Кіріспе
Эмуляция – пакеттік коммутация желісіндегі арнайы физикалық байланыс. Виртуалды схема (ВС) – деректерді пакеттік коммутация негізінде дерек желісі арқылы тасымалдау тәсілі, онда екі түйін арасында желіде алдымен байланыс орнатылады. Желі, контурлық коммутациядағыдай әр байланыс үшін деректердің белгілі бір жылдамдығын резервтемей, беріліс байланыстарындағы статистикалық мультиплекстеуді пайдаланады, бұл пакеттік коммутацияның ішкі қасиеті. CCITT-тің 1978 жылғы виртуалды схемаларды стандарттау барлық пайдаланушы-желі және желі-желі интерфейстерінде байланыс ағынын бақылауды жүзеге асырады. Бұл жүктеме бақылауына қатысуға және ауыр жүктемелі желіде пакеттердің жоғалу ықтималдығын азайтуға мүмкіндік береді. Кейбір схемалық протоколдар қателерді анықтау және автоматты қайталап сұрау (ARQ) арқылы деректерді қайта жіберуді пайдалану арқылы сенімді байланыс қызметін қамтамасыз етеді. Виртуалды схеманы пайдалану алдында оны желі түйіндері арасында шақыру орнату кезеңінде құру қажет. Құрылғаннан кейін түйіндер арасында биттер немесе байттар ағынымен алмасуға болады, бұл протокол деректері бірліктеріне төменгі деңгейдегі бөлуден абстракция жасап, жоғары деңгейдегі протоколдардың жұмысын ашық түрде жүзеге асыруға мүмкіндік береді. Виртуалды схема желілеріне балама ретінде датаграмма желілері қолданылады.
A virtual circuit (VC) is a means of transporting data over a data network, based on packet switching and in which a connection is first established across the network between two endpoints. The network, rather than having a fixed data rate reservation per connection as in circuit switching, takes advantage of the statistical multiplexing on its transmission links, an intrinsic feature of packet switching. A 1978 standardization of virtual circuits by the CCITT imposes per connection flow controls at all user to network and network to network interfaces. This permits participation in congestion control and reduces the likelihood of packet loss in a heavily loaded network. Some circuit protocols provide reliable communication service through the use of data retransmissions invoked by error detection and automatic repeat request (ARQ). Before a virtual circuit may be used, it must be established between network nodes in the call setup phase. Once established, a bit stream or byte stream may be exchanged between the nodes, providing abstraction from low level division into protocol data units, and enabling higher level protocols to operate transparently. An alternative to virtual circuit networks are datagram networks.
4-қабатты виртуалды схемалар
Қосылымға бағытталған тасымалдау қабаты протоколдары, мысалы TCP, IP сияқты қосылымсыз пакеттік коммутация желі қабаты протоколына сүйене алады, онда әртүрлі пакеттер әртүрлі жолдармен маршрутталғандықтан, тәртіпсіз жеткізілуі мүмкін. Дегенмен, TCP-ні виртуалды тізбек ретінде пайдалануға болады, себебі TCP сегмент номерлеуін қамтиды, бұл қабылдаушы тарапында тәртіпсіз жеткізілген деректерді қайта реттеуге мүмкіндік береді.
2/3 қабатты виртуалды схемалар
Деректер байланысы қабаты мен желілік қабатының виртуалды схема протоколдары қосылымға бағытталған пакеттік коммутацияға негізделген, яғни деректер әрқашан бірдей желілік жолмен, яғни бірдей түйіндер арқылы жіберіледі. Бұл қосылымсыз пакеттік коммутацияға қарағанда мынадай артықшылықтар береді: қосылым орнатылған кезде жолақты кеңістік резервтеу мүмкіндігі бар, бұл қызмет сапасының (QoS) кепілдігін қамтамасыз етеді. Мысалы, тұрақты бит жылдамдығы бар QoS класын ұсынуға болады, нәтижесінде тізбектік коммутация эмуляциясы жасалады. Пакеттер жеке-жеке маршрутталмайды және әрбір дерек пакетінің басында толық адрестік ақпарат берілмейді, сондықтан аз жүктеме қажет. Әрбір пакетте тек кішкентай виртуалды арна идентификаторы (VCI) ғана болуы керек. Маршруттау туралы ақпарат желі түйіндеріне тек қосылым орнатылған кезде ғана жіберіледі. Желі түйіндері теориялық тұрғыдан жылдам және жоғары сыйымды, өйткені олар тек қосылым орнатылған кезде маршруттауды орындайтын коммутаторлар, ал қосылымсыз желі түйіндері – әрбір пакет үшін жеке-жеке маршруттауды орындайтын маршруттандырғыштар. Коммутация толық адресті талдаудың орнына кестедегі виртуалды арна идентификаторын іздеуден тұрады. Коммутаторларды ASIC аппараттық құралдарында оңай іске асыруға болады, ал маршруттау күрделірек және бағдарламалық жасақтаманы қажет етеді. Дегенмен, IP маршруттандырғыштардың үлкен нарығы бар және озық IP маршруттандырғыштары 3-ші деңгейдегі коммутацияны қолдайтындықтан, қазіргі заманғы IP маршруттандырғыштары қосылымға бағытталған протоколдар үшін коммутаторлардан жылдам болуы мүмкін.
Bandwidth reservation during the connection establishment phase is supported, making guaranteed quality of service (QoS) possible. For example, a constant bit rate QoS class may be provided, resulting in emulation of circuit switching. Less overhead is required since the packets are not routed individually and complete addressing information is not provided in the header of each data packet. Only a small virtual channel identifier (VCI) is required in each packet. Routing information is only transferred to the network nodes during the connection establishment phase. The network nodes are faster and have higher capacity in theory since they are switches that only perform routing during the connection establishment phase, while connectionless network nodes are routers that perform routing for each packet individually. Switching only involves looking up the virtual channel identifier in a table rather than analyzing a complete address. Switches can easily be implemented in ASIC hardware, while routing is more complex and requires software implementation. However, because of the large market of IP routers, and because advanced IP routers support layer 3 switching, modern IP routers may today be faster than switches for connection oriented protocols.
АТМ, Фрейм Реле және X.25-тегі тұрақты және коммутацияланған виртуалды схемалар
Коммутацияланған виртуалды схемалар (SVC) әдетте әрбір қоңырау бойынша орнатылады және қоңырау аяқталғанда үзіледі; алайда, екі құрылым арасында арналған байланыс жасау үшін тұрақты виртуалды схема (PVC) орнатылуы мүмкін. PVC конфигурациясын әдетте қызмет провайдері алдын ала баптауды жүзеге асырады. SVC-ден айырмашылығы, PVC сирек бұзылады немесе үзіледі. Коммутацияланған виртуалды схема (SVC) – бұл талап бойынша динамикалық түрде құрылатын және деректерді жіберу аяқталғаннан кейін, мысалы, телефон қоңырауын немесе файлды жүктеуден кейін бұзылатын виртуалды схема. SVC деректерді тасымалдау эпизодтық және/немесе әрқашан бірдей деректер терминалды жабдықтарының (DTE) арасында болмайтын жағдайларда қолданылады. Тұрақты виртуалды схема (PVC) – бұл бір және сол DTE арасында қайта-қайта/үнемі пайдалану үшін құрылған виртуалды схема. PVC-де ұзақ мерзімді байланыс, виртуалды қоңыраудың деректерді беру фазасына сәйкес келеді. Тұрақты виртуалды схемалар, қоңырауды қайта-қайта орнату және ажырату қажеттілігін жояды. Frame Relay әдетте PVC-ні ұсыну үшін қолданылады. ATM коммутацияланған виртуалды қосылымдарды және тұрақты виртуалды қосылымдарды ұсынады, ATM терминологиясында олар солай аталады. X.25 виртуалды қоңыраулар мен PVC-ні ұсынады, бірақ барлық X.25 қызмет провайдерлері немесе DTE жүзеге асырулары PVC-ні қолдамайды, себебі олардың қолданылуы SVC-ге қарағанда әлдеқайда аз болған.