Віртуальне з єднання ВЗ віртуальний канал ВК англ VC Virtual Circuit канал зв язку в мережі комутації пакетів який з єдн

Віртуальне з'єднання (ВЗ), віртуальний канал (ВК) (англ. VC - Virtual Circuit) - канал зв'язку в мережі комутації пакетів, який з'єднує двох і більше абонентів, і складається з послідовних фізичних ланок системи передачі між вузлами зв'язку (комутаторами), а також з фізичних і логічних ланок всередині комутаторів на шляху між зазначеними абонентами. Логічна ланка керує фізичною ланкою і вони обидва одночасно організовуються на етапі встановлення наскрізного ВЗ між абонентами.

Логічна ланка являє собою запис в пам'яті комутатора відповідності ідентифікатора вхідного логічного каналу (ЛК), очікуваного в заголовку пакета на даному вхідному фізичному порті, ідентифікатора вихідного ЛК і номера вихідного фізичного порту.

Як тільки на даному вхідному порті з'являється пакет для передачі, логічна ланка активується і задіє відповідну фізичну ланку, яка за допомогою комутаційного поля передає пакет в вихідний порт. При цьому вхідний ідентифікатор ЛК (ІЛК) в заголовку пакета замінюється на вихідний ІЛК. Таким чином, крім фізичної комутації, здійснюється і логічна комутація.

ВЗ забезпечує передачу пакетів зі збереженням їх початкової послідовності ^[1] ( «строго один за одним»). Кожен такий пакет містить тільки ідентифікатор найближчого логічного каналу в ланці, і не несе повну адресну інформацію місця призначення, на відміну від дейтаграм . При роз'єднанні ВЗ відповідні йому записи в пам'яті комутаторів стираються, і на їх місце можуть бути записані дані нового ВЗ.

Концепція ВЗ

Згідно з книгою одного з піонерів комутації пакетів і співробітника Національної фізичної лабораторії Великої Британії Дональда Девіса і співавторів, концепція віртуального каналу була запропонована в дослідженнях корпорації Ренд, США ^[2] . Однак тоді під віртуальним каналом, або точніше, віртуальним з'єднанням (англ. VC - Virtual Connection) розумілося з'єднання, яке встановлюється за запитом кінцевого користувача мережі з іншим кінцевим користувачем мережі з тим, що сама мережа представлялася користувачеві як «чорний ящик із з'єднанням, встановленим через всю територію Сполучених Штатів» . Цей «чорний ящик» був проектованою розподіленою мережею з децентралізованим прийняттям рішень кожним комутатором, що «навчається», при використанні адаптивної маршрутизації. Мережа призначалася для роботи в екстремальних ситуаціях, з виходом із ладу її елементів, і мови про реалізацію ВЗ всередині мережі не йшло.

Термін «віртуальний» в цій статті підкреслює той факт, що, хоча канал і існує постійно впродовж сеансу зв'язку між абонентами, але при відсутності активності кореспондуючих сторін фізичні ресурси, через які проходить дане ВЗ, такі як тракти передачі між вузлами мережі, і відповідні ділянки комутаційних полів цих вузлів виділені не тільки під дане ВЗ, але можуть використовуватися і іншими ВЗ. А також і при активності всіх сторін фізичні ресурси можуть використовуватися спільно, за принципом статистичного мультиплексування пакетів (ін. словами, мультиплексування на вимогу ^[4] ).

Таким чином, ВЗ має деякі властивості як комутації каналів — за рахунок збереження вихідного порядку проходження пакетів, так і комутації пакетів — за рахунок можливості їх статистичного мультиплексування.

ВЗ можуть бути як комутованими (англ. SVC - Switched Virtual Circuit) з ініціативи абонентів за допомогою відповідної технічної процедури по типу набору номера в звичайній телефонній мережі, так і постійними (англ. PVC - Permanent Virtual Circuit), що встановлюються за зверненням абонентів до адміністрації мережі, на більш-менш тривалий термін, наприклад, на три місяці, півроку чи рік.

Приклад встановлення ВЗ

На малюнку, складеному за матеріалами ^[6] , показаний приклад встановлення комутованого двостороннього (дуплексного) ВЗ на ділянці мережі з комутацією пакетів. На кожну фізичну ланку цифровий системи передачі в комутаторах пакетів (КП) умовно виділено до 256 ідентифікаторів логічного каналу (ІЛК) на передачу і до 256 ІЛК на прийом, унікальних тільки в межах даної ланки, що дозволяє встановлювати максимум 256 дуплексних ВЗ. Таблиці показані тільки в частині логічної комутації, для них прийнято, що при встановленні ВЗ займається перший вільний зверху ІЛК. Наприклад, в таблиці порту № 3 КП А зайняті перші 62 ІЛК і так далі для інших таблиць. Після встановлення з'єднання таблиця переходить у 2-ий стан, при цьому якісь ІЛК можуть звільнитися, як, наприклад, ЛК2 в таблиці порту № 4 КП В. У реальних системах принцип заняття вільних ІЛК може відрізнятися.

Ієрархія ВЗ

Для зручності маршрутизації і комутації віртуальні з'єднання можуть «вкладатися» один в одного. Так, наприклад, в техніці ATM існує поняття віртуального шляху, як пучка з декількох ВЗ, оскільки на деяких ділянках мережі доцільно комутувати відразу пучок ВЗ, не розбираючи їх окремо.

Для цього в заголовку комірки ATM розміщені ідентифікатор віртуального шляху (ІВШ) (англ. VPI - Virtual Path Identifier) і ідентифікатор віртуального каналу (ІВК) (англ. VCI - Virtual Channel Identifier) ^[8] . Поєднання ІВШ / ІВК виконує адресні функції при просуванні комірок по мережі. Деякі значення ІВШ / ІВК зарезервовані заздалегідь, на рівні специфікації протоколу, і використовуються для службових цілей.

Примітки

Д. Дэвис и др., "Вычислительные сети и сетевые протоколы", 1982, с. 537.
Д. Дэвис и др., "Вычислительные сети и сетевые протоколы", 1982, с. 80.
P. Baran, On Distributed Communications Networks, IEEE Trans. on Commun., № 1, March, 1964.
Д. Дэвис и др., "Вычислительные сети и сетевые протоколы", 1982, с. 83.
И. А. Мизин и др., 1986.
Д. Дэвис и др., "Вычислительные сети и сетевые протоколы", 1982.
Ю. Блэк, Сети ЭВМ: протоколы, стандарты, интерфейсы, 1990.
A. Pattavina, "Switching Theory: Architecture and Performance in Broadband ATM Networks", 1998, с. 43—44.

Література

Paul Baran. On Distributed Communications Networks [ 13 жовтня 2018 у Wayback Machine.] // IEEE Transactions on Communications Systems : журнал. — 1964. — Т. CS-12, № 1 (March).
Д. Дэвис, Д. Барбер, У. Прайс, С. Соломонидес. Вычислительные сети и сетевые протоколы = Computer Networks and their Protocols / Пер. с англ. под ред. д.т.н., проф. С. И. Самойленко. — М.: "Мир", 1982. — 562 с. — 10,000 экз.
И. А. Мизин, В. А. Богатырёв, А. П. Кулешов. Сети коммутации пакетов / акад. В. С. Семенихин. — М.: "Радио и связь", 1986. — 408 с. — 5,500 экз.
Ю. Блэк. Сети ЭВМ: протоколы, стандарты, интерфейсы = Uyless Black, COMPUTERS NETWORKS: Protocols, Standards, and Interfaces / пер. с англ. под ред. к.т.н. В. В. Василькова. — М.: "Мир", 1990. — 506 с. — 25,000 экз. — (русск.); 0-13-166091-8 (англ.).
Achille Pattavina. Switching Theory: Architecture and Performance in Broadband ATM Networks. — John Wiley & Sons Ltd, 1998. — (Hardback); 0-470-84191-5 (Electronic).

[FOOTNOTEД._Дэвис_и_др.,_"Вычислительные_сети_и_сетевые_протоколы"1982537-1] Д. Дэвис и др., "Вычислительные сети и сетевые протоколы", 1982, с. 537.

[FOOTNOTEД._Дэвис_и_др.,_"Вычислительные_сети_и_сетевые_протоколы"198280-2] Д. Дэвис и др., "Вычислительные сети и сетевые протоколы", 1982, с. 80.

[FOOTNOTEP._Baran,_On_Distributed_Communications_Networks,_IEEE_Trans._on_Commun.,_№_1,_March1964-3] P. Baran, On Distributed Communications Networks, IEEE Trans. on Commun., № 1, March, 1964.

[FOOTNOTEД._Дэвис_и_др.,_"Вычислительные_сети_и_сетевые_протоколы"198283-4] Д. Дэвис и др., "Вычислительные сети и сетевые протоколы", 1982, с. 83.

[FOOTNOTEИ._А._Мизин_и_др.1986-5] И. А. Мизин и др., 1986.

[FOOTNOTEД._Дэвис_и_др.,_"Вычислительные_сети_и_сетевые_протоколы"1982-6] Д. Дэвис и др., "Вычислительные сети и сетевые протоколы", 1982.

[FOOTNOTEЮ._Блэк,_Сети_ЭВМ:_протоколы,_стандарты,_интерфейсы1990-7] Ю. Блэк, Сети ЭВМ: протоколы, стандарты, интерфейсы, 1990.

[FOOTNOTEA._Pattavina,_"Switching_Theory:_Architecture_and_Performance_in_Broadband_ATM_Networks"199843—44-8] A. Pattavina, "Switching Theory: Architecture and Performance in Broadband ATM Networks", 1998, с. 43—44.

[1]

[2]

[4]

[6]

[8]