Circuit virtual
Această intrare sau secțiune despre subiectul teoriilor informatice nu citează sursele necesare sau cei prezenți sunt insuficienți . |
În rețelele de calculatoare și, mai general, în telecomunicații , un circuit virtual (sau un circuit virtual , prescurtat VC ) reprezintă o conexiune virtuală sau un canal virtual. Un VC este în mod normal un serviciu orientat spre conexiune, adică cu un mod dedicat de transfer al circuitului fix între două noduri , pentru care, totuși, transportul informațiilor nu constă într-un flux continuu de date sau împărțit în sloturi și cadre ( TDM ), ci în transferul unei secvențe de pachete de date (în format tipic digital ) la cererea sau cererea utilizatorului.
Comutarea circuitului menține o latență și o rată de biți constante , în timp ce anumite servicii pot varia din cauza următorilor factori:
- variația lungimii cozii într-un nod al rețelei
- variația ratei de biți generate de aplicație
- variația încărcării de la alți utilizatori care partajează aceleași resurse în rețea
Multe protocoale , legate de circuite virtuale, asigură stabilirea unui serviciu de comunicații fiabil prin retransmisia datelor după detectarea unei erori sau ARQ .
Descriere
Această conexiune logică este construită în așa fel încât mai multe conexiuni logice sau canale virtuale să poată partaja aceeași conexiune fizică printr-o formă de multiplexare asincronă. Conexiunea fizică poate fi de exemplu o conexiune prin cablu, dar și o punte cu unde radio . În cadrul conexiunii fizice, capacitatea totală de transmisie ( lățimea de bandă ) este apoi împărțită în canale virtuale separate prin intermediul protocolului care gestionează transportul datelor în pachete. Termenul virtual indică faptul că canalul, pe lângă faptul că este logic, nu este alocat permanent unui utilizator sau unui serviciu, ci este oferit la cerere sau la cerere pentru un serviciu, după cum este necesar, tipic pentru o rețea de pachete.
Pentru ca transportul să aibă loc corect, pachetele sunt etichetate, de către sistemul care le trimite, cu un identificator ( etichetă ) (numit VCI ) asociat canalului logic căruia îi aparțin. Apoi, toate sunt difuzate prin același canal fizic în ordine. La primire, pachetele sunt împărțite la aparatul de recepție, care recunoaște etichetele asociate diferitelor canale și sortează corespunzător datele. În cele din urmă datele sunt livrate destinatarilor cuvenite.
Protocoalele bazate pe canale virtuale permit comunicații pe distanțe lungi între mai mulți (multi-multicast) într-un grup de cabluri mai puțin (chiar și unul) decât numărul total de parteneri de comunicații totale. Din acest motiv, tehnologia este considerată o evoluție abstractă a funcționării comutatorului utilizat în centrele telefonice . Dispozitivul hardware care efectuează permutarea reală se numește switch .
Beneficii
Prin urmare, circuitul virtual identifică un mod de transfer alternativ la comutarea clasică a circuitului și comutarea pachetelor, creând un compromis optim între cele două moduri menționate anterior: legătura statică tipică comutării circuitului este de fapt păstrată, dar fluxul de informații este ambalat în loc de continuu. Și prin urmare, canalul static este utilizat numai la cerere, adică fără pre-atribuire: primul aspect permite limitarea calității problemelor de serviciu în ceea ce privește variabilitatea întârzierii în comunicațiile în timp real, cum ar fi vocea tipică rețelelor cu comutare de pachete, al doilea aspect pe de altă parte, face posibilă evitarea irosirii resurselor de transmisie, asigurând o eficiență mai mare în utilizarea mediului de transmisie, care este în schimb de obicei scăzut în rețelele cu comutare de circuite, cum ar fi rețeaua de telefonie . Din aceste motive, modul de transfer al circuitului virtual, deja implementat în protocoalele X.25 , Frame Relay și ATM , reprezintă compromisul optim pentru crearea de rețele integrate în servicii (voce și date) la viteză mare de transmisie. ca B-ISDN și rețea de generație următoare .
Stratul de circuit virtual 4
Protocoalele destinate transportului de pachete , cum ar fi TCP , se pot baza pe protocolul de rutare, cum ar fi IP , unde diferite pachete pot fi adresate pe căi diferite, astfel încât trimiterea se poate face într-un mod dezordonat; acest lucru este posibil numai atunci când TCP este utilizat ca circuit virtual, deoarece numerotează fiecare pachet și acest lucru permite reordonarea lor de către receptor.
Stratul de circuit virtual 2/3
De legătură strat și rețea strat protocoale sunt bazate pe de pachete în ordine comutatoare; aceasta înseamnă că fiecare dată este transportată întotdeauna pe aceeași cale în cadrul rețelei, adică trece întotdeauna prin aceleași noduri; Avantajele acestei tehnologii de comutare a pachetelor sunt:
- Lățime de bandă rezervată pe întreaga conexiune, ceea ce garantează cea mai bună calitate a serviciului (QoS).
- Sunt necesare mai puține cheltuieli generale, deoarece pachetele nu trebuie să fie adresate individual și informațiile legate de adresarea fiecărui pachet individual nu sunt furnizate de antetul corespunzător; pentru fiecare pachet este necesar doar VCI (Virtual Circuit Identifier); Informațiile de rutare sunt transferate numai la nodurile de rețea în timpul fazei de conectare.
- Nodurile rețelei sunt mai rapide și au o capacitate mai bună, deoarece sunt switch-uri care rutează doar în timpul fazei de conectare, în timp ce nodurile rețelei sunt routere care direcționează fiecare pachet. Comutarea se referă doar la examinarea VCI din tabel, mai degrabă decât la analizarea adresei complete. Comutatoarele pot fi implementate cu ușurință în ASIC , în timp ce rutare este foarte complexă și necesită implementare software. Datorită cererii mari pentru routerele IP și datorită suportului avansat al comutatorului de router, în prezent, noile routere IP pot fi mai rapide decât comutatoarele pentru protocoalele orientate spre conexiune.
Exemple de protocol de strat de transport furnizate unui circuit virtual
Exemple de protocol de strat de transport furnizate unui circuit virtual:
- Protocolul de control al transmisiei (TCP), unde este stabilit un circuit virtual fiabil la începutul unui protocol IP fără conexiune. Circuitul virtual este identificat de perechea de adrese sursă (sursă) și destinație (destinație) ale socketului, adică adresa IP a expeditorului și a receptorului (receptor) și a portului corespunzător. QoS garantat nu este furnizat.
- Stream Control Transmission Protocol (SCTP), unde un circuit virtual este stabilit la începutul protocolului IP sau al protocolului UDP .
Exemplu de protocol de circuit virtual la nivel de rețea și la nivel de legătură de date, unde datele sunt întotdeauna trimise folosind aceeași cale:
- X.25 , unde circuitul virtual este identificat de Identificatorul de canal virtual (VCI). X.25, care asigură o comunicare de la nod la nod fiabilă și QoS garantat.
- Releu de cadre , unde circuitul virtual este identificat printr-un Data Link Connection Idenfier (DLCI). Releul de cadru nu este fiabil, dar poate oferi QoS garantat.
- Mod de transfer asincron (ATM), unde circuitul virtual este identificat de perechea Virtual Path Identifier (VPI) și Virtual Circuit Identifier (VCI). Stratul ATM oferă un circuit virtual nesigur, dar protocolul ATM oferă fiabilitate prin utilizarea stratului ATM Adaptation Layer (AAL) și Service Specific Convergence Sublayer (SSCS) (mai corect termenul „asigurat” și nu „asigurat” decât „ de încredere "și" nesigur ").
- Serviciu general de pachete radio (GPRS)
- Comutarea cu etichetă multiprotocol (MPLS), care poate fi utilizată ca IP prin circuit virtual. Fiecare circuit este identificat printr-o etichetă. MPLS nu este fiabil, dar oferă opt clase QoS diferite.
Circuite virtuale permanente și variabile în ATM, Frame Relay și X.25
Circuitele virtuale comutate (SVC) sunt setate în general la pregătirea unui apel și deconectate la finalizarea apelului; cu toate acestea, un circuit virtual permanent (PVC) poate fi stabilit ca opțiune care oferă o legătură către un circuit dedicat prin două servicii. Configurația din PVC este de obicei preconfigurată de furnizorul de servicii. Spre deosebire de SVC-uri, PVC-urile sunt rareori rupte / deconectate.
Circuitul virtual comutat (SVC) este un circuit virtual care este stabilit dinamic ca răspuns la o solicitare și este eliminat când transmisia este finalizată, de exemplu după un apel telefonic sau o descărcare de fișiere. SVC-urile sunt de obicei utilizate în situații în care transmisia datelor este sporadică și / sau nu întotdeauna ambele părți au același echipament terminal de date (DTE).
Un circuit virtual permis (PVC) este un circuit virtual configurat pentru repetări sau pentru continuarea utilizării aceluiași DTE. Într-un PVC, asocierea pe termen lung este identică cu etapa de transfer de date într-un apel virtual.
- Releul de cadru este de obicei folosit pentru a livra PVC.
- Modul de transfer asincron oferă atât conexiuni virtuale care pot fi comutate, cât și conexiuni virtuale permanente, așa cum sunt numite în terminologia ATM.
- X.25 oferă apeluri virtuale și PVC-uri, deși nu toate serviciile X.25 le furnizează sau implementarea DTE acceptă PVC-uri, deoarece utilizarea lor este mai puțin obișnuită decât SVC-urile.
Bibliografie
- Andrew S. Tanenbaum, David J. Wetherall (2011, ediția a cincea. Ediția internațională), „Rețele de calculatoare”. pag. 361 ISBN 978-0-13-255317-9
- Specificația stratului de adaptare ATM ITU-T, B-ISDN: Tip 3/4 AAL , Recomandarea I.363.3 (08/96), Uniunea internațională a telecomunicațiilor, 1996, p5.
- Specificația stratului de adaptare ATU-T, B-ISDN ATM: tip 5 AAL , Recomandarea I.363.5 (08/96), Uniunea internațională a telecomunicațiilor, 1996, p5.
