Що таке комутація каналів?

Всі існуючі в даний час телекомунікаційні мережі для забезпечення необхідних функцій можуть використовувати два різновиди зв`язку - комутація каналів і (або) пакетів. Що це таке і чим вони відрізняються один від одного?

Почнемо, мабуть, з того, як працюють мережі з комутацією каналів. Вони з`явилися раніше своїх аналогів з комутованими пакетами, тому, що не дивно, більш прості в реалізації. Яскравий приклад мережі, в якій використовується комутація каналів - це телефонна лінія зв`язку. Очевидно, що для того, щоб два абонента могли почати спілкування, необхідно встановити між ними зв`язок. Абонент-ініціатор набирає номер, який, фактично, є командою обладнанню телефонної станції (АТС), що знаходиться між ними, належним чином з`єднати дві лінії - від ініціатора і від відповідача (беремо приклад, коли абоненти обслуговуються однією станцією). Раніше для цього застосовувалися механічні щупи на найпростіших датчиках положення, потім, з появою цифрових рішень, реалізація змінилася, хоча принцип залишився тим же. Комутація каналів надає абонентам незалежну лінію, яка залишається закріпленою за ними до закінчення сеансу зв`язку. Переваги очевидні: висока надійність, відсутність необхідності передачі контрольних пакетів. Однак даний спосіб з`єднання зі збільшенням кількості абонентів стає занадто марнотратним, оскільки кількість каналів фізично обмежена. Навіть спроба вирішити цю проблему застосуванням ущільнень є лише тимчасовим заходом, визначеним проміжним рішенням. Крім цього, комутація каналів володіє одним істотним недоліком - лінія зв`язку зайнята весь час, навіть якщо обміну інформацією між абонентами немає. Наприклад, при телефонній розмові можна покласти трубку поруч з апаратом і піти у своїх справах - канал залишиться зарезервованим за ними, поки не надійде сигнал розірвати зв`язок.

Саме тому згодом на зміну коммутировании каналів прийшов спосіб комутації пакетів. Принцип його роботи передбачає кодування і розбиття переданого потоку даних на ряд окремих пакетів, які по загальній лінії зв`язку передаються одержувачу і там об`єднуються в вихідний потік. Щоб зрозуміти відмінності зазначених двох способів, можна скористатися аналогією з транспортною лінією: при комутації каналів лінія представлена залізничною колією, а потік даних - це склад з безлічі вагонів. Цілком зрозуміло, що на шляху проходження затримки зустрічаються вкрай рідко, а надійність одна з найвищих. У той же час, з цієї колії одночасно не можуть рухатися кілька складів. А ось ліній з комутацією пакетів - це швидкісна автотраса з багатосмуговим рухом. Вантаж, що перевозиться (передані пакети) розділяється на кілька машин які, лавіруючи в потоці інших видів транспорту, досягають місця призначення, де відбувається збірка початкової конструкції. У даному прикладі дорога - це канал зв`язку, а машини являють собою пакети даних. Вони спокійно співіснують на одній дорозі, майже не заважаючи переміщенням один одного. Винятки - затори, світлофори і позаштатні ситуації (це затримки). Навіть якщо яка-небудь машина не прибула до одержувача, її копія за запитом може бути відправлена повторно. Сумарний обсяг переданої за одиницю часу інформації при пакетної комутації істотно вище, ніж у випадку з каналами.

В цілому, комутація це переключення чого-небудь, зміна станів. У мережній техніці вона формує маршрут для проходження даних. Особливість полягає в способі його організації. Комутацію не варто не плутати з маршрутизацією, завданням якої є пошук оптимального шляху прямування.