкам трафик, которому не очень мешали случайные задержки, возникающие при временном размещении пакетов в буфере промежуточного устройства сети. Тем не менее, методы поддержки QoS в пакетных сетях вообще и сетях IP в частности уже существуют, причем они сохраняют сравнительно невысокую стоимость инфра­структуры сетевых: магистралей. Это очень важно, так как по данному показа­телю компьютерные сети всегда были предпочтительней телефонных, и сохранение этого соотношения является еще одной причиной построения мультисервисной сети нового поколения на основе пакетных сетей.

Однако неверно было бы говорить, что методы коммутации каналов морально устарели, и у них нет будущего. На новом витке спирали развития они находят свое применение, но только в других формах. Так, их используют сверхскорост­ные магистрали DWDM, где коммутация происходит на уровне спектральных каналов. В сетях IP сегодня начали активно применять технологию виртуальных каналов (в форме многопротокольной коммутации меток MPLS) — технологию, которая сочетает пакетную коммутацию с устойчивостью путей следования тра­фика сетей с коммутацией каналов.