Snabb paketväxling

Fast Packet Switching (FPS ) ( eng.  FPS - Fast Packet Switching ) - förenklad paketväxling över virtuella anslutningar vid användning av digitala överföringsvägar med en låg nivå av binära fel, mindre än den för "brusiga" analoga telefonkanaler med parametrar på 1 bit fel per 1000 -100000 överförda bitar [1] [2] . FCU ligger bakom ett antal moderna digitala bredbandspaketsystem.

Förenklingarna är följande:

• för utbyte av paketerade data inte i realtid , vilket kräver leverans av den skickade informationen utan fel, tas funktionerna för att upptäcka och korrigera binära fel på grund av omsändning ( ARQ  - Automatic Repeat reQuest ) från nätverket till slutpunkterna för mottagning och sändning [3] ;
• för interaktiva tjänster, såsom röst och video, som har viss redundans, sänds inte felpaket om på något EMOS-lager utan kasseras helt enkelt [4] . Det är också möjligt att släppa paket utan fel, men med en alltför stor fördröjning i att följa genom kommunikationsnätverket [4] [5] .

Som ett resultat av dessa förenklingar har främjandet av paket genom nätverket blivit möjligt att implementera i hårdvara med hjälp av binära kretsar. Detta gör det möjligt att uppnå höga överförings- och växlingshastigheter i ett nätverk med en FCU. Etableringen av själva de virtuella anslutningarna utförs på vanligt sätt, det vill säga med hjälp av processorresursen.

Historik

• 1979 publicerade P. Kermani och L. Kleinrock en artikel [6] där de föreslog och, genom matematisk modellering, undersökte en ny metod för paketväxling ( Virtual Cut-Through ) vid den tiden ,  där paketet överfördes vidare över nätverket omedelbart efter att ha tagit emot det .header. Sålunda, med en liten nätverksbelastning, närmade sig denna metod kretskoppling i termer av överföringsfördröjning , och med en hög nätverksbelastning närmade den sig vanlig paketväxling, eftersom när den utgående kanalen var upptagen måste paketet tas emot fullständigt och köas i bufferten. Den föreslagna växlingstekniken tillhandahöll återställning av paket med identifierade fel på grund av omsändning. Det måste initieras av en nätverksnod (till exempel en terminal en i receptionen) med lämpliga funktioner och inte fungera i Cut-Through- läget , det vill säga den måste ta emot hela paketen.

• En av de första utvecklingarna inom området BKP var Jonathan Turners system [7] , skyddat av ett antal amerikanska patent . Från 1977-1983 arbetade Turner på Bell Laboratories , Illinois, och från 1981-1983 var han den främsta utvecklaren av ett FSL-system med variabel längd för gemensam röst- och dataöverföring [4] . I detta system var huvuddriftssättet fokuserat på överföring av paket över virtuella länkar. Den maximala paketlängden kan vara 144 oktetter (144x8=1152 bitar). Vid behov tillhandahölls även stöd för datagramdriftsläget . Switcharna skulle vara anslutna till T1 -överföringssystem (1,544 Mbps). BKP-systemet utvecklades i detalj: till exempel hade ett binärt självdirigerande flerskiktskopplingsfält (KP, engelska  SF - Switch Fabric ) 10 nivåer, 1024 portar och bestod av cirka 1 300 VLSI . Genom CP:n överfördes paket med en hastighet av 12 Mbit / s, det vill säga 8 gånger snabbare än genom externa T1-system. Sålunda, enligt Turners beräkningar, när T1-system belastas med 85 % är CP-belastningen mindre än 11 ​​%, och när man använder det andra parallella planet av CP:n är den mindre än 6 %. Redovisning av förseningen i överföringen av talpaket utfördes med hjälp av en tidsstämpel ( Engelska.  Time Stamp ) som fanns i varje paket [5] . I det här fallet, om fördröjningen översteg det tillåtna värdet, kasserades paketet, även utan binära fel.

• Kopplingsfält för J. Turner-systemet
• CE för byte Turnerfält

• Under andra hälften av 1980-talet deltog telekommunikationsföretag i ett antal länder i världen, förutom USA, i utvecklingen - franska, japanska etc., medan fokus flyttades till system med en konstant (fast ) paketlängd.

Applikationer

Följande praktiska system bygger på BKP:s principer:

• Asynkron dataöverföring ( eng.  ATM - Asynchronous Transfer Mode ), med paket (celler) av konstant längd. 1991 skapades ATM Forum [8] för att utveckla och utveckla ATM-teknik ;
• Ramreläer ( eng.  FR - Frame Relay ), med paket (ramar) av variabel längd. Motsvarande Frame Broadcast Forum organiserades också 1991 [8] ;
• Fragmentering till paket med "etiketter" i Internetnätverk ( MPLS - MultiProtocol Label Switching ) .  MPLS Forum inrättades 2000 [8] .

2009 slogs dessa forum samman till ett enda bredbandsforum [ 8 ] . 

Anteckningar

1. ↑ Yu Black, Datornätverk: protokoll, standarder, gränssnitt, 1990 , sid. 52.
2. ↑ Rekommendation X.25 från International Telecommunication Union används för att överföra paket genom sådana kanaler.
3. ^ A. Pattavina , "Switching Theory: Architecture and Performance in Broadband ATM Networks", 1998 , s. 13.
4. ↑ 1 2 3 J. S. Turner, "Design of an Integrated Services Packet Network", JSAC-4, nr 8, 1986 , sid. 1379-1380.
5. ↑ 1 2 W. A. ​​Montgomery, Techniques for Packet Voice Synchronization, JSAC-1, nr 6, 1983 , sid. 1022-1028.
6. ↑ P. Kermani och L. Kleinrock, "Virtual Cut-Through", Computer Networks, 1979 .
7. ↑ Yu Black, Datornätverk: protokoll, standarder, gränssnitt, 1990 , sid. 331-332.
8. ↑ 1 2 3 4 Bredbandsforum, Historia Arkiverad 23 februari 2016 på Wayback Machine

Länkar

• Federal Standard 1037C, Telecommunications: Ordlista för telekommunikationsvillkor: snabb paketväxling, Publiceringsdatum: 7 augusti 1996
• Techopedia Inc, snabb paketväxling
• WhatIs.com: snabb paketteknik
• https://www.kazedu.kz/referat/133098/4
• Bredbandsforum

Se även

• Engelsk artikel om Jonathan Turner

Litteratur

• Parviz Kermani och Leonard Kleinrock. Virtual Cut-Through: A New Computer Communication Switching Technique  (engelska)  // Computer Networks: Journal. - North-Holland Publishing Company, 1979. - Vol. 3 . - s. 267-286 . - ISSN 1389-1286 .
• Warren A. Montgomery. Tekniker för paketröstsynkronisering  (engelska)  // IEEE Journal on Selected Areas in Communications: Journal. - IEEE Communications Society, 1983. - Vol. SAC-1 , nr. 6 (december) . - P. 1022-1028 . — ISSN 0733-8716 .
• JS Turner. Design av ett integrerat paketnätverk för tjänster  (engelska)  // IEEE Journal on Selected Areas in Communications: Journal. - IEEE Communications Society, 1986. - Vol. SAC-4 , nr. 8 (november) . - P. 1373-1380 . — ISSN 0733-8716 .
• JS Turner , US-patent 4.484.326, "Paketbelastningsövervakning av trunkstyrenheter", nov. 20, 1984.
• JS Turner , US-patent 4.486.877, "Packet switching loop-around network and facilities testing", dec. 4, 1984.
• JS Turner , US Patent 4.488.288, "End-to-end information memory arrangement in a line controller", dec. 11, 1984.
• JS Turner , US Patent 4.488.289, "Interface facility for a packet switching system", dec. 11, 1984.
• JS Turner , US-patent 4.490.817, "Paketfelsfrekvensmätningar av distribuerade styrenheter", dec. 25, 1984.
• JS Turner , US-patent 4.491.945, "Fast packet switch", jan. 1, 1985.
• JS Turner , US Patent 4.494.230, "Fast packet switching system", jan. 15, 1985.
• Y. Svart. Datornätverk: protokoll, standarder, gränssnitt = Uyless Black, DATORNÄTVERK: Protokoll, standarder och gränssnitt / per. från engelska. ed. Ph.D. V.V. Vasilkova. - M . : "Mir", 1990. - 506 sid. — 25 000 exemplar.  - ISBN 5-03-001367-9 (ryska); 0-13-166091-8 (engelska).
• Achille Pattavina. Switching Theory: Arkitektur och prestanda i bredbands ATM-nätverk. - John Wiley & Sons Ltd, 1998. - ISBN 0-471-96338-0 (inbunden); 0-470-84191-5 (elektronisk).