Введение
В телекоммуникациях и компьютерных сетях, связь, ориентированная на установление соединения, – это протокол связи, в котором сеанс связи или полупостоянное соединение устанавливается перед передачей каких-либо полезных данных. Установленное соединение гарантирует доставку данных в правильном порядке на верхний уровень связи. Альтернативой является связь без установления соединения, такая как передача данных в режиме датаграмм, используемая протоколами Internet Protocol (IP) и User Datagram Protocol (UDP), где данные могут быть доставлены не по порядку, поскольку различные сетевые пакеты маршрутизируются независимо и могут передаваться по разным путям. Связь, ориентированная на установление соединения, может быть реализована с использованием коммутации каналов или виртуальной цепи в пакетном режиме. В последнем случае может использоваться протокол виртуальной цепи транспортного уровня, например, протокол Transmission Control Protocol (TCP), обеспечивающий доставку данных в порядке. Хотя коммутация нижнего уровня может быть без установления соединения, либо это может быть режим коммутации канального или сетевого уровня, где все пакеты данных, принадлежащие одному потоку трафика, доставляются по одному пути, а потоки трафика идентифицируются некоторым идентификатором соединения, что снижает накладные расходы на принятие решений о маршрутизации для каждого пакета в сети. Услуги протоколов, ориентированных на установление соединения, часто, но не всегда, являются надежными сетевыми услугами, предоставляющими подтверждение об успешной доставке и автоматические функции повторного запроса в случае потери или повреждения данных. Асинхронный режим передачи (ATM), Frame Relay и Multiprotocol Label Switching (MPLS) являются примерами ненадежных протоколов, ориентированных на установление соединения. Простой протокол передачи почты (SMTP) является примером протокола, ориентированного на установление соединения, в котором, если сообщение не доставлено, отправителю отправляется отчет об ошибке, что делает его надежным протоколом. Поскольку они могут отслеживать контекст соединения, протоколы, ориентированные на установление соединения, иногда описываются как сохраняющие состояние.
Переключение схем
Коммутируемые каналы связи, такие как общедоступная телефонная сеть, ISDN, SONET/SDH и оптические сети с ячеистой структурой, по своей природе являются системами связи, ориентированными на установление соединения. Коммутация каналов обеспечивает гарантированную постоянную полосу пропускания и упорядоченную доставку данных в виде потока битов или байтов с постоянной задержкой. Коммутаторы перенастраиваются в процессе установления соединения.
Виртуальная коммутация
Пакетная коммутация также может быть ориентирована на установление соединения, что называется коммутацией по виртуальным каналам. Вследствие пакетной коммутации, связь может испытывать переменную скорость передачи данных и задержки из-за изменяющейся нагрузки на сеть и длины очередей пакетов. Ориентация на соединение не обязательно гарантирует надежность.
Транспортный слой
Протоколы транспортного уровня, ориентированные на установление соединения, обеспечивают связь, ориентированную на соединение, поверх систем передачи данных без установления соединения. Протокол транспортного уровня, ориентированный на установление соединения, такой как TCP, может быть реализован на основе протокола сетевого уровня без установления соединения (например, IP), но при этом гарантирует упорядоченную доставку байтового потока посредством нумерации сегментов на стороне отправителя, буферизации пакетов и переупорядочивания пакетов данных на стороне получателя.
Дата-ссылка и сетевой уровень
В пакетно-коммутируемой связи или протоколе сетевого уровня все данные передаются по одному и тому же пути в течение сеанса связи. В отличие от использования полной информации о маршрутизации для каждого пакета (адресов источника и назначения), как в безъячейной коммутации пакетов, например, в обычных IP-маршрутизаторах, протокол с установлением соединения идентифицирует потоки трафика только по номеру канала или потока данных, часто называемому идентификатором виртуальной цепи (VCI). Информация о маршрутизации может быть предоставлена узлам сети на этапе установления соединения, когда VCI определяется в таблицах каждого узла. Таким образом, фактическая коммутация пакетов и передача данных могут выполняться с помощью быстрого аппаратного обеспечения, в отличие от более медленной маршрутизации на основе программного обеспечения. Обычно этот идентификатор соединения представляет собой небольшое целое число (например, 10 бит для Frame Relay и 24 бита для ATM). Это значительно повышает скорость работы сетевых коммутаторов. ATM и Frame Relay, например, являются примерами протоколов уровня канала передачи данных с установлением соединения и без гарантии доставки. Существуют также надежные протоколы без установления соединения, например, протокол сетевого уровня AX.25 при передаче данных в I-кадрах, но такая комбинация встречается редко, и надежная передача без установления соединения не распространена в современных сетях. Некоторые протоколы с установлением соединения были разработаны или изменены для поддержки как соединений, так и бессоединенных данных.