Наличие коммутаторов в сети с коммутацией каналов никак не влияет на суммарное время прохождения данных через сеть.
ПРИМЕЧАНИЕ-
Заметим, что время передачи сообщения в канал в точности совпадает со временем приема сообщения из канала в буфер узла назначения, то есть временем буферизации.
Время распространения сигнала зависит от расстояния между абонентами L и скорости S распространения электромагнитных волн в конкретной физической среде, которая колеблется от 0,6 до 0,9 скорости света в вакууме:
£prg = L/ S.
Время передачи сообщения в канал (а значит, и время буферизации в узле назначения) равно отношению объема сообщения V в битах к пропускной способности канала С в битах в секунду:
^tma ” V/ С,
В сети с коммутацией пакетов передача данных не требует обязательного установления соединения. Предположим, что в сеть, показанную на рис. 3.13, передается сообщение того же объема V, что и в предыдущем случае (см. рис. 3.12), однако оно разделено на пакеты, каждый из которых снабжен заголовком. Пакеты передаются от узла N1 узлу N2, между которыми расположены два коммутатора. На каждом коммутаторе каждый пакет изображен дважды: в момент прихода на входной интерфейс и в момент передачи в сеть с выходного интерфейса. Из рисунка видно, что коммутатор задерживает пакет на некоторое время. Здесь Т\ — время доставки адресату первого пакета сообщения, а Гр8 — всего сообщения.
 |
| Рис. 3.13. Временная диаграмма передачи сообщения, разделенного на пакеты, в сети с коммутацией пакетов |
Сравнивая временные диаграммы передачи данных в сетях с коммутацией каналов и пакетов, отметим два факта:
□ значения времени распространения сигнала (tprg) в одинаковой физической среде на одно и то же расстояние одинаковы;
□ учитыва-я, что значения пропускной способности каналов в обеих сетях одинаковы, значения времени передачи сообщения в канал (£tms) будут также равны.
Однако разбиение передаваемого сообщения на пакеты с последующей их передачей по сети с коммутацией пакетов приводит к дополнительным задержкам. Проследим путь первого пакета и отметим, из каких составляющих складывается время его передачи в узел назначения и какие из них специфичны для сети с коммутацией пакетов (рис. 3.14).
 |
| Рис. 3.14. Временная диаграмма передачи одного пакета в сети с коммутацией пакетов |
Время передачи одного пакета от узла N1 до коммутатора 1 можно представить в виде суммы нескольких слагаемых.
□ Во-первых, время тратится в узле-отправителе М:
О t\ — время формирования пакета, также называемое временем пакетизации (зависит от различных параметров работы программного и аппаратного обеспечения узла-отправителя и не зависит от параметров сети);
О ti — время передачи в канал заголовка;
О Ъ — время передачи в канал поля данных пакета.
□ Во-вторых, дополнительное время тратится на распространение сигналов по каналам связи. Обозначим через U время распространения сигнала, представляющего один бит информации, от узла М до коммутатора 1
□ В-третьих, дополнительное время тратится в промежуточном коммутаторе:
О £5 — время приема пакета с его заголовком из канала во входной буфер коммутатора; как уже было отмечено, это время равно (£2 + £3), то есть времени передачи пакета с заголовком в канал из узла источника;
О £б — время ожидания пакета в очереди колеблется в очень широких пределах и заранее неизвестно, так как зависит от текущей загрузки сети;
О £7 — время коммутации пакета при его передаче в выходной порт фиксировано длз конкретной модели и обычно невелико (от нескольких микросекунд до нескольки: миллисекунд).
Обозначим через 7Vi-5i время передачи пакета из узла N1 на выходной интерфейс комм} татора 1 Это время складывается из следующих составляющих:
Tm-si= t\ + U + £5 + £б + *7-
Обратите внимание, что среди слагаемых отсутствуют составляющие £2 и £3. Из рис. 3. видно, что передача битов из передатчика в канал совмещается по времени с передач! битов по каналу связи.
Время, затрачиваемое на оставшиеся два отрезка пути, обозначим соответственно Ts\ и Ts2-N2• Эти величины имеют такую же структуру, что и Tm-su за исключением того, ч в них не входит время пакетизации, и, кроме того, Ts2-N2 не включает время коммутац (так как отрезок заканчивается конечным узлом). Итак, полное время передачи одт пакета по сети составляет:
Т\ = 7м-51 + 751-52 + 752-N2.
А чему же будет равно время передачи сообщения, состоящего из нескольких пакет Сумме времен передачи каждого пакета? Конечно, нет! Ведь сеть с коммутацией паке работает как конвейер (см. рис. 3.13): пакет обрабатывается в несколько этапов, и устройства сети выполняют эти этапы параллельно. Поэтому время передачи такого общения будет значительно меньше, чем сумма значений времени передачи каждого nai сообщения. Точно рассчитать это время сложно из-за неопределенности состояния с и вследствие этого, неопределенности значений времени ожидания пакетов в очерс коммутаторов. Однако если предположить, что пакеты стоят в очереди примерно од ковое время, то общее время передачи сообщения, состоящего из п пакетов, можно оце следующим образом: