Как и для локальных сетей с коммутацией пакетов, для глобальных применимы изученные ранее методы коммутации, методы управления потоком, методы надёжной доставки пакетов и т.д.
Основные отличия состоят в том, что принципы маршрутизации основаны на организации виртуальных каналов и протоколов TCP/IP. Требования, предъявляемые к глобальной сети, делают их отличными от локальных IP – сетей.
Пример архитектуры глобальной компьютерной сети с коммутацией пакетов приведен на рис. 1, где:
S – switch – коммутатор,
K – компьютер,
R – router – маршрутизатор,
MUX – мультиплексор,
UNI – интерфейс user – network,
NNI – интерфейс network – network,
n – аппаратура передачи данных.
Рисунок 1. Архитектура глобальной компьютерной сети
с коммутацией пакетов
Базовые технологии ГКС с коммутацией пакетов: X.25, Frame Relay, ATM, IP-сети. При этом IP-сети занимают особое место, т.к. они играют роль технологии объединения сетей любого типа.
Х.25 – самая старая технология.Хорошо работает на ненадёжных линиях благодаря протоколу с установленным соединением и коррекцией ошибок на 2-х уровнях – канальном и сетевом. Изначально Х.25 – «стандарт интерфейса между конечным оборудованием данных и аппаратурой передачи данных, работ в пакетном режиме в сетях передача данных общего пользования». Таким образом, стандарт определён только пользовательским интерфейсом.
Стек протоколов – трехуровневый (включает физический, канальный, сетевой уровни). Поддерживается групповое подключение к сети простых алфавитно-цифровых (не графических) терминалов. Адресация – может быть практически любая. Длина поля адреса – до 16 байт. В основном используют адрес стандарта Х.121 (10 десятичных цифр, из них четыре – код идентификации сети: код страны – 3, номер сети – 1).
На надёжных линиях связи – технология Х.25 избыточна и неэффективна.
Frame relay. Сравнительно новые сети. Больше подходят для передачи пульсирующего трафика, по сравнению с Х.25. Их основные преимущества: низкая протокольная избыточность и дейтаграммный режим работы. Отсюда следует высокая пропускная способность и малые задержки. При этом надёжная доставка не обеспечивается.
Специально разрабатывались для общественных сетей, соединяющих в себе локальные сети.
Скорость – до 2 Мбит/с.
Гарантируется поддержка средней скорости передачи данных по виртуальному каналу при допустимых пульсациях трафика.
Стек протоколов двухуровневый (физический и канальный уровни). Отсюда и название – дословно передача фрейма (кадра). Пакеты локальной сети сразу оформляются в кадры, а не в сетевые пакеты.
Frame Relay - это одна из самых простых технологий, иона создавалась специально для пульсирующего трафика. Предварительно рассчитывается пропускная возможность каждого коммутатора, отбрасываются кадры, которые посылаются слишком интенсивно – поэтому гарантируется поддержка заказанных параметров
Технология АТМ. АТМ (асинхронный режим передачи) – единый универсальный транспорт для сетей нового поколения с интеграцией услуг, т.е. широкополосных сетей ISDN.
Технология должна обеспечивать однородность сети, для этого передача трафика, чувствительного к задержкам (мультимедиа) должна быть обеспечена в соответствии с его потребностями. Для этого существует иерархия скоростей (от нескольких Гбит/с до 10 Мбит/с) с гарантированной пропускной способностью и общие транспортные протоколы для локальных и глобальных сетей. Также этому способствуют сохранение инфраструктуры физических каналов и протоколов и взаимодействие с унаследованными протоколами локальных и глобальных сетей.
Технология АТМ совмещает в себе преимущества коммутации каналов и коммутации пакетов.
Предусмотрены классы трафика: А – голосовой или видео; В – сжатые голос или видео; С – трафик компьютерных сетей с протоколами по установлению соединений(Х.25, ТСР, frame relay), D – трафик сетей с протоколами без установления соединений (IP, Ethernet, DNS), X – трафик, параметры которого выбираются пользователем.
Стек протоколов трехуровневый: уровень адаптации АТМ, уровень АТМ, физический уровень. Технология АТМ сама не определяет стандарты для физического уровня, а пользуется существующими.
Технология АТМ – дальнейшее развитие идей резервирования пропускной способности (frame relay).
IP – сети. Изначально проектировались как экономичные дейтаграммные сети. Бывают двух видов:
- чистые IP (рассматривались ранее),
- IP поверх АТМ или Frame Relay (они ещё называются оверлейными).
В этой разновидности подсети объединяются не физическими, а виртуальными каналами АТМ или Frame Relay. Это позволяет более рационально загрузить сеть и воспользоваться системой служб АТМ, что и является их основным преимуществом.