Gecikme bant genişliğinden daha önemlidir. IP ve Frame Relay Networks Üzerinden Ses ve Veri Gecikme Analizi

Şekil 2'ye dayanarak, paket anahtarlamalı ağlardaki veri aktarım gecikmelerini devre anahtarlamalı ağlardaki gecikmelerle karşılaştıralım. 3.13. Her iki ağ türünde de iletilecek test mesajı 200.000 bayt olsun. Gönderici, alıcıdan 5000 km uzaklıkta bulunur. İletişim hatlarının verimi 2 Mbps'dir. Devre anahtarlamalı bir ağ üzerinden veri iletim süresi, 5000 km'lik bir mesafe için yaklaşık 25 ms olarak tahmin edilebilen sinyal yayılma süresi ile 2 Mbps bant genişliğine sahip kanal başına mesaj iletim süresinin toplamıdır. ve 200.000 baytlık bir mesaj boyutu yaklaşık 800 ms'dir, yani aboneye toplam veri aktarımı 825 ms sürer. tahmin edelim Ekstra zaman, bu mesajı paket anahtarlamalı ağ üzerinden göndermek için gereklidir. Göndericiden alıcıya giden yolun 10 anahtardan geçtiğini varsayacağız. Ayrıca ağın az yüklenmiş bir modda çalıştığını ve anahtarlarda kuyruk olmadığını varsayalım. Orijinal mesaj, toplam 200 paket için 1000 baytlık paketlere bölünür.

Gönderilen paketler arasındaki aralığı 1 ms olarak alırsak, mesaj iletim süresi 200 ms daha artacaktır. Paket başlıklarını aktarma ihtiyacı nedeniyle mesajın kanala iletim süresi de artacaktır. Paket başlıklarına yerleştirilen hizmet bilgilerinin toplam mesaj hacmine göre payının %10 olduğunu varsayalım. Bu nedenle, paket başlıklarının iletimiyle ilişkili ek gecikme, orijinal mesajın iletim süresinin %10'u, yani 80 ms'dir. Paket arabelleğe alma gecikmesi, paketler her anahtardan geçerken oluşur.

1000 baytlık bir paket boyutu, 100 baytlık bir başlık ve 2 Mbps'lik bir hat verimi ile bu gecikme, tek bir anahtarda 4,4 ms'dir. Ayrıca 2 ms'lik bir anahtarlama gecikmesi. 10 anahtardan geçmenin bir sonucu olarak, paket arabelleğe alma ve anahtarlama için harcanan toplam 64 ms gecikme ile ulaşacaktır. Sonuç olarak, paket anahtarlamalı ağ tarafından oluşturulan ek gecikme 344 ms'dir.

Devre anahtarlamalı bir ağ üzerinden tüm veri aktarımının 825 ms sürdüğü düşünüldüğünde, bu ek gecikmenin önemli olduğu düşünülebilir. Yukarıdaki hesaplama çok yaklaşık olmasına rağmen, bireysel bir abone için paket anahtarlamalı bir ağ üzerinden veri iletme işleminin devre anahtarlamalı bir ağdan daha yavaş olmasının nedenlerini daha açık hale getirir.

Yukarıdaki örnekten ne çıkar? Devre anahtarlamalı bir ağ, paket anahtarlamalı bir ağdan daha verimli olarak kabul edilebilir mi? Bu soruyu cevaplamaya çalışalım.

Ağı bir bütün olarak ele alırken, ağın etkinliği için bir kriter olarak bireysel bir kullanıcının trafik aktarım hızını değil, daha bütünleyici bir kriteri, örneğin ağ tarafından iletilen toplam veri miktarını kullanmak mantıklıdır. birim zaman başına. Bu durumda, paket anahtarlamalı ağların verimliliği, devre anahtarlamalı ağlara (eşit iletişim kanalları bant genişliğine sahip) kıyasla daha yüksektir. Böyle bir sonuç 1960'larda kuyruk teorisi yardımıyla hem deneysel hem de analitik olarak kanıtlanmıştır.

Devre anahtarlama ve paket - herhangi bir ağ teknolojisinde genelleştirilmiş veri anahtarlama sorununu çözme yöntemleri.Genelleştirilmiş anahtarlama görevlerinin karmaşık teknik çözümleri bir bütün olarak veri iletim ağlarının belirli sorunlarından oluşur.

Veri ağlarının özel sorunları şunları içerir:

• akışları ve uygun rotaları tanımlayın;
• sabitleme yolu yapılandırma parametreleri ve ağ cihazlarının tabloları;
• bir cihaz arayüzü arasında tanıma akışları ve veri aktarımı;
• çoğullama / çoğullama akışları;
• ayırma ortamı

Genelleştirilmiş abone anahtarlama ağları sorununun çözümüne yönelik birçok olası yaklaşım arasında, kanal anahtarlama ve paket anahtarlamayı içeren iki temel tahsis edilir. Bu nedenle, her bir anahtarlama tekniğinin geleneksel uygulamaları vardır, örneğin, telefon ağları devre anahtarlamalı teknoloji kullanılarak inşa edilmeye ve inşa edilmeye devam edilir, bilgisayar ağları ve büyük çoğunluğu paket anahtarlama tekniğine dayanır.

Bu nedenle, devre anahtarlamalı ağlarda bilgi akışı olarak, bir çift abone arasında veri alışverişi yapılır. Buna göre, küresel akış özelliği, abonelerin birbirleriyle iletişim kuran bir çift adres (telefon numarası) olmasıdır. Devre anahtarlamalı ağların bir özelliği, temel kanal kavramıdır.

temel kanal

Elemental kanal (veya kanal)- belirli bir ağ çıkış değeri türü içinde sabitlenmiş, devre anahtarlamalı ağın temel teknik özelliğidir. Devre anahtarlamalı ağdaki her bağlantı, bu ağ türü için benimsenen çok kanallı bir elemanter kapasitesine sahiptir.

Geleneksel telefon sistemlerinde, temel kanal hızının değeri, yüksek kaliteli dijital ses için yeterli olan 64 kbit / s'ye eşittir.

Yüksek kaliteli ses için ses titreşimlerinin frekansını kullanır genlik nicemleme 8000 Hz (örnekleme süresi 125 ms aralıklarla). Genliğin bir ölçüsünü temsil etmek için en sık kullanılan 8 bitlik kod, 256 ton derecelendirme (örnekleme değerlerine göre) yapar.

Bu durumda, bir ses kanalının iletimi için 64 kbit / s bant genişliğine ihtiyaç vardır:

8000 x 8 = 64000 bit/sn veya 64 kbit/sn.

Böyle bir ses kanalına temel kanal dijital telefon ağları denir. Devre anahtarlamalı ağın bir özelliği, her bağlantının bant genişliğinin, bir tamsayı temel kanal sayısına eşit olması gerektiğidir.

bileşik kanal

Temel kanalların değiştirilmesi (bağlantısı) ile oluşturulan iletişim, bir bileşik kanal.

bileşik kanal

Bileşik kanalın özellikleri:

• uzunluğu boyunca bileşik kanal, aynı sayıda temel kanaldan oluşur;
• bileşik kanal, uzunluğu boyunca sabit ve sabit bir bant genişliğine sahiptir;
• kompozit kanal, iki abonenin oturum süresi boyunca geçici olarak oluşturulur;
• oturumda, kompozit kanala dahil olan tüm temel kanallar, kompozit kanalın oluşturulduğu abonelerin münhasır kullanımına girer;
• iletişim oturumu sırasında aboneler, kompozitin kanal kapasitesini aşmayan ağ veri hızı gönderebilir;
• bir kompozit kanalda alınan veriler, aranan aboneye gecikmesiz, kayıpsız ve aynı oranda (kaynak hızı) iletilmesi garanti edilir, o anda diğer ağ bağlantısında olup olmadığına bakılmaksızın;
• oturumun bitiminden sonra, ilgili bileşik kanala dahil edilen temel kanallar ücretsiz olarak ilan edilir ve diğer kullanıcılar tarafından kullanılmak üzere tahsis edilen kaynak havuzuna döndürülür.

Bağlantı reddedildi

Bağlantı reddedildi

Bağlantı istekleri her zaman başarılı olmaz.

Arayan ve aranan aboneler arasındaki yol boş kanal değilse veya aranan temel düğüm meşgulse, bağlantı kurulumunda arıza oluşur.

Devre anahtarlamanın avantajı

Devre anahtarlama teknolojisi, ağdaki tesadüfi olayları en aza indirmeyi amaçlar, yani bir teknoloji. Herhangi bir olası belirsizliği önlemek için, bilgi alışverişi üzerindeki çalışmaların çoğu, veri aktarımına başlamadan önce bile önceden yapılır. İlk olarak, belirli bir adres için, göndericiden alıcıya kadar gerekli temel kanalların mevcudiyeti. Ancak patlama durumunda, zaman kanalının %80'i boşta olabileceğinden bu yaklaşım verimsizdir.

Paket değiştirme

Paket anahtarlamalı veri gönderimi olan ağların en önemli prensibi, paket adı verilen veri parçalarının yapısal olarak birbirinden ayrılmış şekilde ağ üzerinden iletilmesidir. Her paketin, hedef adresi ve diğer destekleyici bilgileri (veri alanının uzunluğu, bir sağlama toplamı ve diğerleri.) içeren bir başlığı vardır. Paketin alıcısına teslimi için kullanılır.

Her pakette bir adres bulunması, paket anahtarlama teknolojisinin en önemli özelliklerinden biridir, çünkü her paket ağ trafiğini oluşturan diğer anahtar paketlerinden bağımsız olarak işlenebilir. Paketin başlığına ek olarak paketin sonuna ek bir alan ve sözde treyler eklenebilir. Römorkta genellikle, bilgilerin ağ üzerinden iletim sırasında bozulup bozulmadığını kontrol etmenizi sağlayan sağlama toplamı bulunur.

Verileri paketlere ayırma

Verileri paketlere bölmek birkaç aşamada gerçekleşir. Zincir gönderici düğüm, eşit parçalara bölünmüş iletim verilerini üretir. Bundan sonra üstbilgi eklenerek bir paket oluşumu gerçekleşir. Ve son aşama, paketlerin hedef düğüme gönderilen orijinal mesaja birleştirilmesidir.

Verileri paketlere ayırma

Verileri bir ağ üzerinden paket olarak aktarma

Paket iletim ağı

Devre anahtarlamalı ağlarda olduğu gibi, paket anahtarlamalı ağlar, akışların her biri için, komütasyon anahtarları için depolanan tablolarda sabitlenmiş rota olarak manuel veya otomatik olarak belirlenir. Anahtara giren paketler işlenir ve belirli bir rotada gönderilir.

Paket anahtarlamalı ağlarda verilerin belirsiz ve asenkron hareketi, bu tür ağlardaki anahtarlar üzerinde özel talepler doğurur.

Devre anahtarlamalı ağlardaki anahtarların paket anahtarı arasındaki temel fark, paketleri geçici olarak depolamak için dahili bir ara belleğe sahip olmalarıdır. Anahtar arabelleklerinin, arayüzlerine bağlı iletişim bağlantılarındaki veri hızlarını uyumlu hale getirmesi ve ayrıca varış paketlerinin hızını anahtarlama hızlarıyla uyumlu hale getirmesi gerekir.

Paket transfer yöntemleri

Bir anahtar, paketleri teşvik eden üç yöntemden biri temelinde çalışabilir:

• datagram iletimi;
• Mantıksal bir bağlantının kurulmasına geçiş;
• Sanal bir kanalın kurulmasına geçiş.

datagram iletimi

veri birimi aktarımı paketin birbirinden bağımsız olarak tanıtılmasına dayalı bir yöntemdir. paket işleme prosedürü sadece taşıdığı parametrelerin değerleri ve ağın mevcut durumu ile belirlenir. Ve her bir paket ağı, tamamen bağımsız bir birim aktarım - datagram olarak kabul edilir.

datagram paket prensibi

Mantıksal bir bağlantının kurulmasına geçiş

Mantıksal bir bağlantının kurulmasına geçiş

Paket değişim sürecinin bazı parametrelerinin bir ağın iki uç düğümünün uyumlaştırılması prosedürüne mantıksal bir bağlantının kurulması denir. Mantıksal bağlantı parametreleri olarak adlandırılan, etkileşim halindeki iki düğüm tarafından müzakere edilen seçenekler.

sanal kanal

sanal kanal

Sanal kanal (sanal devre veya sanal kanal) olarak adlandırılan, uç düğümleri paket anahtarlamalı ağa bağlayan önceden doldurulmuş sabit yol. Sürdürülebilir bilgi akışı için sanal kanallar düzenlenir. Her paketin toplam trafik akışının veri akışını izole etmek için özel bir işaret - etiket türü ile işaretlenir. Mantıksal ağ bağlantılarının kurulmasında olduğu gibi, sanal kanal, kaynak düğümden özel bir paket olan bağlantı talebiyle gelen bir conta ile başlar.

Sanal kanalları kullanan tablo anahtarlama ağları, datagram ağlarındaki anahtarlama tablosundan farklıdır. Datagram algoritma transferli ağlarda olduğu gibi, tüm olası hedef adresleri değil, sadece switch sanal kanallarından geçen girişleri içerir.

Karşılaştırma devresi anahtarlamalı ve paket

Kanal değiştirme	Paket değiştirme
Önce bir bağlantı kurmalısınız	Bağlantı kurma aşaması yok (datagram yöntemi)
Konum yalnızca bağlantı kurulurken gereklidir	Her pakette adres ve diğer hizmet bilgileri iletilir.
Ağ, aboneyle bağlantıyı reddedebilir	Şebeke her zaman aboneden veri almaya hazırdır
Etkileşen aboneler için garantili bant genişliği (bant genişliği)	Kullanıcılar için ağ bant genişliği bilinmiyor, iletim gecikmeleri rastgele
Gerçek zamanlı trafik gecikmeden aktarılır	Yoğun trafik iletirken ağ kaynakları etkin bir şekilde kullanılır
Yüksek iletim güvenilirliği	Arabellek taşması nedeniyle olası veri kaybı
Kanal kapasitesinin irrasyonel kullanımı, ağın genel verimliliğini azaltır	Aboneler arasında fiziksel bir kanalın otomatik dinamik bant genişliği tahsisi

Düşük gecikme, güvenilir çalışma ve yüksek performanslı ağlar için önemli bir faktördür. Gerçek zamanlı iletişim, akış ve işlem uygulamaları, büyük ölçüde gecikmeye bağlıdır. Gecikmenin yalnızca birkaç milisaniye kadar artması, bozuk görüntülere ve seslere, uygulama donmalarına ve mali kayıplara neden olabilir.

Sağlayıcılar ağ bant genişliğini takip etmeye ve dalgalanmaları geciktirmeye çalışır, ancak kanalın "genişliğini" artırmak genellikle ağdaki gecikmeyi etkilemez. Bu yazıda, gecikmenin ana nedenlerine ve bununla nasıl başa çıkılacağına bakacağız.

/ fotoğraf Thomas Williams

Gecikme ve çağrı kalitesi üzerindeki etkisi

Paket tabanlı ağlarda, gecikme ve verim arasındaki ilişki belirsizdir ve tanımlanması zordur. Bekleme süresi aşağıdaki bileşenlerden oluşur:

• Serileştirme gecikmesi - bir bağlantı noktasının bir paketi iletmesi için geçen süre
• Yayılma gecikmesi - biraz bilginin alıcıya ulaşması için gereken süre (fizik yasaları nedeniyle)
• Tıkanıklık gecikmesi - bir çerçevenin bir ağ öğesinin çıktı kuyruğunda geçirdiği süre
• İletim gecikmesi, bir ağ öğesinin bir paketi analiz etmek, işlemek ve iletmek için harcadığı zamandır.

trafik Yönetimi

Ashton, Metzler & Associates, trafik kontrolünü bir ağın işlem yapabilme yeteneği olarak tanımlar. farklı şekiller farklı önceliklere sahip trafik.

Bu yaklaşım, görev açısından kritik gecikmeye duyarlı uygulamalar için bant genişliği kısıtlı ağlarda kullanılır. Kontrol, trafiği e-posta gibi belirli hizmetlerle kısıtlamak ve kanalın bir kısmını kritik iş uygulamalarına ayırmak anlamına gelebilir.

Bir kuruluşun ağındaki trafiği ve iletişim kalitesini yönetmek için mühendisler şunları önerir:

• Trafiği izleyebilmek ve sınıflandırabilmek için ağı kurun
• Kritik uygulamaların davranışını anlamak için ağ trafiğini analiz edin
• Uygun erişim katmanını uygulayın
• Değişen trafik modellerini proaktif olarak yönetmek için izleyin ve raporlayın

Viavi Solutions uzmanlarına göre trafiği yönetmenin en etkili yolu, ağ politikaları, filtreleme ve trafik bant genişliği kontrolünün bir kombinasyonu olan hiyerarşik kalite kontrolüdür (H-QoS). Tüm ağ öğeleri ultra düşük gecikme süresi ve yüksek performans sağlıyorsa, H-QoS performansı yavaşlatmaz. H-QoS'nin ana avantajı, kanalın bant genişliğini artırmaya gerek kalmadan gecikmenin azaltılmasıdır.

NID'leri kullanma

cihazlar ağ Arayüzü(NID), trafiği düşük maliyetle izleme ve optimize etme fırsatı sağlar. Tipik olarak, bu tür cihazlar abonenin tesislerine kurulur: ağ kuleleri ve operatör ağları arasındaki diğer geçiş noktaları.

NID'ler, tüm ağ bileşenleri üzerinde kontrol sağlar. Böyle bir cihaz H-QoS'yi destekliyorsa, sağlayıcı yalnızca ağı izlemekle kalmaz, ayrıca bağlı her kullanıcı için ayarları ayrı ayrı yapılandırabilir.

Önbelleğe almak

Verimdeki nispeten küçük bir artış, tek başına zayıf ağ uygulaması performansı sorununu çözmeyecektir. Önbelleğe alma, içerik dağıtımını hızlandırmaya ve ağ yükünü optimize etmeye yardımcı olur. Bu işlem bir kaynak depolama hızlandırma tekniği olarak düşünülebilir - ağ, bir yükseltmeden sonra sanki daha hızlı çalışır.

Kuruluşlar genellikle önbelleğe almayı birkaç düzeyde kullanır. Sözde proxy önbelleğe alma işlemine dikkat etmeye değer. Bir kullanıcı herhangi bir veri istediğinde, talebi yerel bir proxy önbelleği tarafından yerine getirilebilir. Böyle bir isteğin yerine getirilme olasılığı ne kadar yüksek olursa, ağ kanalı o kadar serbest kalır.

Proxy önbellekleri bir tür paylaşılan önbellektir: çok sayıda kullanıcıyla çalışırlar ve gecikmeyi azaltmada çok iyidirler ve ağ trafiği. Proxy önbelleğe alma için yararlı bir kullanım örneği, birden çok çalışanın bir dizi etkileşimli web uygulamasına uzaktan bağlanabilmesidir.

Veri sıkıştırma

Veri sıkıştırmanın ana görevi, ağ üzerinden iletilen dosyaların boyutunu azaltmaktır. Bir dereceye kadar, sıkıştırma önbelleğe almaya benzer ve kanalın bant genişliğini arttırır gibi hızlandırma etkisine sahip olabilir. En yaygın sıkıştırma yöntemlerinden biri, örneğin ZIP arşivleme ve UNIX sıkıştırma yardımcı programında kullanılan Lempel-Ziv-Welch algoritmasıdır.

Ancak bazı durumlarda veri sıkıştırması sorunlara yol açabilir. Örneğin, sıkıştırma, RAM ve CPU kullanımı açısından iyi ölçeklenmez. Ayrıca, trafik şifrelenmişse sıkıştırma nadiren yararlıdır. Çoğu şifreleme algoritmasını kullanırken, çıktıda çok az yinelenen diziler elde edilir, bu nedenle bu tür veriler standart algoritmalar tarafından sıkıştırılamaz.

İçin etkili çalışma ağ uygulamalarının bant genişliği ve gecikme sorunlarını aynı anda ele alması gerekir. Veri sıkıştırma yalnızca ilk sorunu ele alır, bu nedenle onu trafik yönetimi teknikleriyle birlikte kullanmak çok önemlidir.

Tek yönlü veri sıkıştırma

Veri sıkıştırmaya alternatif bir yaklaşım vardır - bunlar veri iletim kanalının bir tarafına yerleştirilmiş web içeriği optimizasyon sistemleridir. Bu tür sistemler, web sayfası optimizasyon teknolojilerini, çeşitli sıkıştırma standartlarını, görüntü optimizasyon tekniklerini, delta kodlamayı ve önbelleğe almayı kullanır. İçeriğe bağlı olarak, bilgilerin 2-8 kat sıkıştırılmasını sağlarlar.

Bu araçların iki yönlü çözümlere ve proxy önbelleğe almaya göre bazı avantajları vardır. Kurulumu ve yönetimi, çift taraflı olanlardan çok daha ucuzdur. Ek olarak, bu tür sistemler belirli bir kullanıcı için bağlantı hızını, tarayıcı türünü belirleyebilir, yalnızca statik değil, aynı zamanda dinamik içeriği de optimize edebilir.

Tek yönlü sıkıştırmanın dezavantajı, yalnızca bireysel programların ve sitelerin çalışmasını optimize edebilmesidir.

Bugün mühendisler, ağların performansını ve verimliliğini artırmak için sürekli araştırma yapıyor. IEEE 802.1Qau grubu, bağlantı noktası tıkanıklığından kaynaklanan paket kaybını ortadan kaldıracak iyileştirilmiş kontrol yöntemleri geliştirir, İnternet Mühendisliği Görev Gücü bunun için bir protokol oluşturur. bağlantı katmanı Ethernet kullanarak en kısa bağlantıyı sağlayabilen bağlantı.

Bağlantının kullanılmayan kısımlarını farklı trafik sınıfları için dağıtmak amacıyla iletim için veri örneklemesini iyileştirme çalışmaları da devam etmektedir.

Ağlarda yüksek kaliteli bir bağlantı sürdürmek, modern organizasyonlar için önemli bir görevdir. Bu, müşterilere en iyi hizmetleri sunmanıza ve ağ kaynaklarını maksimum düzeyde kullanmanıza olanak tanır.

Veri iletimi, depolama ve işleme süreçlerini optimize etme konusuyla ilgileniyorsanız, blogumuzdaki diğer birçok materyale dikkat edebilirsiniz.

Anahtarların laboratuvar testlerini yapan mühendisler olduğu ortaya çıktı en yüksek değer bir parametre verin - verim. Niye ya? Çünkü bant genişliği kullanıcılar için harikadır ve bu parametrenin esas olarak bu anahtarın ilgiyi hak edip etmediğini belirlediğine ikna olurlar.

10 Gb Ethernet anahtarlarının son testleri, verim açısından birbirlerinden önemli ölçüde farklı olduklarını göstermiştir. Paradoks, ağ ne kadar hızlıysa, anahtarın verimi o kadar az önemlidir.
Bu faktör elbette çok önemlidir, ancak yalnızca ağın yoğun şekilde paketlerle yüklendiği durumlarda. Aynı zamanda gecikme (yani, bir giriş bağlantı noktası ile bir çıkış bağlantı noktası arasında geçiş yapmak için geçen süre) her durumda ve her ağda her tür paket hareketi için önemli bir rol oynar.
Yüksek gecikme süresine sahip cihazlar ağı yavaşlatır - ve bu, ağın %1 veya %100 yüklü olmasına bakılmaksızın gerçekleşir. Başvuruların "protesto" yapabilmesi için gecikmelerin birkaç yüz milisaniye olmaması gerekir.
Ethernet 1 ve 10 Gb / s arayüzleriyle donatılmış anahtarlardan bahsedersek, çoğu zaman birkaç on ila birkaç yüz milisaniyelik bir gecikmeye sahiptirler. Şimdiye kadar, onlarca milisaniyelik gecikmelerin ağ uygulamalarının performansını etkilemediğine inanılıyordu.
Bu kısmen yanlış. Birkaç on milisaniyelik küçük gecikmeler bile 1 ve 10 Gb Ethernet ağlarının performansında keskin bir düşüşe neden olabilir. Bunun "suçlusu", tabiri caizse, TCP protokolüdür veya daha doğrusu, bu protokolün paketleri ağa aktarması için gerekli pencerelerdir.
TSR nasıl çalışır? Gönderici, alıcının alındığını teyit eden bilgileri geri gönderebilmesi için sınırlı miktarda veri gönderir. Windows, aynı anda birkaç paketin alındığının onayını sağlar, ancak gönderici belirli bir süre içinde alıcıdan bu tür bir alındı ​​bilgisi almazsa, tüm paketlerin yeniden iletilmesi gerekir.
İnternetteki iletimlerin %80'den fazlası TCP protokolleri kullanılarak yapıldığından, paketlerin yeniden iletimi, iletişimde önemli bir azalmaya yol açabilir. uygulama sağlığı aynı ortamda koşuyor.
Örneğin, bir E1200 anahtarı (Force10 Networks) ağ üzerinde çalışıyor ve Ethernet paketlerinin mümkün olan maksimum uzunluğu olan ve büyük miktarda veri aktarırken yaygın olarak kullanılan 1518 baytlık Ethernet paketlerini alıyor. Şu anda ağların kullanımı, %10 içinde, orta düzeydedir. Anahtar saniyede 81274 paket alır (12 mikrosaniyede bir paket alınır).
Windows 2000 ve XP'de varsayılan TCP paketi boyutu 16 KB'dir. Bu, alındıları onaylanmadan ağa 11'den fazla paketin gönderilemeyeceği anlamına gelir. 11 paket için (her biri 12 mikrosaniye sayılır), 132 mikrosaniye üzerindeki her gecikme, verilerin yeniden gönderileceği anlamına gelir.
10 Gb Ethernet anahtarlarının son testleri, Avaya ve Force10 Networks cihazlarının 1518 baytlık paketleri değiştirirken 40 mikrosaniyeden fazla gecikmeye sahip olduğunu göstermiştir. Yani, bu türden on bir gecikme - ve biz TCP protokolü aracılığıyla yeniden iletilen paketlerle uğraşıyoruz. Force10, E1200 anahtarını tanıttı ve gecikmenin yarıya indirildiğini bildirdi (şimdi 23 mikrosaniye). Bu gecikmelerde, paketler 10 Gb/s Ethernet ağlarında ve ötesinde yeniden iletilir, ancak 1 Gb/s ağlarda TCP artık bunları yeniden iletmez. Ancak pencere boyutları dinamik olarak değişir: Pencere ne kadar büyükse, küçük gecikmelerin etkisi o kadar fazladır.
TCP penceresinin herhangi bir ağın çalışması üzerindeki etkisini tanımlayabilirsiniz. Bunu yapabilmek için üç parametrenin bilinmesi gerekir: paket uzunluğu, TCP pencere boyutu ve ağ kullanımı.

TCP/IP protokolünü yükleme

TCP/IP protokolü, ana bilgisayarlara bağlanmak için bir IP adresi, alt ağ maskesi ve varsayılan ağ geçidi kullanır. WAN üzerinde çalışan TCP/IP düğümleri, yapılandırmada her üç ayarın da belirtilmesini gerektirir. TCP/IP kullanan bir bilgisayardaki her ağ bağdaştırıcı kartı bu ayarlara ihtiyaç duyar.

IP adresi, bir TCP/IP ana bilgisayarını benzersiz şekilde tanımlayan mantıksal 32 bitlik bir adrestir. Her IP adresi iki bölümden oluşur: bir ağ kimliği ve bir ana bilgisayar kimliği. İlki, aynı fiziksel ağdaki tüm düğümlere atıfta bulunmak için kullanılır. İkincisi, ağdaki belirli bir ana bilgisayarı belirtir. TCP/IP kullanan her bilgisayarın 194.103.2.200 gibi benzersiz bir IP adresine ihtiyacı vardır.

Alt ağ maskesi, IP adresinin bir kısmını yalıtır ve TCP/IP'nin ağ kimliğini ana bilgisayar kimliğinden ayırt etmesine izin verir. TCP/IP ana bilgisayarları, iletişim kurmaya çalışırken, hedef ana bilgisayarın yerel ağda mı yoksa uzak ağda mı olduğunu belirlemek için bir alt ağ maskesi (örneğin, 255.255.255.0) kullanır.

Başka bir ağdaki bir ana bilgisayara bağlanmak için varsayılan ağ geçidi IP adresini yapılandırmanız gerekir. TCP/IP, uzak ağlara yönelik paketleri varsayılan ağ geçidine gönderir, ancak yalnızca yerel ana bilgisayarda hedef ağa giden başka bir yol yapılandırılmamışsa. Varsayılan bir ağ geçidi yapılandırmazsanız, iletişim yerel ağla sınırlı olabilir.

Denetim Masası'na ve ardından "Ağ" bölümüne gidin. TCP/IP kurulu ağ protokolleri listesinde yoksa, onu kurmalısınız. Ardından TCP/IP'yi vurgulayın ve "Özellikler" düğmesine tıklayın. Bilgisayarınız büyük bir ağ üzerindeyse, bilgisayar adı, etki alanı ve IP adresi bilgilerinin ağ ile çakışmadığından emin olmanız gerekir. IP adresi ve alt ağ maskesinden farklı olarak, varsayılan ağ geçidi isteğe bağlıdır. Bunu atlarsanız, bilgisayarınızın kapsamı yerel ağla sınırlı olacaktır.

11.04.2007 17:46

Farklı yaklaşımlar anahtarlama için
Genel durumda, belirli anahtarlama görevlerinin her birinin çözümü - akışları ve karşılık gelen rotaları belirleme, ağ cihazlarının konfigürasyon parametrelerinde ve tablolarında rotaları sabitleme, akışları tanıma ve bir cihazın arayüzleri arasında veri aktarımı, çoğullama / çoğullama akışlarını ayırma ve ayırma iletim ortamı - geri kalan her şeyin çözümü ile yakından ilgilidir. Genelleştirilmiş anahtarlama probleminin teknik çözümlerinin kompleksi, birlikte herhangi bir ağ teknolojisinin temelini oluşturur. Güzergahların döşenmesi, verilerin teşvik edilmesi ve paylaşmak iletişim kanalları belirli bir ağ teknolojisine gömülüdür, temel özellikleri buna bağlıdır.

Ağlarda abone değiştirme sorununu çözmeye yönelik birçok olası yaklaşım arasında iki temel yaklaşım vardır:

devre anahtarlama;

paket değiştirme.

Dışa doğru, bu şemaların her ikisi de Şekil 2'de gösterilenlere karşılık gelir. 1 ağ yapısı, ancak yetenekleri ve özellikleri farklıdır.

Pirinç. 1. Genel yapı abone anahtarlama ağları

Devre anahtarlamalı ağlar, erken telefon ağlarından başlayarak daha zengin bir geçmişe sahiptir. Paket anahtarlamalı ağlar nispeten gençtir ve ilk küresel bilgisayar ağlarıyla yapılan deneylerin bir sonucu olarak 1960'ların sonlarında ortaya çıkmıştır. Bu şemaların her birinin avantajları ve dezavantajları vardır, ancak birçok uzmanın uzun vadeli tahminlerine göre gelecek, daha esnek ve çok yönlü olduğu için paket anahtarlama teknolojisine aittir.

Devre anahtarlama
Kanalları değiştirirken, anahtarlama ağı, anahtarlarla seri olarak bağlanan ara kanal bölümlerinden uç düğümler arasında sürekli bir bileşik fiziksel kanal oluşturur. Bir seri bağlantıdaki birkaç fiziksel kanalın tek bir fiziksel kanal oluşturması koşulu, onu oluşturan fiziksel kanalların her birinde veri iletim hızlarının eşitliğidir. Hız eşitliği, böyle bir ağın anahtarlarının iletilen verileri arabelleğe almaması gerektiği anlamına gelir.

Devre anahtarlamalı bir ağda, veri iletiminden önce, her zaman bir bileşik kanalın oluşturulduğu bir bağlantı kurma prosedürünün gerçekleştirilmesi gerekir. Ve ancak bundan sonra veri aktarmaya başlayabilirsiniz.

Örneğin, Şek. 1 devre anahtarlamalı teknolojide çalışır, daha sonra düğüm 1, düğüm 7'ye veri göndermek için, önce A anahtarına bağlantı kurmak için hedef adresi 7 gösteren özel bir istek göndermelidir. Anahtar A, bileşik oluşturma yolunu seçmelidir. ve ardından isteği sonraki anahtara iletin, bu durumda, E Anahtarı daha sonra talebi F anahtarına gönderir, bu da isteği düğüm 7'ye gönderir. Düğüm 7 bağlantı kurma isteğini alırsa , önceden kurulmuş kanal üzerinden kaynak düğüme bir yanıt gönderir, bundan sonra bileşik bağlantı anahtarlanmış olarak kabul edilir ve 1 ve 7 düğümleri bunun üzerinden veri alışverişi yapabilir.

Pirinç. 2. Bileşik kanal oluşturma

Devre anahtarlama tekniğinin avantajları ve dezavantajları vardır.

Devre Anahtarlamanın Faydaları

Uç düğümler arasında kurulan kanal üzerinden sabit ve bilinen veri aktarım hızı. Bu, ağ kullanıcısına, yüksek kaliteli veri iletimi için gerekli bant genişliğinin önceden yapılmış bir değerlendirmesi temelinde, ağda gerekli hızda bir kanal oluşturma fırsatı verir.

Ağ üzerinden veri iletiminin düşük ve sabit gecikme süresi. Bu, gecikmelere (gerçek zamanlı trafik olarak da adlandırılır) duyarlı verilerin yüksek kaliteli iletimini sağlar - ses, video, çeşitli teknolojik bilgiler.

Devre Anahtarlamanın Dezavantajları

Ağ, bağlantı kurma isteğine hizmet vermeyi reddetti. Bu durum, ağın bazı bölümlerinde bağlantının, mümkün olan maksimum bilgi akışının halihazırda geçtiği kanal boyunca kurulması gerektiğinden ortaya çıkabilir. Örneğin, abone birçok telefon şebekesi için tipik olan yalnızca bir bağlantıyı sürdürebiliyorsa, bir bileşik bağlantının sonunda da arıza meydana gelebilir. Halihazırda konuşan aboneye ikinci bir arama yapıldığında, şebeke arayanı gönderir. kısa bip sesleri- Meşgul sinyali.

Fiziksel kanalların bant genişliğinin irrasyonel kullanımı. Bağlantı kurulduktan sonra bant genişliğinin bileşik kanala ayrılan kısmı, tüm zaman boyunca ona sağlanır, yani. bağlantı kesilene kadar. Bununla birlikte, aboneler bağlantı sırasında her zaman kanalın bant genişliğine ihtiyaç duymazlar, örneğin bir telefon görüşmesinde duraklamalar olabilir ve bilgisayarların etkileşimi zamanla daha da dengesizdir. Bant genişliğinin dinamik olarak yeniden tahsisinin imkansızlığı, devre anahtarlamalı ağın temel bir sınırlamasıdır, çünkü buradaki anahtarlama birimi bilgi akışı Genel olarak.

Bağlantı kurma aşamasından dolayı veri iletiminden önce zorunlu gecikme.
Herhangi bir ağ teknolojisinin avantajları ve dezavantajları görecelidir. İÇİNDE belirli durumlar avantajlar öne çıkar ve dezavantajlar önemsiz hale gelir. Bu nedenle, devre anahtarlama tekniği, yalnızca trafiğin iletilmesi gereken durumlarda iyi çalışır. telefon konuşmaları. Burada, konuşmadaki duraklamaları "kesmenin" imkansızlığına ve anahtarlar arasındaki ana fiziksel kanalların daha rasyonel kullanımına katlanılabilir. Ancak çok düzensiz bilgisayar trafiğini iletirken, bu mantıksızlık zaten ön plana çıkıyor.

Paket değiştirme
Bu anahtarlama tekniği, bilgisayar trafiğini verimli bir şekilde taşımak için özel olarak tasarlanmıştır. Devre anahtarlama teknolojisine dayalı bilgisayar ağlarının oluşturulmasına yönelik ilk adımlar, bu tür anahtarlamanın yüksek bir genel ağ verimi elde edilmesine izin vermediğini gösterdi. Tipik ağ uygulamaları yüksek düzeyde veri hızı dalgalanması ile çok düzensiz trafik oluşturur. Örneğin, bir uzak dosya sunucusuna erişirken, kullanıcı önce o sunucunun dizininin içeriğine göz atar ve bu, az miktarda veri aktarımı içerir. Daha sonra gerekli dosyayı açar. Metin düzeltici, ve bu işlem, özellikle dosya büyük grafik eklemeleri içeriyorsa, oldukça yoğun bir veri alışverişi oluşturabilir. Dosyanın birkaç sayfasını görüntüledikten sonra, kullanıcı bir süre onlarla yerel olarak çalışır, bu da hiçbir ağ aktarımı gerektirmez ve ardından sayfaların değiştirilmiş kopyalarını sunucuya geri gönderir - ve bu da yine yoğun ağ veri aktarımı oluşturur.

Tek bir ağ kullanıcısının, ortalama veri alışverişi yoğunluğunun mümkün olan maksimuma oranına eşit olan trafik dalgalanma oranı, 1:50 ve hatta 1:100'e ulaşabilir. Açıklanan oturum için kullanıcının bilgisayarı ve sunucu arasında kanal geçişini organize ederse, çoğu zaman kanal boşta olacaktır. Aynı zamanda, ağın anahtarlama yetenekleri bu abone çiftine atanacak ve diğer ağ kullanıcıları tarafından kullanılamayacak.

Paket anahtarlamada, kullanıcı tarafından iletilen tüm mesajlar kaynak düğümde paket adı verilen nispeten küçük parçalara bölünür. Bir mesajın mantıksal olarak tamamlanmış bir veri parçası olduğunu hatırlayın - bir dosya aktarma talebi, bu talebe tüm dosyayı içeren bir yanıt, vb. Mesajlar, birkaç bayttan birçok megabayta kadar isteğe bağlı uzunlukta olabilir. Aksine, paketler genellikle değişken uzunluk, ancak dar sınırlar içinde, örneğin 46 ila 1500 bayt. Her paket, paketi hedef ana bilgisayara iletmek için gereken adres bilgilerini ve ayrıca hedef ana bilgisayar tarafından mesajı birleştirmek için kullanılacak paket numarasını belirten bir başlık ile sağlanır (Şekil 3). Paketler ağ üzerinden bağımsız bilgi blokları olarak taşınır. Ağ anahtarları, paketleri uç düğümlerden alır ve adres bilgilerine dayalı olarak bunları birbirlerine ve nihayetinde hedef düğüme iletir.

Pirinç. 3. Mesajı paketlere bölme

Paket ağ anahtarları, devre anahtarlarından farklıdır, çünkü anahtarın çıkış portu paket alındığında başka bir paket iletmekle meşgulse, paketlerin geçici olarak depolanması için dahili bir tampon belleğe sahip olurlar (Şekil 3). Bu durumda paket bir süre çıkış portunun tampon belleğinde paket kuyruğunda kalır ve kuyruğa ulaştığında bir sonraki anahtara aktarılır. Böyle bir veri iletim şeması, anahtarlar arasındaki omurga bağlantıları üzerindeki trafik dalgalanmasının yumuşatılmasına ve böylece bir bütün olarak ağ verimini artırmak için en etkin şekilde kullanılmasına izin verir.

Aslında, bir çift abone için, devre anahtarlamalı ağlarda yapıldığı gibi, onlara yalnızca kullanımları için anahtarlanmış bir iletişim kanalı sağlamak en etkili olacaktır. Bu durumda, veriler bir aboneden diğerine gecikmeden iletileceğinden, bu abone çiftinin etkileşim süresi minimum olacaktır. İletim duraklamaları sırasında kanal kesintileri aboneleri ilgilendirmez, problemlerini daha hızlı çözmeleri önemlidir. Paket anahtarlamalı bir ağ, belirli bir çift abonenin etkileşim sürecini yavaşlatır, çünkü paketleri anahtarlarda beklerken, anahtara daha önce gelen diğer paketler ana hatlar üzerinden iletilir.

Ancak, paket anahtarlama teknolojisi ile birim zaman başına ağ tarafından iletilen toplam bilgisayar verisi miktarı, devre anahtarlama teknolojisine göre daha yüksek olacaktır. Bunun nedeni nabızların bireysel aboneler büyük sayılar yasasına göre zaman içinde dağıtılır, böylece tepe noktaları çakışmaz. Bu nedenle, hizmet ettikleri abone sayısı gerçekten çok fazlaysa, anahtarlar sürekli ve oldukça eşit bir şekilde iş ile yüklenir. Şek. Şekil 4, uç düğümlerden anahtarlara gelen trafiğin zaman içinde çok eşit olmayan bir şekilde dağıldığını göstermektedir. Ancak, alt düzey anahtarlar arasındaki bağlantılara hizmet eden üst düzey anahtarlar daha eşit yüklenir ve üst düzey anahtarları birbirine bağlayan devre bağlantılarındaki paket akışı neredeyse maksimum kullanıma sahiptir. Arabelleğe alma dalgalanmaları yumuşatır, dolayısıyla ana hat kanallarındaki dalgalanma oranı abone erişim kanallarındakinden çok daha düşüktür - 1:10 veya hatta 1:2 olabilir.

Pirinç. 4. Paket anahtarlamalı bir ağda trafik dalgalanmasını yumuşatma

Paket anahtarlamalı ağların devre anahtarlamalı ağlara göre daha yüksek verimliliği (iletişim kanallarının eşit bant genişliğine sahip) 60'larda hem deneysel olarak hem de simülasyonla kanıtlandı. Burada çoklu programlama işletim sistemleriyle bir benzetme uygundur. Böyle bir sistemdeki her bir bireysel program, programın yürütülmesi tamamlanana kadar tüm işlemci zamanının tahsis edildiği tek programlı bir sistemdekinden daha uzun süre çalışır. Bununla birlikte, çok programlı bir sistemde birim zaman başına yürütülen toplam program sayısı, tek bir program sistemine göre daha fazladır.
Paket anahtarlamalı bir ağ, belirli bir çift abonenin etkileşim sürecini yavaşlatır, ancak bir bütün olarak ağın verimini arttırır.

İletim kaynağı gecikmeleri:

başlıkları iletme zamanı;

her bir sonraki paketin iletimi arasındaki aralıklardan kaynaklanan gecikmeler.

Her anahtardaki gecikmeler:

paket arabelleğe alma süresi;

toplamı olan anahtarlama süresi:

• kuyrukta paket bekleme süresi (değişken değer);

  paketin çıkış portuna gittiği süre.

Paket Anahtarlamanın Faydaları

Ani trafik iletirken yüksek genel ağ verimi.

Aboneler arasında fiziksel iletişim kanallarının bant genişliğini, trafiğinin gerçek ihtiyaçlarına göre dinamik olarak yeniden dağıtma yeteneği.

Paket Anahtarlamanın Dezavantajları

Ağ anahtarlarının arabellek kuyruklarındaki gecikmelerin toplam ağ yüküne bağlı olması nedeniyle ağ aboneleri arasındaki veri aktarım hızının belirsizliği.

Anlık ağ tıkanıklığı anlarında oldukça uzun olabilen değişken miktarda veri paketi gecikmesi.

Arabellek taşmaları nedeniyle olası veri kaybı.
Halihazırda, özellikle gecikmelere duyarlı ve sabit bir aktarım hızı gerektiren trafik için akut olan bu eksikliklerin üstesinden gelmek için yöntemler aktif olarak geliştirilmekte ve uygulanmaktadır. Bu tür yöntemlere Hizmet Kalitesi (QoS) yöntemleri denir.

Hizmet kalitesi yöntemlerinin uygulandığı paket anahtarlamalı ağlar, telefon ve bilgisayar trafiği gibi önemli trafik türleri de dahil olmak üzere çeşitli trafik türlerinin aynı anda iletilmesine olanak tanır. Bu nedenle, günümüzde paket anahtarlama yöntemleri, her türden aboneye kapsamlı kaliteli hizmetler sağlayacak yakınsanmış bir ağ oluşturmak için en umut verici olarak kabul edilmektedir. Bununla birlikte, devre anahtarlama yöntemleri iskonto edilemez. Bugün, yalnızca geleneksel telefon ağlarında başarılı bir şekilde çalışmakla kalmazlar, aynı zamanda anahtarlar arasında omurga fiziksel kanalları oluşturmak için kullanılan SDH ve DWDM teknolojilerinin birincil (omurga) ağlarında yüksek hızlı kalıcı bağlantılar oluşturmak için yaygın olarak kullanılırlar. telefon veya bilgisayar ağları. Gelecekte, paket ve kanal anahtarlama ilkelerini birleştiren bir biçimde yeni anahtarlama teknolojilerinin ortaya çıkması oldukça olasıdır.

Mesaj değiştirme
Mesaj anahtarlama prensipte paket anahtarlamaya benzer. Mesaj değiştirme, tek bir veri bloğunun, her bilgisayarın diskinde bu bloğun geçici olarak arabelleğe alınmasıyla ağın transit bilgisayarları arasında aktarımı olarak anlaşılır. Bir paketin aksine bir mesaj, teknolojik hususlar tarafından değil, mesajı oluşturan bilgilerin içeriği tarafından belirlenen keyfi bir uzunluğa sahiptir.

Transit bilgisayarlar, paket anahtarlamalı bir ağ veya devre anahtarlamalı bir ağ ile birbirine bağlanabilir. Mesaj (bu, örneğin bir metin belgesi, program kodlu bir dosya olabilir, e-posta) diskte transit bilgisayarda saklanır ve bilgisayar başka işlerle meşgulse veya ağ geçici olarak aşırı yüklenirse oldukça uzun süre saklanır.

Bu şema genellikle anında yanıt gerektirmeyen iletiler, çoğunlukla da e-posta iletileri gönderir. Sakla ve ilet aktarım modu, depola ve ilet modu olarak adlandırılır.

Mesaj Değiştirme Modu, WWW hizmeti veya dosya hizmeti trafiği gibi hızlı yanıt gerektiren trafik için ağın yükünü boşaltır.

Genellikle toplu taşıma bilgisayarlarının sayısını azaltmaya çalışırlar. Bilgisayarlar paket anahtarlamalı bir ağa bağlıysa, ara bilgisayarların sayısı ikiye indirilir. Örneğin, bir kullanıcı giden posta sunucusuna bir posta iletisi gönderir ve bu sunucu da bunu hemen alıcının gelen posta sunucusuna göndermeye çalışır. Ancak bilgisayarlar bir telefon ağı ile birbirine bağlıysa, telefon ağının sıkışıklığı (abone meşgul) nedeniyle son sunucuya doğrudan erişim şu anda mümkün olmayabilir veya yüksek nedeniyle ekonomik olarak kârsız olabileceğinden, genellikle birkaç ara sunucu kullanılır. uzun mesafe telefon bağlantısı için tarifeler.

Mesaj değiştirme tekniği, bilgisayar ağlarında paket anahtarlama tekniğinden daha önce ortaya çıktı, ancak daha sonra ağ bant genişliği açısından daha verimli olduğu için ikincisi tarafından değiştirildi. Bir diske mesaj yazmak çok zaman alır ve ayrıca disklerin varlığı, özel bilgisayarların anahtar olarak kullanılmasını gerektirir; önemli maliyetler ağ için.
Bugün mesaj değiştirme, yalnızca gerçek zamanlı olmayan bazı servisler için, çoğu zaman bir uygulama katmanı servisi olarak paket anahtarlamalı bir ağ üzerinden çalışır.

Anahtarlama yöntemlerinin karşılaştırılması

Devre anahtarlama ve paket anahtarlamanın karşılaştırılması

Devre anahtarlama	Paket değiştirme
Etkileşen aboneler için garantili aktarım hızı (bant genişliği)	Aboneler için ağ bant genişliği bilinmiyor, iletim gecikmeleri rastgele
Şebeke aboneye bağlanmayı reddedebilir	Şebeke her zaman aboneden veri almaya hazırdır
Gerçek zamanlı trafik gecikmeden iletilir	Ani trafik iletirken ağ kaynakları verimli bir şekilde kullanılır
Adres sadece bağlantı kurma aşamasında kullanılır	Adres her paketle birlikte gönderilir

Kalıcı ve dinamik anahtarlama

Hem paket anahtarlamalı ağlar hem de devre anahtarlamalı ağlar iki sınıfa ayrılabilir:

dinamik anahtarlamalı ağlar;

kalıcı anahtarlamalı ağlar.

Dinamik anahtarlamalı ağlarda:

ağ kullanıcısının inisiyatifiyle bağlantı kurmasına izin verilir;

geçiş yalnızca iletişim oturumu süresince gerçekleştirilir ve ardından (kullanıcılardan birinin inisiyatifiyle) bozulur;

genel olarak, bir ağ kullanıcısı herhangi bir diğer ağ kullanıcısına bağlanabilir;

dinamik geçiş sırasında bir çift kullanıcı arasındaki bağlantı süresi birkaç saniyeden birkaç saate kadar değişir ve belirli bir iş tamamlandıktan sonra sona erer - bir dosyanın aktarılması, bir metin sayfasının veya bir görüntünün görüntülenmesi vb.

Dinamik anahtarlama modunu destekleyen ağ örnekleri şunlardır: telefon ağları genel, yerel alan ağları, TCP/IP ağları.

Sabit anahtarlama modunda çalışan ağ:

bir çift kullanıcının bir bağlantı sipariş etmesine izin verir uzun bir dönem zaman;

bağlantı kullanıcılar tarafından değil, ağa hizmet veren personel tarafından kurulur;

kalıcı anahtarlamanın oluşturulduğu süre genellikle birkaç aydır;

devre anahtarlamalı ağlarda kalıcı anahtarlama modu genellikle tahsisli veya kiralık kanal hizmeti olarak adlandırılır;

Servis personeli tarafından başlatılan otomatik prosedürler kullanılarak bir anahtar ağı aracılığıyla kalıcı bir bağlantı kurulduğunda, her bir anahtarın manuel yapılandırma modunun aksine, genellikle yarı kalıcı (yarı kalıcı) bağlantı olarak adlandırılır.

Günümüzde sabit anahtarlama modunda çalışan en popüler ağlar, saniyede birkaç gigabitlik bir bant genişliği ile özel iletişim kanallarının oluşturulduğu SDH teknolojisi ağlarıdır.

Bazı ağ türleri her iki çalışma modunu da destekler. Örneğin, X.25 ve ATM ağları, bir kullanıcıya diğer herhangi bir ağ kullanıcısıyla dinamik olarak iletişim kurma ve aynı zamanda belirli bir aboneye kalıcı bir bağlantı üzerinden veri gönderme yeteneği sağlayabilir.

Paket anahtarlamalı ağların verimi
Paket anahtarlama yöntemi ile devre anahtarlama yöntemi arasındaki farklardan biri, iki abone arasındaki bağlantının bant genişliğindeki belirsizliktir. Bileşik bir kanalın oluşturulmasından sonra devre anahtarlaması durumunda, uç düğümler arasında veri iletimi için ağ bant genişliği bilinir - bu kanal bant genişliğidir. Kanalın kurulmasıyla ilişkili gecikmeden sonra veriler kanal için maksimum hızda iletilmeye başlar (Şekil 5.). Devre anahtarlamalı bir ağda mesaj iletim süresi Тк.к. iletişim hattı boyunca sinyal yayılma gecikmesinin ve mesaj iletim gecikmesinin toplamına eşittir. Sinyalin yayılma gecikmesi, belirli bir ortamda elektromanyetik dalgaların yayılma hızına bağlıdır. fiziki çevre boşluktaki ışık hızının 0,6 ila 0,9'u arasında değişir. Mesaj iletim süresi V/C'dir; burada V, bit cinsinden mesaj boyutudur ve C, saniyedeki bit cinsinden kanal verimidir.

Paket anahtarlamalı bir ağda, resim oldukça farklıdır.

Pirinç. 5 Devre anahtarlamalı ağlarda veri iletim gecikmeleri.

Bu ağlarda bağlantı kurma prosedürü, kullanılıyorsa, devre anahtarlamalı ağlarla yaklaşık olarak aynı süreyi alır, bu nedenle sadece veri aktarım süresini karşılaştıracağız.

Pirinç. 6. Paket anahtarlamalı ağlarda veri iletiminde gecikmeler.

Şek. Şekil 6, paket anahtarlamalı bir ağda veri iletiminin bir örneğini göstermektedir. Aynı boyutta bir mesajın, Şekil 2'de iletilen mesajla ağ üzerinden iletildiği varsayılmaktadır. 5. bununla birlikte, her biri bir başlık içeren paketlere bölünmüştür. Paket anahtarlamalı bir ağda bir mesajın iletim süresi Şekil Tk.p'de gösterilmektedir. Bu paketlenmiş mesaj, paket anahtarlamalı bir ağ üzerinden iletildiğinde, ek gecikmeler olur. İlk olarak, bunlar, mesajın kendisini iletmenin yanı sıra, tp.s. protokol yığını başlıklarını iletmek için ek zaman harcayan iletim kaynağındaki gecikmelerdir.

İkincisi, her anahtarda ek süre harcanır. Burada gecikmeler, paket tamponlama süresinin tb.p toplamıdır. (anahtar, paketi tamponunda tamamen kabul etmeden bir paketi iletmeye başlayamaz) ve anahtarlama süresi tk. Arabelleğe alma süresi, bir paketin protokol bit hızında alınması için geçen süreye eşittir. Anahtarlama zamanı, kuyruktaki paket bekleme süresi ile çıkış portuna hareket etme süresinin toplamıdır. Paket seyahat süresi sabitse ve kural olarak küçükse (birkaç mikrosaniyeden birkaç on mikrosaniyeye kadar), o zaman paket bekleme süresi çok geniş bir aralıkta değişir ve önceden bilinmez, çünkü mevcut ağ yükünde.

En basit örneği kullanarak, devre anahtarlamalı ağlara kıyasla paket anahtarlamalı ağlarda veri iletimindeki gecikmenin kabaca bir tahminini yapalım. Her iki ağ türünde de iletilecek test mesajının 200 KB boyutunda olmasına izin verin. Gönderici, alıcıdan 5000 km uzaklıkta bulunur. İletişim hatlarının verimi 2 Mbps'dir.

Devre anahtarlamalı bir ağ üzerinden veri iletim süresi, 5000 km'lik bir mesafe için yaklaşık 25 ms olarak tahmin edilebilen sinyal yayılma süresinin toplamıdır (sinyal yayılma hızının ışık hızının 2/3'ü olduğu varsayılarak) 2 Mbit / c bant genişliği ve 200 KB mesaj uzunluğu ile yaklaşık 800 ms'ye eşit olan mesaj iletim süresi. 1024'e eşit olan doğru K (210) değeri hesaplanırken 1000'e yuvarlandı, benzer şekilde, 1048576'ya eşit olan M (220) değeri 1000000'e yuvarlandı. Böylece, veri aktarımının 825 olduğu tahmin ediliyor. Hanım.

Bu mesaj, göndericiden alıcıya giden kanalların toplam uzunluğu ve verimi aynı olan bir paket anahtarlamalı ağ üzerinden iletildiğinde, sinyal yayılma süresi ve veri iletim süresinin aynı olacağı açıktır - 825 ms. Ancak ara düğümlerdeki gecikmeler nedeniyle toplam veri aktarım süresi artacaktır. Bu sürenin ne kadar artacağını tahmin edelim. Göndericiden alıcıya giden yolun 10 anahtardan geçtiğini varsayacağız. Orijinal mesajın 1K pakete, toplamda 200 pakete bölünmesine izin verin. İlk olarak, kaynak düğümde meydana gelen gecikmeyi tahmin edelim. Paket başlıklarına yerleştirilen hizmet bilgilerinin toplam mesaj hacmine göre payının %10 olduğunu varsayalım. Bu nedenle, paket başlıklarının iletimiyle ilişkili ek gecikme, tüm mesajın iletim süresinin %10'udur, yani 80 ms. Gönderilen paketler arasındaki aralığı 1 ms'ye eşit alırsak, aralıklardan kaynaklanan ek kayıplar 200 ms olacaktır. Böylece, kaynak düğümde, iletim sırasında mesajın paketlenmesi nedeniyle, 280 ms'lik ek bir gecikme meydana geldi.

10 anahtarın her biri, kesirlerden binlerce milisaniyeye kadar değişebilen bir anahtarlama gecikmesi sunar. Bu örnekte, geçişin ortalama 20 ms sürdüğünü varsayacağız. Ek olarak, mesajlar anahtardan geçerken paket arabelleğe alma gecikmesi meydana gelir. Paket boyutu 1 KB ve hat bant genişliği 2 Mbps olan bu gecikme 4 ms'dir. 10 anahtarın sağladığı toplam gecikme yaklaşık 240 ms'dir. Sonuç olarak, paket anahtarlamalı ağ tarafından oluşturulan ek gecikme 520 ms idi. Devre anahtarlamalı ağda tüm veri aktarımının 825 ms sürdüğü düşünüldüğünde bu ek gecikmenin önemli olduğu düşünülebilir.

Yukarıdaki hesaplama çok yaklaşık olmasına rağmen, paket anahtarlamalı bir ağdaki belirli bir çift abone için iletim işleminin neden devre anahtarlamalı bir ağdan daha yavaş olduğunu açıklar.

Paket anahtarlamalı bir ağın sınırsız bant genişliği, bireysel abonelerin çıkarlarına yönelik bazı ihlallerle birlikte, genel verimliliği için ödenmesi gereken bir bedeldir. Benzer şekilde, çok programlı bir işletim sisteminde, bir uygulamanın yürütme süresi, birlikte çalıştığı diğer uygulamaların sayısına bağlı olduğundan tahmin edilemez. bu başvuru işlemciyi böler.

Ağ performansı, ağın ilettiği paket boyutlarından etkilenir. Çok büyük paket boyutları, paket anahtarlamalı ağı devre anahtarlamalı ağa yaklaştırır, bu nedenle ağın verimliliği düşer. Ek olarak, büyük paket boyutları, her anahtarda arabelleğe alma süresini artırır. Her paket sabit uzunlukta bir başlık içerdiğinden ve mesajların bölündüğü paketlerin sayısı, paket boyutundaki azalmayla keskin bir şekilde artacağından, çok küçük paketler ek yükün payını önemli ölçüde artırır. Ağın maksimum verimliliği sağlandığında bir miktar "altın ortalama" vardır, ancak bu oranın tam olarak belirlenmesi zordur, çünkü ağın çalışması sırasında değişenler de dahil olmak üzere birçok faktöre bağlıdır. Bu nedenle, paket anahtarlamalı ağlar için protokol tasarımcıları, başlık, kural olarak sabit bir uzunluğa sahip olduğundan, paket boyutunun veya daha doğrusu veri alanının içinde olabileceği sınırları seçer. Genellikle, veri alanının alt sınırı sıfır olarak seçilir, bu da hizmet paketlerinin kullanıcı verileri olmadan iletilmesini mümkün kılar ve üst sınır 4 KB'yi geçmez. Veri iletirken, uygulamalar alışverişi daha hızlı tamamlamak için veri alanının maksimum boyutunu almaya çalışır ve küçük paketler genellikle, örneğin paket teslimatının onayını içeren kısa servis mesajları için kullanılır.

Paket boyutu seçilirken bağlantının bit hata oranı da dikkate alınmalıdır. Güvenilir olmayan bağlantılarda, paketler bozulduğunda yeniden iletilen veri miktarını azalttığı için paket boyutlarını küçültmek gerekir.
Ethernet, standart paket anahtarlama teknolojisine bir örnektir

Yukarıda açıklanan ağ sorunlarının çözümüne yönelik genel yaklaşımların en popüler ağ teknolojisi olan Ethernet'te nasıl şekillendirildiğini ele alalım. (Şimdi teknolojinin kendisini ayrıntılı olarak ele almayacağımızı unutmayın - bu önemli konuyu bir sonraki kursa erteleyeceğiz ve bugün sadece önceden düşünülmüş bir dizi temel kavramı gösteren bazı temel noktalara odaklanacağız.)
Bir ağ teknolojisi, bir bilgisayar ağı oluşturmaya yetecek, üzerinde anlaşmaya varılmış bir dizi standart protokol ve donanım yazılımıdır (örneğin, ağ bağdaştırıcıları, sürücüler, kablolar ve konektörler).

"Yeterli" sıfatı, uygulanabilir bir ağ oluşturabileceğiniz minimum araç setinden bahsettiğimizi vurgular. Bu ağ, örneğin, Ethernet standart protokollerine ek olarak, IP protokolünün yanı sıra özel iletişim cihazları - yönlendiriciler kullanımını hemen gerektirecek olan alt ağlar tahsis edilerek geliştirilebilir. Geliştirilmiş ağın daha güvenilir ve daha hızlı olması muhtemeldir, ancak ağın temelini oluşturan Ethernet teknolojisi üzerine inşa etme pahasına.

"Ağ teknolojisi" terimi genellikle yukarıda açıklanan dar anlamda kullanılır, ancak bazen geniş yorumu, örneğin "uçtan uca yönlendirme teknolojisi" gibi bir ağ oluşturmak için herhangi bir araç ve kural kümesi olarak kullanılır. güvenli kanal teknolojisi", "IP ağ teknolojisi". ".

Belirli bir teknoloji ağının (dar anlamda) temel aldığı protokoller, özellikle işbirliği için oluşturulmuştur, bu nedenle ağ geliştiricisi, etkileşimlerini düzenlemek için ek çaba gerektirmez. Bazen ağ teknolojilerine temel teknolojiler denir; bu, herhangi bir ağın temelinin bunlara dayalı olarak oluşturulduğu anlamına gelir. Ethernet ile birlikte iyi bilinen teknolojiler, temel ağ teknolojilerine örnek teşkil edebilir. yerel ağlar Token Ring ve FDDI veya X.25 ve çerçeve röle teknolojileri gibi. Bu durumda çalışan bir ağ elde etmek için, tek bir temel teknolojiyle ilgili yazılım ve donanım satın almak yeterlidir - sürücüler, hub'lar, anahtarlar, kablolama vb. İle ağ bağdaştırıcıları - ve bunları standardın gereksinimlerine uygun olarak bağlamak yeterlidir. teknoloji.

Bu nedenle, Ethernet ağ teknolojisi aşağıdakilerle karakterize edilir:

paket değiştirme;

tipik "ortak veri yolu" topolojisi;

düz sayısal adresleme;

paylaşılan iletim ortamı

Ethernet'in altında yatan temel ilke, paylaşılan bir veri iletim ortamına erişmenin rastgele bir yöntemidir. Bu tür bir ortam olarak kalın veya ince bir koaksiyel kablo, bükümlü çift, fiber optik veya radyo dalgaları kullanılabilir (bu arada, paylaşılan bir ortama rastgele erişim ilkesine dayanan ilk ağ, University of Aloha radyo ağıydı). Hawaii).

Ethernet standardı, elektrik bağlantılarının topolojisini kesin olarak sabitler. Bilgisayarlar, tipik "ortak veri yolu" yapısına göre paylaşılan bir ortama bağlanır (Şekil 7.). Zaman paylaşımlı veri yolu ile herhangi iki bilgisayar iletişim kurabilir. İletişim hattına erişim, özel kontrolörler - Ethernet ağ adaptörleri tarafından kontrol edilir. Her bilgisayarın veya daha doğrusu her ağ bağdaştırıcısının benzersiz bir adresi vardır. Veri aktarımı 10 Mbps hızında gerçekleşir. Bu değer, Ethernet ağının bant genişliğidir.

Pirinç. 7. Ethernet ağı.

Rastgele erişim yönteminin özü aşağıdaki gibidir. Ethernet ağındaki bir bilgisayar, yalnızca ağ boşsa, yani şu anda iletişim kuran başka bir bilgisayar yoksa ağ üzerinden veri iletebilir. Bu nedenle, Ethernet teknolojisinin önemli bir parçası, ortamın kullanılabilirliğini belirleme prosedürüdür.

Bilgisayar ağın boş olduğundan emin olduktan sonra iletmeye başlar ve bunu yaparken ortamı "yakalar". Paylaşılan ortamın bir düğüm tarafından özel kullanım süresi, bir çerçevenin iletim süresi ile sınırlıdır. Çerçeve, bir Ethernet ağındaki bilgisayarlar arasında değiş tokuş edilen bir veri birimidir. Çerçevenin sabit bir formatı vardır ve veri alanıyla birlikte alıcının adresi ve gönderenin adresi gibi çeşitli hizmet bilgilerini içerir.

Ethernet ağı, bir çerçeve paylaşılan bir veri iletim ortamına girdiğinde, tüm ağ bağdaştırıcıları bu çerçeveyi aynı anda almaya başlayacak şekilde tasarlanmıştır. Hepsi, çerçevenin ilk alanlarından birinde bulunan hedef adresi ayrıştırır ve bu adres kendi adresiyle eşleşirse çerçeve, ağ bağdaştırıcısının dahili arabelleğine yerleştirilir. Böylece hedef bilgisayar, kendisine yönelik verileri alır.

Birkaç bilgisayar aynı anda ağın boş olduğuna karar verdiğinde ve bilgi aktarmaya başladığında bir durum ortaya çıkabilir. Çarpışma adı verilen bu durum, verilerin ağ üzerinden doğru bir şekilde iletilmesini engeller. Ethernet standardı, çarpışmaları algılamak ve doğru şekilde işlemek için bir algoritma sağlar. Bir çarpışma olasılığı ağ trafiğinin yoğunluğuna bağlıdır.

Bir çarpışma algılandıktan sonra, çerçevelerini iletmeye çalışan ağ bağdaştırıcıları iletimi durdurur ve rastgele bir duraklamadan sonra ortama yeniden erişmeye ve çarpışmaya neden olan çerçeveyi iletmeye çalışır.

Ethernet teknolojisinin ana avantajları
1. Ethernet ağlarının bu kadar popüler hale geldikleri ana avantajı, maliyet etkinlikleridir. Bir ağ oluşturmak için, her bilgisayar için bir ağ adaptörüne ve ayrıca gerekli uzunlukta bir koaksiyel kablonun bir fiziksel bölümüne sahip olmak yeterlidir.
2. Ek olarak, Ethernet ağları yeterince uygulandı basit algoritmalar ortama erişim, adresleme ve veri iletimi. Ağ mantığının basitliği, basitleştirmeye ve buna bağlı olarak ağ bağdaştırıcılarının ve sürücülerinin maliyetinde bir azalmaya yol açar. Aynı nedenle, Ethernet ağ bağdaştırıcıları son derece güvenilirdir.
3. Ve son olarak, Ethernet ağlarının bir başka dikkat çekici özelliği, iyi genişletilebilirlikleri, yani yeni düğümleri bağlayabilmeleridir.

Token Ring ve FDDI gibi diğer temel ağ teknolojileri, farklı olmakla birlikte, Ethernet ile birçok benzerliği paylaşır. Her şeyden önce, bu, düzenli sabit topolojilerin ("hiyerarşik yıldız" ve "halka") ve ayrıca paylaşılan veri aktarım ortamının kullanılmasıdır. Bir teknoloji ile diğeri arasındaki önemli farklılıklar, paylaşılan bir ortama erişim için kullanılan yöntemin özellikleriyle ilgilidir. Dolayısıyla, Ethernet teknolojisi ile arasındaki farklar Teknoloji Simgesi Halkalar büyük ölçüde içlerinde gömülü olan medya paylaşım yöntemlerinin özellikleriyle belirlenir - Ethernet'te rastgele bir erişim algoritması ve Token Ring'de bir belirteç ileterek bir erişim yöntemi.

datagram iletimi

Paket anahtarlamalı ağlar günümüzde iki sınıf paket aktarım mekanizması kullanır:

datagram iletimi;

sanal kanallar

Datagram iletim mekanizmasını uygulayan ağlara örnek olarak Ethernet, IP ve IPX verilebilir. Sanal kanallar yardımıyla X.25 ağı, çerçeve rölesi ve ATM verileri iletilir. İlk önce dikkate alacağız temel prensipler datagram yaklaşımı.

Veri iletiminin datagram yöntemi, iletilen tüm paketlerin birbirinden bağımsız olarak paket paket işlenmesi gerçeğine dayanır. İki uç düğüm arasındaki belirli bir akışa ait bir paket ve bu düğümler üzerinde çalışan iki uygulama hiçbir şekilde dikkate alınmaz.

Bir sonraki atlamanın seçimi - örneğin, bir Ethernet anahtarı veya bir IP/IPX yönlendiricisi - yalnızca paket başlığında bulunan hedef ana bilgisayar adresine bağlıdır. Gelen paketin hangi düğüme gönderileceğine ilişkin karar, bir sonraki (geçiş veya son) düğümü benzersiz olarak tanımlayan bir dizi hedef adresi ve adres bilgisini içeren bir tablo temelinde verilir. Bu tür tabloların çeşitli adları vardır - örneğin, Ethernet ağları için genellikle yönlendirme tablosu olarak adlandırılırlar ve IP ve IPX gibi ağ protokolleri için yönlendirme tabloları olarak adlandırılırlar. Aşağıda, basitlik için, yalnızca uç düğümün hedef adresine dayalı datagram iletimi için kullanılan bu tür tablolar için genelleştirilmiş bir ad olarak "yönlendirme tablosu" terimini kullanacağız.

Aynı hedef adres için yönlendirme tablosu, bir sonraki yönlendiricinin farklı adreslerine işaret eden, sırasıyla birden çok giriş içerebilir. Bu yaklaşım, ağ performansını ve güvenilirliğini artırmak için kullanılır. Şek. Yükü dengelemek için N2, A2 adresli hedef düğüm için R1 yönlendiricisine gelen 8 paket, sonraki iki yönlendirici - R2 ve R3 arasında dağıtılır, bu da her birinin üzerindeki yükü azaltır, yani azaltır kuyruklar ve teslimatı hızlandırır. Ağ üzerinden aynı hedefe sahip paket yollarının bazı "bulanıklaşması", datagram protokollerinde bulunan her paketin bağımsız olarak işlenmesi ilkesinin doğrudan bir sonucudur. Aynı hedef adrese giden paketler, farklı yollardan ve ara yönlendiricilerin arızalanması gibi ağ durumundaki değişiklikler nedeniyle ona ulaşabilir.

Pirinç. 8. Paket iletiminin datagram prensibi.

Datagram mekanizmasının ağ üzerinden trafik yollarının bulanıklığı gibi bir özelliği de bazı durumlarda bir dezavantajdır. Örneğin, ağın iki uç düğümü arasındaki belirli bir oturumun paketlerinin belirli bir hizmet kalitesi sağlaması gerekiyorsa. Modern QoS teknikleri, hizmet garantisi gerektiren trafik her zaman aynı ara düğümlerden geçtiğinde en iyi sonucu verir.
Paket Anahtarlamalı Ağlarda Sanal Devreler

Sanal kanalların mekanizması (sanal devre veya sanal kanal), paket anahtarlamalı bir ağ aracılığıyla ağdaki trafik için kararlı yollar yaratır. Bu mekanizma, ağdaki veri akışlarının varlığını hesaba katar.

Amaç, akışın tüm paketleri için ağ üzerinden tek bir yol oluşturmaksa, bu tür bir akışın gerekli (ancak her zaman tek değil) işareti, ortak giriş ve çıkış noktalarının tüm paketlerinin varlığı olmalıdır. ağ. Ağda sanal kanalların oluşturulduğu bu tür akışların iletimi içindir. Şekil 9, iki sanal kanalın yerleştirildiği bir ağın bir parçasını göstermektedir. Birincisi, N1, A1 adresli uç düğümden, R1, R3, R7 ve R4 ara ağ anahtarları aracılığıyla N2, A2 adresli uç düğüme gider. İkincisi, verilerin N3, A3 - R5 - R7 - R4 - N2, A2 yolu boyunca ilerlemesini sağlar. İki uç düğüm arasında, her ikisi de geçiş düğümleri boyunca rota açısından tamamen çakışan ve farklı olan birkaç sanal kanal yerleştirilebilir.

Pirinç. 9. Çalışma prensibi sanal kanal.

Ağ, yalnızca sanal kanal boyunca trafiği iletme yeteneği sağlar ve bu kanallar üzerinden hangi akışların iletileceğine uç düğümlerin kendileri karar verir. Bir düğüm, bu sanal devreyle ortak uç noktaları olan tüm akışları veya bunların yalnızca bir kısmını iletmek için aynı sanal devreyi kullanabilir. Örneğin, gerçek zamanlı akış için bir sanal devre ve e-posta trafiği için başka bir sanal devre kullanabilirsiniz. İkinci durumda, farklı sanal devrelerin hizmet kalitesi için farklı gereksinimleri olacaktır ve bunları karşılamak, bir sanal devreden gelen trafiğin bir sanal devreden iletildiği duruma göre daha kolay olacaktır. farklı gereksinimler QoS ayarlarına gidin.

Sanal devreli ağların önemli bir özelliği, iletim kararları verilirken yerel paket adreslerinin kullanılmasıdır. Hedef ana bilgisayarın yeterince uzun bir adresi yerine (uzunluğu ağdaki tüm ana bilgisayarların ve alt ağların benzersiz bir şekilde tanımlanmasına izin vermelidir, örneğin, ATM teknolojisi 20 bayt uzunluğunda adreslerle çalışır), yerel bir etiket kullanılır, yani değişir belirli sanal kanal boyunca hareket eden tüm paketleri işaretleyen ana bilgisayardan ana bilgisayara. Bu etiket farklı teknolojilerde farklı olarak adlandırılır: X.25 teknolojisinde - mantıksal kanal numarası (Mantıksal Kanal numarası, LCN), çerçeve röle teknolojisinde - Veri Bağlantısı Bağlantı Tanımlayıcısı (DLCI), ATM teknolojisinde - sanal kanal tanımlayıcısı (Virüel Kanal Tanımlayıcı, VCI). Ancak amacı her yerde aynıdır - bu teknolojilerde anahtar adı verilen bir ara düğüm, gelen paketin başlığından etiket değerini okur ve paketin hangi çıkış portuna gönderilmesi gerektiğini belirten anahtarlama tablosuna bakar. Anahtarlama tablosu, ağdaki tüm düğümler (veya hiyerarşik adresleme yöntemi kullanılıyorsa alt ağlar) hakkında değil, yalnızca bu anahtardan geçen sanal devrelerle ilgili girişleri içerir. Genellikle büyük ağ düğümden geçen sanal kanalların sayısı, düğümlerin ve alt ağların sayısından önemli ölçüde azdır, bu nedenle, anahtarlama tablosunun boyutu yönlendirme tablosundan çok daha küçüktür ve bu nedenle, tarama çok daha az zaman alır ve büyük gerektirmez anahtardan bilgi işlem gücü.

Sanal kanal tanımlayıcısı (bu etiket adı aşağıda kullanılacaktır) ayrıca uç düğüm adresinden çok daha kısadır (aynı nedenden dolayı), bu nedenle, artık uzun bir adres içermeyen ancak yalnızca taşıyan paket başlığının fazlalığı ağ üzerindeki tanımlayıcı önemli ölçüde daha azdır.