Comutare rapidă a pachetelor

Fast Packet Switching (FPS ) ( ing.  FPS - Fast Packet Switching ) - comutare simplificată de pachete peste conexiuni virtuale atunci când se utilizează căi de transmisie digitală cu un nivel scăzut de erori binare, mai mic decât cel al canalelor telefonice analogice „zgomotoase” cu parametri de 1 bit eroare la 1000 -100000 de biți transmiși [1] [2] . FCU stă la baza unui număr de sisteme digitale moderne de pachete în bandă largă.

Simplificarile sunt urmatoarele:

• pentru schimbul de date pachetizate nu în timp real , necesitând livrarea fără erori a informațiilor trimise, funcțiile de detectare și corectare a erorilor binare datorate retransmisiei ( ARQ  - Automatic Repeat reQuest ) sunt scoase din rețea către punctele finale ale recepție și transmisie [3] ;
• pentru serviciile interactive, cum ar fi vocea și video, care au o anumită redundanță, pachetele de eroare nu sunt retransmise la niciun strat EMOS , ci sunt pur și simplu aruncate [4] . De asemenea, este posibil să aruncați pachete fără erori, dar cu o întârziere excesivă în urmărire prin rețeaua de comunicații [4] [5] .

Ca urmare a acestor simplificări, promovarea pachetelor prin intermediul rețelei a devenit posibil de implementat în hardware, folosind circuite binare. Acest lucru face posibilă obținerea unor viteze mari de transmisie și comutare într-o rețea cu un FCU. Stabilirea conexiunilor virtuale în sine se realizează în mod obișnuit, adică folosind resursa procesorului.

Istorie

• În 1979, P. Kermani și L. Kleinrock au publicat o lucrare [6] în care au propus și, prin modelare matematică, au investigat o nouă metodă de comutare de pachete ( Virtual Cut-Through ) la acel moment ,  în care pachetul era transmis mai departe . rețeaua imediat după ce a primit-o.antet. Astfel, cu o sarcină mică de rețea, această metodă a abordat comutarea circuitului în ceea ce privește întârzierea transmisiei , iar cu o sarcină mare a rețelei, s-a apropiat de comutarea de pachete obișnuită, deoarece atunci când canalul de ieșire era ocupat, pachetul trebuia să fie primit complet și pus în coadă. tamponul. Tehnica de comutare propusă prevedea recuperarea pachetelor cu erori identificate datorate retransmisiei. Trebuia inițiat de un nod de rețea (de exemplu, unul terminal la recepție) cu funcțiile corespunzătoare și care nu funcționează în modul Cut-Through , adică trebuia să primească pachetele întregi.

• Una dintre primele dezvoltări în domeniul BKP a fost sistemul lui Jonathan Turner [7] , protejat de o serie de brevete americane . Din 1977-1983, Turner a lucrat la Bell Laboratories , Illinois, iar între 1981-1983 a fost principalul dezvoltator al unui sistem FSL cu lungime variabilă pentru transmisia comună de voce și date [4] . În acest sistem, principalul mod de operare s-a concentrat pe transmiterea pachetelor prin legături virtuale. Lungimea maximă a pachetului ar putea fi de 144 de octeți (144x8=1152 biți). Dacă a fost necesar, a fost oferit și suport pentru modul de operare datagramă . Switch-urile trebuiau să fie conectate la sistemele de transmisie T1 (1.544 Mbps). Sistemul BKP a fost dezvoltat în detaliu: de exemplu, un câmp de comutare cu mai multe niveluri cu auto-rutare binar (KP, engleză  SF - Switch Fabric ) avea 10 niveluri, 1024 porturi și consta din aproximativ 1.300 VLSI . Prin CP, pachetele au fost transmise cu o viteză de 12 Mbit/s, adică de 8 ori mai rapid decât prin sistemele externe T1. Astfel, conform calculelor lui Turner, atunci când sistemele T1 sunt încărcate cu 85%, sarcina CP este mai mică de 11%, iar când se utilizează al doilea plan paralel al CP, aceasta este mai mică de 6%. Contabilitatea întârzierii în transmiterea pachetelor de vorbire a fost efectuată utilizând un marcaj de timp ( în engleză.  Time Stamp ) conținut în fiecare pachet [5] . În acest caz, dacă întârzierea a depășit valoarea admisă, atunci pachetul, chiar și fără erori binare, a fost aruncat.

• Câmp de comutare al sistemului J. Turner
• CE pentru comutare Câmpurile Turner

• În a doua jumătate a anilor 1980, firmele de telecomunicații din mai multe țări ale lumii, pe lângă Statele Unite, au luat parte la dezvoltare - franceză, japoneză etc., în timp ce accentul s-a mutat către sisteme cu o constantă (fixă). ) lungimea pachetului.

Aplicații

Următoarele sisteme practice sunt construite pe principiile BKP:

• Transfer asincron de date ( ing.  ATM - Asynchronous Transfer Mode ), cu pachete (celule) de lungime constantă. În 1991, Forumul ATM [8] a fost creat pentru a dezvolta și dezvolta tehnologia ATM ;
• Frame Relay ( ing.  FR - Frame Relay ), cu pachete (cadre) de lungime variabilă. Forumul Frame Broadcast corespunzător a fost organizat și în 1991 [8] ;
• Fragmentarea în pachete cu „etichete” în rețelele de internet ( MPLS - MultiProtocol Label Switching ) .  Forumul MPLS a fost înființat în 2000 [8] .

În 2009, aceste forumuri au fost fuzionate într-un singur forum de bandă largă [ 8 ] . 

Note

1. ↑ Yu. Black, Rețele de calculatoare: protocoale, standarde, interfețe, 1990 , p. 52.
2. ↑ Recomandarea X.25 a Uniunii Internaționale de Telecomunicații este utilizată pentru a transmite pachete prin astfel de canale.
3. ↑ A. Pattavina, „Switching Theory: Architecture and Performance in Broadband ATM Networks”, 1998 , p. 13.
4. ↑ 1 2 3 J. S. Turner, „Design of an Integrated Services Packet Network”, JSAC-4, nr.8, 1986 , p. 1379-1380.
5. ↑ 1 2 W. A. ​​​​Montgomery, Techniques for Packet Voice Synchronization, JSAC-1, nr.6, 1983 , p. 1022-1028.
6. ↑ P. Kermani și L. Kleinrock, „Virtual Cut-Through”, Computer Networks, 1979 .
7. ↑ Yu. Black, Rețele de calculatoare: protocoale, standarde, interfețe, 1990 , p. 331-332.
8. ↑ 1 2 3 4 Broadband Forum, History Arhivat 23 februarie 2016 la Wayback Machine

Link -uri

• Standard federal 1037C, Telecomunicații: Glosar de termeni de telecomunicații: comutare rapidă de pachete, Data publicării: 7 august 1996
• Techopedia Inc, Comutarea rapidă a pachetelor
• WhatIs.com: tehnologie rapidă de pachete
• https://www.kazedu.kz/referat/133098/4
• Forumul de bandă largă

Vezi și

• Articol în limba engleză despre Jonathan Turner

Literatură

• Parviz Kermani și Leonard Kleinrock. Virtual Cut-Through: A New Computer Communication Switching Technique  (engleză)  // Computer Networks: Journal. - North-Holland Publishing Company, 1979. - Vol. 3 . - P. 267-286 . - ISSN 1389-1286 .
• Warren A. Montgomery. Techniques for Packet Voice Synchronization  (English)  // Jurnalul IEEE privind domeniile selectate în comunicații : jurnal. - IEEE Communications Society, 1983. - Vol. SAC-1 , nr. 6 (decembrie) . - P. 1022-1028 . — ISSN 0733-8716 .
• JS Turner. Design of an Integrated Services Packet Network  (engleză)  // IEEE Journal on Selected Areas in Communications : jurnal. - IEEE Communications Society, 1986. - Vol. SAC-4 , nr. 8 (noiembrie) . - P. 1373-1380 . — ISSN 0733-8716 .
• JS Turner , brevetul SUA 4.484.326, „Monitorizarea încărcării pachetelor de către controlerele trunchiului”, nov. 20, 1984.
• JS Turner , brevetul SUA 4.486.877, „Testarea rețelei și a instalațiilor de comutare de pachete în buclă”, Dec. 4, 1984.
• JS Turner , brevetul SUA 4.488.288, „Dispoziție de memorie de informații de la capăt la capăt într-un controler de linie”, Dec. 11, 1984.
• JS Turner , brevetul SUA 4.488.289, „Facilitate de interfață pentru un sistem de comutare de pachete”, Dec. 11, 1984.
• JS Turner , brevetul SUA 4.490.817, „Măsurări ale ratei de eroare de pachete de către controlere distribuite”, Dec. 25, 1984.
• JS Turner , brevetul SUA 4.491.945, „Comutare rapidă de pachete”, ian. 1, 1985.
• JS Turner , brevetul SUA 4.494.230, „Sistem de comutare rapidă a pachetelor”, ian. 15, 1985.
• Y. Negru. Rețele de calculatoare: protocoale, standarde, interfețe = Uyless Black, REȚELE DE CALCULATE: protocoale, standarde și interfețe / per. din engleza. ed. Ph.D. V.V. Vasilkova. - M . : „Mir”, 1990. - 506 p. — 25.000 de exemplare.  - ISBN 5-03-001367-9 (rusă); 0-13-166091-8 (engleză).
• Achille Pattavina. Teoria comutației: arhitectură și performanță în rețelele de bancomate în bandă largă. - John Wiley & Sons Ltd, 1998. - ISBN 0-471-96338-0 (Hardback); 0-470-84191-5 (Electronic).