Коммутация каналов, сообщений и пакетов
По способу передачи информации сети делятся на сети коммутации каналов, сети коммутации сообщений и сети коммутации пакетов.
При коммутации каналов образуется непосредственное (физическое) соединение двух узлов. Например, маломощная ЭВМ кратковременно подключается к мощной ЭВМ и при проведении расчетов работает как управляющая часть (терминал).
При коммутации сообщений информация передается порциями в виде готовых документов (например, в виде телеграмм, писем или отчетов).
Очевидно, что на время передачи сообщения (а оно может быть очень большим) канал связи становится недоступным для других пользователей. Кроме того, надежность такого соединения невелика: неполадки одного из многочисленных звеньев канала нарушают связь между компьютерами, и сообщение теряется.
При коммутации пакетов обмен производится короткими порциями фиксированной структуры и длины. Пакет - это часть сообщения. Малая длина пакета предотвращает блокировку линий связи, не позволяет одному пользователю захватить на долгое время канал связи. При этом пользователи, подключившиеся к популярному серверу, поочередно получают небольшую порцию информации (1500 байтов). Основные принципы коммутации пакетов поддерживаются протоколом TCP/IP.
Протокол TCP (Transmission Control Protocol - протокол управления передачей) разбивает исходное сообщение на несколько небольших фрагментов - пакетов. Каждый пакет снабжается заголовком, который содержит служебную информацию (адреса отправителя и получателя, идентификатор сообщения, номер пакета в сообщении и т. п.). Протокол TCP как бы укладывает каждый пакет в отдельный конверт.
Ответственность за доставку отдельного пакета по заданному адресу несет IP-протокол (Internet Protocol).
Рассмотрим процесс доставки электронных пакетов. Сначала пакет попадает на узел провайдера, где специальная программа, пользуясь таблицами маршрутизации, выбирает дальнейший маршрут следования. При этом разные пакеты одного и того же сообщения могут дойти до адресата по разным маршрутам (путям), через разные узлы Интернета. Поэтому судьба конкретного сообщения в известной степени не зависит от неполадок в отдельных участках сети: при необходимости пакет может быть переправлен к цели обходным путем.
Наконец, TCP-модуль адресата собирает поступающие пакеты и, пользуясь служебной информацией, соединяет отдельные пакеты в целое исходное сообщение. Каждый принятый пакет проверяется на целостность и правильность принятой информации. Для этого в каждом пакете передается служебная информация - контрольная сумма. Недостающие или искаженные фрагменты сообщения по запросу принимающей стороны пересылаются повторно.
Все описанные процессы идут со скоростью, близкой к 300 000 км/с, однако время доставки сообщения оказывается относительно такой скорости большим: от нескольких секунд до нескольких часов.
Дело в том, что длина одного пакета обычно не превышает 1500 байт и одно сообщение может быть разбито на несколько сотен пакетов. Таким образом, по каналам связи одновременно следуют, чередуясь друг с другом, тысячи пакетов. При этом общее время передачи равномерно распределяется между всеми пользователями.
Чем больше пользователей одновременно работают в Интернете, тем медленнее доставляются сообщения каждому конкретному адресату. Кроме того, случаются и "технические" задержки - перегрузка промежуточных шлюзов и серверов, неполадки в линиях связи.
Краткие итоги
Коммутация пакетов делает Интернет демократичной сетью. Каждый пользователь может получить свой квант информации в виде пакета.
Задержка пакетов при передаче практически не сказывается на работе электронной почты, передаче файлов по протоколу FTP. Однако интернет-телефония, интернет-радио и интернет-телевидение весьма чувствительны к этим задержкам.
