Технология организации сетей (стр. 3 )

На этапе анализа требований к сети важно определить все источники данных и параметры, которые необходимо установить для них с целью оценки или измерения потока данных. Следует также опробовать приложения, которые могут вызвать в сети проблемы, связанные с передачей данных. К числу приложений, которые могут генерировать большие объемы данных и таким образом приводить к перегрузке сети, относятся следующие:

- передача изображений или видеоинформации;

- доступ к центральной базе данных;

- доступ к Internet;

- компьютеры, загружающие программное обеспечение с удаленного сервера;

- файловые серверы подразделений предприятия.

При расчете рабочих нагрузок в сети одной из сложностей является то, что практически невозможно определить величину потока данных и производительность устройств в сети как функцию числа пользователей, типов приложений и географического расположения источников данных.

В зависимости от типа передаваемых данных можно использовать одну из следующих методик анализа и измерения объема потока данных:

- использование сетевого управляющего программного обеспечения;

- измерения в уже существующих сегментах сети;

- использование способа сравнительных источников, когда определяются статистические характеристики потока данных от имеющихся источников, по своим характеристикам аналогичных тем, которые планируется принять в проектируемой сети;

- использование приближенной оценки, когда измерения в существующих сегментах применить нельзя (например, из-за отсутствия будущего приложения). В этом случае в тесном сотрудничестве с администраторами сети и разработчиками программного обеспечения оценивается количество транзакций, их величина и длительность для получения статистических характеристик потока данных;

- зависимость характеристик доступа в сеть от времени. Пиковые периоды могут меняться, и измерения объемов потоков данных должны проводиться и в период времени, включающий типовые запросы пользователей;

- различия, связанные с типом передаваемых данных. Потоки данных мостов и маршрутиза-торов связаны с запросами к сетевым устройствам и протоколам. Некоторые протоколы чувствительны к потерянным пакетам, а определенные типы приложений требуют большей полосы пропускания;

- случайная природа характеристик потока данных в сети. Трудно, а зачастую и невозможно предсказать точное время прибытия и специфические эффекты передаваемых данных.

Очевидно, что в процессе анализа требований к сети необходимо постоянно согласовывать с Заказчиком принимаемые решения.

2.2. Выбор и обоснование стратегии проектирования РККС

Разработчики сетей обычно следуют одной из двух общих стратегий проектирования: замкнутой или иерархичной.

Замкнутая стратегия применяется редко. В рамках этой стратегии выбирается довольно простая топология сети, обычно нет четкого определения участков сети, в которых выполняются специфические функции. Расширение сети происходит, как правило, случайным и произвольным образом. В крупной сети с простой или замкнутой архитектурой всякие изменения оказывают воздействие на большое количество систем сети, что негативно сказывается на стоимости и комплексности усовершенствований.

Иерархическая стратегия сетевого проектирования позволяет осуществлять поуровневое формирование сетей. Для понимания важности разделения сети на уровни можно рассмотреть эталонную модель взаимодействия открытых систем (OSI), которая является иерархической моделью, облегчающей понимание и реализацию компьютерных коммуникаций. Благодаря подразделению на уровни, модель OSI упрощает задачи, которые необходимо решать для осуществления обменом информацией между компьютерами.

Иерархические модели сетевого проектирования также используют уровни для упрощения задач, возникающих при организации межсетевого взаимодействия. Каждый уровень специализи-руется на выполнении присущих именно ему функций, что позволяет проектировщику выбирать соответствующие конкретному уровню системы и характеристики. Существенно облегчается внесение изменений в архитектуру сети. Модульность проектирования сети позволяет создать такие элементы проекта, которые могут быть отдельно изменены в случае модернизации или роста сети. Поскольку каждый элемент проекта сети требует изменений, стоимость и комплексность усовершенствований в значительной степени зависит от небольшой части сети. Структурируя сеть на небольшие, простые для понимания и реализации элементы, можно облегчить нахождение аварийных участков сети.

Преимущества использования иерархической модели проектирования сети состоят в следующем.

1. Расширяемость – способность сети, построенной на базе иерархической модели, увели-чиваться без нанесения ущерба контролю и управляемости. Это связано с тем, что функцио-нальность сети локализована и потенциальные проблемы распознаются значительно проще.

2. Простота реализации. Каждому уровню иерархической модели предписано выполнение своих специфических функций, что облегчает реализацию сети.

3. Простота устранения неисправностей. Для каждого уровня четко определены его функции, поэтому упрощается поиск источника возникших проблем. Облегчается также временное сегментирование сети для сужения круга поиска проблем.

4. Предсказуемость. Сеть, созданная с использованием функциональных уровней, является достаточно предсказуемой, что значительно облегчает планирование пропускной способности с учетом роста сети в будущем. Облегчается также моделирование требуемой производительности сети для аналитических целей.

5. Поддержка протоколов. Объединение текущих и будущих приложений и протоколов гораздо легче осуществить в сетях, которые следуют принципам иерархического проектирования, поскольку основная инфраструктура таких сетей уже логически организована.

6. Управляемость. Все указанные преимущества иерархической модели проектирования способствуют большей управляемости сети.

2.3. Иерархическая модель проектирования сети

Иерархическая модель проектирования сети включает в себя следующие три функциональных уровня (рис. 2.1):

1. Основной (или магистральный) уровень – уровень, обеспечивающий оптимальную транспортировку данных между участниками распределенной сети. На этом уровне обеспечивается быстрое соединение между географически удаленными точками, объединяя несколько локальных сетей в РККС.

2. Уровень распределения – уровень, на котором происходит распределение сетевых служб для отдельных локальных сетей, входящих в состав распределенной сети. Фактически на этом уровне обеспечивается связь, основанная на использовании политики доступа пользователей к сетевым службам.

3. Уровень доступа – уровень, на котором обеспечивается прямой доступ пользователей к сетевым службам.

 

М – маршрутизатор;

К – коммутатор;

ПК – персональный компьютер;

М-1 – магистраль предприятия;

М-2 – магистраль здания предприятия;

ШД – широковещательные домены;

УС – удаленный сайт.

Рис. 2.1. Уровни иерархической модели проектирования сети

Рассмотрим подробнее функции уровней.

Каждый функциональный уровень можно определить как область сети, в границах которой функционирует третий (сетевой) уровень эталонной модели OSI. Три уровня ограничены устройствами сетевого уровня этой модели или другими устройствами, которые разделяют сеть на широковещательные домены.

Главная функция основного уровня – это обеспечение скоростного канала связи между уда-ленными участками сети, объединение этих участков в распределенную сеть предприятия. Каналы этого уровня обычно представляют собой связи типа «точка-точка» и подключение отдельных хостов непосредственно к этим каналам является достаточно редким явлением. Службы основного уровня обычно предоставляются в аренду провайдерами телекоммуникационных услуг.

На основном уровне не рекомендуется осуществлять какие-либо операции с пакетами (например, фильтрацию, использование списков управления доступом), поскольку они замедляют коммутацию. По этой причине основной уровень обычно реализуется распределенной сетью. Для такой сети может потребоваться организация резервных (избыточных) путей, которые обеспечат функционирование сети даже в случае возникновения разрывов в отдельных каналах связи. Другими важными задачами являются распределение нагрузки и быстрая конвергенция протоколов маршрутизации. Практически всегда на этом уровне необходимо добиваться эффективного использования полосы пропускания.

Уровень распределения представляет собой границу между основным уровнем и уровнем доступа. На этом уровне происходят операции с пакетами.

На уровне распределения выполняются такие функции:

- обработка адресов;

- доступ рабочих групп или подразделений предприятия к общесетевым ресурсам;

- определение широковещательных доменов и доменов многоадресных рассылок;

- маршрутизация;

- переход на любую необходимую среду передачи данных;

- обеспечение информационной безопасности.

На этом уровне находится магистраль группы зданий со всеми подключенными маршрутизаторами. Стратегия обеспечения доступа обычно реализуется на уровне распределения, поэтому можно сказать, что он обеспечивает связь, основанную на стратегии доступа.

Опытные проектировщики, как правило, на магистрали группы зданий не размещают конечных станций, что дает возможность магистрали функционировать исключительно в качестве транзитного пути для потоков данных, проходящих между рабочими группами или от рабочей группы к серверам предприятия.

В сетях без групп зданий уровень распределения может быть точкой перераспределения меж-ду доменами маршрутизации, а также точкой доступа удаленных участков к корпоративной сети.

Уровень доступа обычно представляет собой локальную сеть или группу локальных сетей (часто Ethernet или Token Ring), обеспечивающих пользователям доступ к сетевым службам. На этом уровне происходит подключение к сети почти всех хостов, включая серверы всех видов и рабочие станции пользователей, используются списки управления доступом или фильтры для дальнейшей оптимизации потребностей определенной группы пользователей.

Функции уровня доступа включают в себя: совместно используемую полосу пропускания, коммутируемую полосу пропускания, фильтрацию МАС - уровня, микросегментацию.

На уровне доступа осуществляется логическая сегментация, которая основывается на организационном делении предприятия. С точки зрения управления сетью и перспектив контроля, главная функция уровня доступа – это изоляция широковещательных потоков данных к отдельной рабочей группе или локальной сети.

В сетях, не включающих в себя групп зданий, уровень доступа представляет доступ к корпоративной сети для удаленных участков посредством какой-либо технологии распределенных сетей (такой, как Frame Relay, ISDN) или выделенной линии.

Не все сети требуют трехуровневой модели. Может применяться и одноуровневая модель в случае, когда на предприятии имеется небольшое количество удаленных подразделений, а доступ к приложениям в основном осуществляется через локальную сеть к файловому серверу участка. Каждый участок представляет собой отдельный широковещательный домен. Одним из важных вопросов при одноуровневом проектировании является определение места расположения серверов: они могут быть распределены по нескольким локальным сетям РККС или сконцентированы в районе центрального сервера.

В случае использования двухуровневой модели каналы распределенной сети применяются для соединения отдельных участков. Внутри участка могут находиться многочисленные локальные сети, каждый сегмент которых является отдельным широковещательным доменом. Для разделения локальной сети на отдельные широковещательные домены используются маршрутизаторы.

Использование трехуровневой иерархической модели проектирования РККС предполагает, что сеть будет иметь не простую топологию. И вообще простую топологию нельзя считать преимуществом иерархической модели проектирования РККС.

3. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТРЕБОВАНИЙ К РККС

3.1. Обеспечение требований по производительности РККС

Производительность компьютерной сети (КС) – это ее свойство, определяющее время на передачу и обработку информации в сети. Производительность сети зависит от быстродействия всех ее компонентов, участвующих в передаче и обработке информации. Вопросы производительности играют важную роль в КС. Процессы взаимодействия многих компонентов сети отличаются сложностью и многообразием, что может привести к непредсказуемым последствиям, сопровождаемым снижением производительности КС.

Глобальные вопросы производительности сети в целом решаются на транспортном уровне модели OSI.

К ключевым вопросам производительности сети относятся следующие:

- установление причин снижения производительности сети (выявление «узких мест» в сети);

- методы и средства измерения производительности;

- проектирование сети, удовлетворяющей требованиям по производительности;

- обеспечение быстрой обработки информационных модулей, т. е. единиц информации, которыми осуществляется обмен на транспортном уровне;

- разработка протоколов управления обменом данными для перспективных высокопроизводи-тельных сетей.

Рассмотрим кратко существо этих вопросов.

Выявление узких мест. Узкими называются места, ограничивающие пропускную способность или производительность всей сети. Пропускная способность всей сети определяется пропускной способностью наименее быстродействующего компонента.

Наиболее характерными причинами снижения производительности сети являются следующие:

1. Временное отсутствие свободных ресурсов. Например, перезагрузка маршрутизатора, вызванная большим входным трафиком, превышающим возможности маршрутизатора. Образуемый затор приводит к снижению производительности сети.

2. Структурный дисбаланс ресурсов. Например, подсоединение маломощного компьютера к гигабитной линии связи. В этом случае компьютер не справляется с обработкой приходящих пакетов, что чревато потерей некоторых пакетов, которые рано или поздно будут переданы повторно. Это приводит к неэффективному использованию пропускной способности линии связи и снижению общей производительности сети.

3. Синхронная перегрузка отдельных звеньев сети. Например, если передается широковеща-тельным способом пакет, в котором есть неверный параметр (номер порта назначения), получатели могут послать отправителю сообщение об ошибке. В результате образуется «широковещательный шторм», который может надолго остановить нормальную работу сети.

4. Неверная системная настройка. Например, компьютер имеет мощный центральный процессор и большую оперативную память, но под буфер выделено недостаточно памяти. В этом случае буфер будет переполняться и часть поступающих пакетов потеряется.

5. Неверная установка значений таймеров ожиданий. При отправке информационного модуля обычно включается таймер на случай потери этого модуля. Выбор слишком короткого интервала ожидания подтверждения приводит к излишним повторным передачам модулей, а слишком большого – к увеличению задержки в случае потери модуля. В обоих случаях это негативно связывается на производительности сети.

Измерение производительности сети. Измерения следует производить разными способами и во многих местах. Один из наиболее распространенных способов измерения состоит в том, что таймер включается во время начала какой-либо активности и измерение продолжается до оконча-ния этой активности. Например, ключевым измерением является измерение интервала времени, необходимого для получения отправителем подтверждения в ответ на отправку информационного модуля.

Не следует ограничиваться единственным измерением какого-нибудь параметра, например, времени на передачу одного информационного модуля. Измерение необходимо повторить многократно, а затем вычислить среднее значение. Более того, всю последовательность измерений следует повторить в различное время суток и в разные дни недели, чтобы заметить влияние различной загруженности сети на измеряемые параметры.

Результаты некоторых измерений (например, измерения времени чтения удаленного файла) зависят от конфигурации сети, операционной системы клиента и сервера, аппаратного интерфейса сетевых карт, их драйверов и других факторов. Такие измерения будут пригодны только для данной совокупности факторов.

Проектирование производительных сетей. С помощью измерения и настройки можно улучшить производительность уже спроектированной сети, но только до определенного уровня. Для дальнейшего повышения производительности необходима переделка проекта. Существуют несколько эмпирических правил по проектированию производительных сетей, основанных на опыте работы со многими сетями. Наиболее существенные из них состоят в следующем:

1.  Производительность хоста важнее пропускной способности канала. Многочисленные эксперименты показали, что почти во всех сетях временные затраты на работу операционной системы хоста и протокола составляют основное время задержки сетевой операции. При работе с гигабитной линией связи основная задача заключается в обеспечении достаточно быстрой передачи битов из буфера хоста (компьютера пользователя) в линию, а также в том, чтобы на приемной стороне обработка информации осуществлялась с той скоростью, с которой она приходит. Можно утверждать, что удвоение производительности процессора компьютера пользователя может привести к почти удвоению пропускной способности канала связи. Однако удвоение пропускной способности канала часто не дает никакого эффекта, так как узким местом обычно являются хосты.

2.  Для уменьшения программных накладных расходов необходимо уменьшить число пакетов в фиксированном объеме передаваемой информации.

Обработка каждого информационного модуля (например, пакета) подразумевает определен-ные накладные расходы (т. е. затраты времени) на обработку его заголовка и обработку каждого байта передаваемых данных. Побайтовые затраты времени процессора на обработку не зависят от размера модуля (пакета). Однако суммарные затраты времени на обработку заголовков пакетов су-щественно зависят от количества пакетов в фиксированном объеме передаваемой информации. Это количество будет тем меньше, чем больше размеры пакета (выбор рациональной длины пакета - это отдельная проблема, решение которой связано с рядом факторов, в том числе с накладными расходами на обработку заголовков). Например, при использовании 128-байтовых пакетов затраты на обработку заголовков будут в 32 раза больше, чем для пакетом размеров 4 Кбайт.

Решение вопроса о размере пакета связано с необходимостью не только учета накладных расходов на обработку заголовков (т. е. программных накладных расходов), но и учета накладных расходов нижних уровней. Прибытие каждого пакета вызывает прерывание, сопровождающееся нарушением работы процессорного конвейера, снижением эффективности функционирования кэш-памяти, необходимостью сохранения в стеке значительного числа регистров процессора. Следовательно, уменьшение числа посылаемых пакетов дает соответствующее снижение числа прерываний и накладных расходов.

3.  Необходимо минимизировать число операций копирования поступающих пакетов. Часто полученный пакет копируется три или четыре раза, прежде чем содержащиеся в нем данные доставляются по назначению. На каждое копирование затрачивается время работы процессора. Грамотно разработанные операционные системы компьютера позволяют сократить число опера-ций копирования и в конечном счете повысить эффективность функционирования компьютера.

4.  Сокращение времени задержки в линии связи важнее повышения ее пропускной способности. Более высокая пропускная способность может быть обеспечена использованием более качественной передающей среды или прокладкой дополнительного кабеля. Но от этого времени задержки меньше не станет. Для ее снижения потребуется улучшение программного обеспечения протоколов, операционной системы или сетевого интерфейса.

5.  Лучше избегать перегрузки в сети, чем бороться с уже возникшей перегрузкой. При возник-новении перегрузки образуется затор, пакеты теряются, пропускная способность линии связи рас-трачивается впустую, увеличиваются издержки и т. п. Процесс восстановления после перегрузки связан с потерей времени. Более эффективной стратегией является предотвращение перегрузки.

6.  Необходимо минимизировать количество тайм-аутов. Каждое срабатывание таймера обычно сопровождается повторением какого-либо действия. Но это повторение действительно должно быть необходимым. Период ожидания следует устанавливать с небольшим запасом. Таймер, срабатывающий слишком поздно, увеличивает задержку в случае потери пакета. Преждевременно срабатывающий таймер растрачивает попусту время процессора, пропускную способность линии связи и увеличивает нагрузку на маршрутизаторы.

Обеспечение быстрой обработки информационных модулей. На пути повышения производи-тельности сетей основным препятствием является программное обеспечение протоколов. Существуют некоторые способы преодоления этого препятствия. В них уделено внимание на способы сокращения затрат времени на обработку заголовков пакетов и на обработку каждого байта в пакете. Рассматриваются также две другие области, в которых возможны основные улучшения производительности сети, - это управление буферами и управление таймерами.

Разработка протоколов для высокопроизводительных (гигабитных) сетей. Гигабитные сети появились в начале 90-х годов XX-го века. Попытки применить к ним старые протоколы натолкнулись на ряд проблем. Наиболее важные из них следующие.

1.  Ограниченность адресного пространства старых протоколов. В них используются 32-раз-рядные порядковые номера. Для типичной скорости выделенных линий между маршрутизаторами, равной 56 Кбит/с, количество номеров 232 вполне достаточно, так как хосту, который постоянно выдавал бы в сеть данные, потребовалось бы больше недели на то, чтобы у него закончились порядковые номера. Это вполне приемлемо, если учесть, что максимальное время жизни пакета в сети Internet равно 120 с. Однако ситуация резко изменяется в гигабитных сетях. Если, например, сеть Ethernet выдает в Internet данные со скоростью 1 Гбит/с, порядковые номера закончатся примерно через 34 с, что существенно меньше времени жизни пакета. Это означает, что отправителю, посылающему достаточно много пакетов, придется повторять их порядковые номера в то время, как старые пакеты все еще будут блуждать по сети.

Следовательно, предположение разработчиков протоколов, что время цикла пространства порядковых номеров значительно превосходит максимальное время жизни пакетов, оказалось неприемлемым для гигабитных сетей.

2.  Более быстрый рост скорости передачи данных, чем скорости обработки данных. Это обстоятельство вынуждает разработчиков протоколов управления обменом данными и обработки данных искать приемлемые решения.

3.  В длинных гигабитных линиях главным ограничивающим фактором является не пропускная способность, а задержка. Этим гигабитные линии принципиально отличаются от мегабитных. В гигабитных линиях время на передачу фиксированного объема информации с возрастанием скорости передачи уменьшается, но только до определенного предела. При дальнейшем увеличении скорости передачи время на передачу почти не изменяется, главным ограничивающим фактором становится задержка. Такая зависимость демонстрирует ограничения старых сетевых протоколов. Например, протоколы с ожиданием подтверждений, такие как удаленный вызов процедуры, имеют врожденное ограничение на производительность.

4.  Появление новых гигабитных мультимедийных приложений, для которых постоянство времени передачи пакета так же важно, как и среднее значение времени задержки. Постоянная скорость доставки, даже если она низкая, часто предпочтительнее высокой, но непостоянной. Эта проблема связана уже не с протоколами или технологиями.

Некоторые методы решения указанных проблем рассматриваются ниже.

Главный принцип, которым должны руководствоваться разработчики гигабитных сетей, формулируется так: при проектировании таких сетей следует стремиться увеличивать скорость обработки пакетов, а не пропускную способность линий связи. В гигабитных сетях нет смысла экономить пропускную способность, так как ее более чем достаточно. Необходимо при разработке протоколов минимизировать время обработки.

Попытки ускорить работу сетей за счет создания быстрых сетевых интерфейсов на аппаратном уровне обычно не приводят к положительным результатам, так как такой интерфейс представляет собой дополнительный сопроцессор со своей программой. Если его сделать быстрым, то он будет очень дорогим, если медленным, то центральный процессор будет ждать, пока сопроцессор закончит свою работу. Более того, для взаимодействия двух процессоров общего назначения потребуются тщательно продуманные протоколы, обеспечивающие их корректную синхронизацию. Как правило, лучшим решением является создание простых протоколов, реализацию которых возложить на центральный процессор.

Вопрос обратной связи в высокоскоростных протоколах имеет важное значение. Предпоч-тительнее отказаться от обратной связи, так как на оповещение отправителя о получении сообще-ния уходит слишком много времени. Кроме того, стремление повысить производительность гигабитных сетей вынуждает разработчиков выбирать схему работы сети, ориентированную на предварительное соединение взаимодействующих пунктов.

В гигабитных сетях крайне важен формат пакета. В заголовке должно быть как можно меньше полей, а сами поля должны быть достаточно большими, чтобы нести в себе как можно больше необходимой служебной информации. Все это позволит сократить время обработки заголовков.

Контрольные суммы заголовка и данных лучше подсчитывать раздельно. Это дает возможность определять контрольные суммы быстрее и, кроме того, позволяет убедиться в правильности заголовка, прежде чем начать копировать данные в пространство получателя. Контрольную сумму данных лучше проверять во время копирования данных.

Размер поля данных в пакете должен быть достаточно большим. Это уменьшает общую сум-му заголовков в потоке передаваемых данных (т. е. снижает накладные расходы на их обработку) и, кроме того, обеспечивает возможность эффективной работы сети даже при наличии больших задержек.

В гигабитных сетях линии связи, как правило, являются высококачественными, ошибки в них появляются очень редко. Поэтому разработчик этих сетей должен в первую очередь минимизиро-вать время обработки для нормального режима работы, когда ошибки отсутствуют. Минимизация времени обработки в случае наличия ошибок на линии связи должна быть на втором месте.

3.2. Выбор метода маршрутизации

Задача маршрутизации состоит в выборе маршрута для передачи информации от отправителя к получателю. Она имеет смысл в тех сетях, где возможны альтернативные маршруты.

Выбор маршрутов в узлах связи ТСС производится в соответствии с реализуемым алгоритмом (методом) маршрутизации.

Алгоритм маршрутизации – это правило назначения выходной линии связи данного узла связи ТСС для передачи пакета, базирующееся на информации, содержащейся в заголовке пакета (адреса отправителя и получателя), таблице маршрутов и информации о загрузке этого узла (длина очередей пакетов) и, возможно, о ТСС в целом.

Основные цели маршрутизации заключаются в обеспечении:

- минимальной задержки пакета при его передаче от отправителя к получателю;

- максимальной пропускной способности сети, что достигается, в частности, нивелировкой загрузки линий связи ТСС;

- максимальной защиты пакета от угроз безопасности содержащейся в нем информации;

- надежности доставки пакета адресату;

- минимальной стоимости передачи пакета адресату.

Решение задачи маршрутизации зависит от того, какой сервис предоставляется сетевым уровнем модели OSI при организации передачи пакетов – ориентированный на соединение между отправителем и получателем или не требующий такого соединения.

Если предоставляется сервис без установления соединения, пакеты внедряются в сеть по отдельности и их маршруты рассчитываются независимо. При этом никакой предварительной настройки не требуется. В этом случае пакеты часто называются дейтаграммами, а сети передачи информации, соответственно, - дейтаграммными. При таком сервисе дейтаграммы, принадлежа-щие одному и тому же длинному сообщению, отправляются по разным маршрутам и приходят к получателю в разное время, решается непростая задача формирования первоначального сообщения из таких дейтаграмм.

При использовании сервиса, ориентированного на соединение, путь от маршрутизатора отпра-вителя до маршрутизатора получателя устанавливается до начала каких-либо передач пакетов. Такое соединение называется виртуальным каналом (по аналогии с физическими каналами, уста-навливаемыми в телефонной системе). Следовательно, отпадает необходимость в выборе марш-рута для каждого пакета. Вместо этого устанавливается соединение, маршрут от отправляющего до получающего компьютера прописывается в настройках системы и хранится в специальных таб-лицах, встроенных в маршрутизаторы. Один и тот же маршрут используется для всего трафика, проходящего через данное соединение. Когда соединение разрывается, виртуальный канал также прекращает свое существование. При использовании такого сервиса каждый пакет снабжается идентификатором виртуального канала.

Сравнение двух рассмотренных сервисов проведено в таблице 3.1.

Таблица 3.1

Сравнение виртуальных каналов и дейтаграмм

№ п/п	Проблема	Дейтаграммы	Виртуальные каналы
1	2	3	4
1	Установка канала	Не требуется	Необходима
2	Адресация	Каждый пакет содержит полный адрес отправителя и получателя	Каждый пакет содержит короткий номер виртуального канала
3	Информация о состоянии	Подсеть передачи трафика не содержит информации о состоянии	Каждый виртуальный канал требует места в таблице подсети для фикса-ции своего номера
4	Маршрутизация	Маршрут каждого пакета выби-рается независимо в каждом уз-ле связи по пути от отправителя к получателю	Маршрут выбирается при установке виртуального канала. Каждый пакет следует по этому маршруту

Продолжение таблицы 3.1

1	2	3	4
5	Эффект от выхода из строя маршрутизатора	Никакого, кроме потерянных пакетов	Все виртуальные каналы, про-ходящие через отказавший маршру-тизатор, прекращают существо-вание
6	Борьба с перегрузкой	Трудно реализуется	Легко реализуется при наличии достаточного количества буферов для каждого виртуального канала

При создании подсетей с использованием одного из двух этих сервисов приходится искать некоторые компромиссные решения. Существует компромисс между внутренней памятью маршрутизатора и пропускной способностью подсети. Виртуальные каналы позволяют экономить на адресах отправителя и получателя, указывая вместо них лишь короткие номера этих каналов. Полезная пропускная способность подсети при этом снижается незначительно. В дейтаграммных подсетях полные адреса занимают существенную часть всего кадра, что приводит к заметному снижению полезной пропускной способности подсети. Для хранения в маршрутизаторах больших таблиц с адресами может потребоваться много памяти.