Коммутация пакетов

Кроме того, последние версии программы позволяют создавать иерархические структуры, что также положительно сказывается на пропускной способности сети. Так при настройке такой структуры если на сервере не оказалось копии запрошенных данных от запрашивает данные с прокси-сервера более высокого уровня или с прокси-сервера того же уровня и только если на них нет запрашиваемых данных обращается во внешнюю сеть за первоисточником.
В крупных организация прокси-сервер можно установить в каждом удаленном офисе, что так же снизит нагрузку на внешнюю сеть и может оградить внутренние сети от внешнего вторжения.

6.2. Обеспечение высокой пропускной способности в глобальной сети Интернет. Организация виртуальных каналов, принцип работы и основные возможности виртуальных каналов (описание метода)

В п. 4. рассмотрены основные способы передачи данных их достоинства и недостатки. Из вышесказанного можно сделать вывод, что с определенными допущениями для использования в современных сетях могут подойти способ коммутируемых пакетов как наиболее экономичный и практичный с точки зрения экономии пропускной способности сети, а также дейтаграммный способ — как наиболее быстрый способ доставки пакетов от источника до получателя. Оба этих способа имеют свои недостатки:
коммутация пакетов использует строго прописанный канал, при разрыве которого может произойти значительная задержка передачи пакетов и даже разрыв соединения;
дейтаграммный способ передачи данных практически не способен обеспечить последовательность доставки данных до получателя, требуется их предварительное кэширование и сборка.

Попробуем добиться результата, объединив эти способы передачи данных.
Итак. Требования к новому способу передачи данных можно сформулировать следующим образом:
обеспечить максимальную скорость передачи пакетов информации от источника до приемника;
обеспечить высокую пропускную способность сети;
обеспечить последовательность доставки отдельных сообщений;
- исключить возможность потери соединения по причине неполадок на линиях связи или в коммутирующей аппаратуре (обеспечить интеллектуальный выбор маршрута следования сообщений).

Для выполнения вышеописанных задач аппаратура, обеспечивающая передачу данных в сети – коммутаторы должны работать по следующему алгоритму:
При получении запроса от источника на установку связи с приемником информации первый коммутатор должен разослать запросы на все доступные ему соседние коммутаторы. Запрос на организацию связи должен содержать IP адрес источника, код (номер) сеанса связи и уникальный код коммутатора.
Следующий коммутатор должен провести аналогичное действие, добавляя при этом к запросу свой уникальный код. Данное действие повторяется до тех пор пока один из запросов не достигнет приемника.
Получив первый запрос на установку связи приемник, в случае возможности организовать соединение, отсылает источнику подтверждение на установку связи (последующие запросы игнорируются). Подтверждение должно проходить по тому же маршруту, по которому пришел полученный (первый) запрос.
Коды коммутаторов берутся из пакета подтверждения, которые идентичны кодам коммутаторов из пакета на запрос соединения.
Проходя через коммутаторы, пакет связывает их в единый канал между источником и приемником.
После окончания процесса установки связи (получение источником подтверждения на установку связи) источник и приемник готовы к обмену сообщениями.
Далее обмен данными происходит как при коммутации пакетов, обеспечивая максимально быструю доставку пакетов от источника до приемника.
При обрыве связи на любом участке соединения (кроме крайних участков абонент – коммутатор) должен срабатывать алгоритм поиска кратчайшего расстояния обхода сбойного участка по алгоритму, описанному в пунктах 1 – 5, что обеспечит минимальную задержку передачи информации и исключит возможное перепутывание сообщений при передаче.
При обрыве связи на конечных участках – между источником и ближайшим к нему коммутатором и между приемником и ближайшем к нему коммутатором канал связи должен уничтожаться, а оставшийся на линии абонент оповещаться об окончании или аварийном завершении соединения.

Таким образом, имеем систему способную самостоятельно исправлять проблемы коммутации. В результате организации такой системы получим высокостабильное канальное соединение для передачи сообщений. Канал может поддерживаться неограниченное (ограничения могут накладываться программно) время. Канал организуется по кратчайшему пути прохождения сигнала от источника до приемника, обеспечивая минимальное время на передачу информации по сети. Переход системы в режим коммутации сообщений обеспечивает передачу информации без перепутывания пакетов (дейтаграмм). При этом пропускная способность сети практически не уменьшается.
При реализации данного метода необходимо учитывать, что коммутаторы должны создаваться на базе микропроцессорных систем с предустановленной программой реализации вышеописанного алгоритма. Кроме того мощности системы должны обеспечивать практически мгновенную реакцию на какой-либо отказ в сети, а также обеспечивать промежуточное хранение передаваемых сообщений от источника и технических сообщений, обеспечивающих установку и восстановление канала связи.
Применение современных и инновационных технологий в организации линий связи способны значительно увеличить пропускную способность сети и скорость доставки пакетов от источника до получателя.
При достаточно продуманно грамотном создании ПО, данная система может оказаться полностью автоматизированной и вмешательства человека не потребует.

7. Реализация проекта и создание руководства по его использованию.

7.1. Реализация проекта.

Реализация данных проектов не требует огромных финансовых затрат связанных с переоснащением локальных и глобальных сетей новым оборудованием и прокладкой новых линий связи.
Современный маршрутизатор, обладающий достаточной памятью для запоминания карты внутрикорпоративного соединения, стоит сегодня относительно недорого, а внедренное в него программное обеспечение максимально упрощает его настройку под конкретные нужды. В связи с эти, реорганизация корпоративной сети может потребовать минимальных финансовых и временных затрат. Дополнительное программное обеспечение (программа Squid распространяется бесплатно, программа оснащена достаточно полным описанием как в электронном виде так и на бумажных носителях) не требует больших финансовых затрат. Установка и настройка программ может занять от одного дня, в зависимости от размера внутрикорпоративной сети, а возможность шаблонной установки настроек еще больше упрощает процесс настройки программ внутри сети.
Что касается глобальной сети. Здесь необходим системный подход. При наличии подходящего программного обеспечения (требует дополнительного времени на разработку) в масштабах одной страны проект может быть реализован достаточно быстро – за несколько лет. Это связано с проведением исследования маршрутов следования информации, установкой ПО на отдельных коммутационных узлах, возможно, прокладкой новых линий связи и соответствующей настройкой и тестированием ПО.
Дополнительное время может занять модернизация существующих линий связи и переоборудование коммутационных центров новыми коммутирующими устройствами (более производительными компьютерами), что может повысить скорость передачи информации.

7.2. Руководство по настройке и устранению неполадок при использовании рассмотренных методов

В локальной сети, благодаря применению маршрутизаторов и прокси-серверов работа обслуживающего персонала сводится к анализу трафика сети и дополнительной настройке аппаратуры (правка настроек прокси-сервера, и таблиц маршрутизации). Итогом работы персонала может стать нахождение «золотой середины», при которой будет обеспечена молниеносная доставка данных при сохранении высокой пропускной способности корпоративной сети и обеспечение конфиденциальности информации.

Работа технического персонала коммутационных центров и провайдеров сети Интернет в рассмотренной выше системе сводится к поиску неисправностей в коммутационной аппаратуре и их устранению. Поиск может осуществляться либо инициализацией какого-либо тестового алгоритма, проверяющего работу коммутационного узла и связанных с ним линий передачи данных, либо путем анализа служебных пакетов, содержащих коды коммутаторов включающихся в виртуальный канал, либо анализом донесений отдельных коммутаторов (маршрутизаторов). Наиболее простой способ поиска неисправности, который будет обеспечивать минимальное время устранения неисправности, будет способ когда сопряженные со сбойным коммутатором узлы будут сигнализировать о неисправности. В этом случае обслуживающий персонал сможет максимально быстро получить информацию о месте аварии и, возможно, о причинах аварийной ситуации. Останется только устранить неисправность и включить новое устройство в работу. Благодаря действующим стандартам на конструирование аппаратуры и организацию соединений между отдельными узлами, особой квалификации от персонала не требуется. Замену аппаратуры и ввод ее в эксплуатацию сможет произвести рабочий, знакомый лишь с основами построения сетей и коммутирующей аппаратуры.

Рассмотренные методы организации передачи данных являются наименее затратными с финансовой точки зрения и требуют минимальной переподготовки обслуживающего персонала.
8. Заключение. Теоретические результаты.

В данной работе рассмотрены современные способы передачи информации по существующим сетям. Оценены их положительные и отрицательные стороны. Также, сформулированы основные требования к новому способу передачи информации. Описан метод передачи данных, при котором коммутационная аппаратура выполняет все действия по поиску оптимального пути доставки информации и исправлению ошибок коммутации в автоматическом режиме, не требуя вмешательства специалистов.
В работе, так же рассмотрены аспекты, связанные с организацией максимальной пропускной способности локальной вычислительной сети предприятия и даны рекомендации по снижению нагрузки на нее со стороны внутренних пользователей и защиты от внешнего вторжения.
На основе сравнения уже используемых методов передачи данных и поиска наиболее оптимального варианта, описан алгоритм работы коммутаторов для обеспечения работы сети на основе модернизированного способа виртуальных каналов и даны рекомендации действиям обслуживающего персонала в аварийных ситуациях.
Теоретически применение данных способов уже сегодня должно обеспечить стабильное развитие такого направления как Интернет-телевидение, потребности современного рынка передачи данных и стабильное развитие других технологий на ближайшую перспективу.
Источники

http://www.raisecom.ru/articles/3283/ - Дилер – официальный дилер компании Raisecom в России. г. Санкт Петербург.
http://www.msclub.ce.cctpu.edu.ru/GLOSSARY/Computer/item0053.htm - Micro Systems Club computer engineering department. г. Томск.
http://ru.wikipedia.org/wiki/Squid – Википедия – свободная энциклопедия.
Linux глазами хакера, М. Фенов: Питер – 2007г.












2