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 обладнання 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 із збільшенням кількості абонентів стає дуже марнотратним, так як кількість каналів фізично обмежена. Навіть спроба вирішити цю проблему застосуванням ущільнень є лише тимчасовим заходом, певним 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 поряд з апаратом і піти по своїх справах – канал залишиться зарезервованих за ними, поки не надійде сигнал розірвати зв'язок.

Саме тому згодом на зміну коммутированию 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 цих двох методів, 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 прямування затримки зустрічаються вкрай рідко, а надійність одна з найвищих. У той же час, по цій колії одночасно не можуть рухатися кілька складів. А ось ліній з комутацією пакетів – це швидкісна автотраса з багатосмуговим рухом. Вантаж, що перевозиться (передані пакети) поділяється на кілька машин, які, лавіруючи в потоці інших видів транспорту, досягають місця призначення, де відбувається збірка початкової конструкції. В даному прикладі дорога – це канал зв'язку, а машини являють собою пакети даних. Вони спокійно співіснують на одній дорозі, майже не заважаючи переміщень один одного. Виключення – 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 перемикання чого-небудь, зміна станів. В мережевий техніці вона формує маршрут для проходження даних. Особливість полягає в способі його організації. Комутацію не варто плутати з маршрутизацією, завданням якої є пошук оптимального шляху прямування.