Связь с установлением соединения - Connection-oriented communication
Связь с установлением соединения - это режим сетевой связи в телекоммуникациях и компьютерных сетях, при котором сеанс связи или полупостоянное соединение устанавливается до того, как могут быть переданы какие-либо полезные данные, что дает возможность гарантировать, что данные будут доставлены в правильном порядке на объект. верхний коммуникационный уровень. Альтернативой передаче с установлением соединения является связь без установления соединения , например, связь в режиме дейтаграммы, используемая протоколами IP и UDP, где данные могут доставляться не по порядку, поскольку разные сетевые пакеты маршрутизируются независимо и могут доставляться по разным путям.
Связь с установлением соединения может быть соединением с коммутацией каналов или соединением виртуального канала в пакетном режиме . В последнем случае он может использовать протокол виртуальной цепи транспортного уровня, такой как протокол TCP , позволяющий доставлять данные по порядку, хотя коммутация нижнего уровня не требует установления соединения, или это может быть режим коммутации уровня канала данных или сетевого уровня. , где все пакеты данных, принадлежащие одному потоку трафика, доставляются по одному и тому же пути, а потоки трафика идентифицируются по некоторому идентификатору соединения, а не по полной информации маршрутизации, что обеспечивает быструю коммутацию на основе оборудования.
Сервисы протокола с установлением соединения часто, но не всегда, представляют собой надежные сетевые сервисы, которые обеспечивают подтверждение после успешной доставки и функции автоматического повторного запроса в случае отсутствия данных или обнаруженных битовых ошибок. ATM , Frame Relay и MPLS - примеры ненадежного протокола, ориентированного на установление соединения. SMTP является примером протокола с установлением соединения, в котором, если сообщение не доставлено, отправителю отправляется отчет об ошибке, что делает SMTP надежным протоколом.
Переключение цепей
Связь с коммутацией каналов , например коммутируемая телефонная сеть общего пользования , ISDN , SONET / SDH и оптические ячеистые сети , по сути являются системами связи, ориентированными на установление соединения. Связь в коммутационном режиме гарантирует, что данные будут поступать с постоянной полосой пропускания и с постоянной задержкой, а также обеспечена упорядоченная доставка потока битов или потока байтов . Переключатели меняют конфигурацию на этапе установления цепи.
Переключение виртуальных цепей
Связь с коммутацией пакетов также может быть ориентированной на соединение, что называется связью в режиме виртуального канала . Из-за коммутации пакетов связь может страдать от переменной скорости передачи и задержки из-за различной нагрузки трафика и длины очереди пакетов. Связь с установлением соединения не обязательно является надежным протоколом.
Поскольку они могут отслеживать диалог, протоколы с установлением соединения иногда описываются как протоколы с отслеживанием состояния.
Связь в режиме соединения транспортного уровня
Соединение-ориентированный слой транспортных протоколы обеспечивают соединения-ориентированные связи по системам связи без установления соединения. Протокол транспортного уровня с установлением соединения, такой как TCP , может быть основан на протоколе сетевого уровня без установления соединения (например, IP ), но все же обеспечивает упорядоченную доставку потока байтов посредством нумерации последовательности сегментов на стороне отправителя. , буферизация пакетов и переупорядочение пакетов данных на стороне получателя. Последовательная нумерация требует двусторонней синхронизации счетчиков сегментов во время трехэтапной фазы установления соединения.
Коммутация виртуальных каналов передачи данных и сетевого уровня
В канальном уровне с коммутацией пакетов с коммутацией пакетов или протоколе сетевого уровня все данные передаются по одному и тому же пути во время сеанса связи. Протокол идентифицирует потоки трафика только по номеру канала / потока данных, часто обозначаемому идентификатором виртуального канала (VCI), а не по полной маршрутной информации для каждого пакета (адреса источника и назначения), используемого при коммутации дейтаграмм без установления соединения, например, в обычных IP-маршрутизаторах. В связи с установлением соединения информация о маршрутизации может предоставляться сетевым узлам на этапе установления соединения, где VCI определяется в таблицах в каждом узле. Таким образом, фактическая коммутация пакетов и передача данных могут выполняться с помощью быстрого оборудования, в отличие от медленной программной маршрутизации. Обычно этот идентификатор соединения представляет собой небольшое целое число (например, 10 бит для Frame Relay, 24 бита для ATM). Это значительно ускоряет работу сетевых коммутаторов (поскольку таблицы маршрутизации представляют собой простые справочные таблицы, которые легко реализовать на оборудовании). Фактически, влияние настолько велико, что даже типичные протоколы без установления соединения, такие как IP-трафик, помечаются префиксами заголовков, ориентированными на установление соединения (например, как с MPLS или встроенным полем идентификатора потока IPv6 ).
Например, ATM и Frame Relay являются примерами ненадежных протоколов канального уровня, ориентированных на установление соединения . Также существуют надежные протоколы без установления соединения, такие как протокол сетевого уровня AX.25 , когда он передает данные в I-кадрах. Но такая комбинация встречается редко, а надежное соединение без установления соединения - редкость в современных сетях.
Протоколы, ориентированные на соединение, обрабатывают трафик в реальном времени значительно более эффективно, чем протоколы без установления соединения, особенно с короткими пакетами постоянной длины, поэтому ATM до сих пор не заменен на Ethernet для передачи изохронных потоков трафика в реальном времени, особенно в сильно агрегированных сетях, таких как магистральные сети, где девиз «полоса пропускания - дешевая» не оправдывает своих ожиданий. Опыт также показал, что избыточное выделение полосы пропускания не решает всех проблем с качеством обслуживания. Следовательно, в настоящее время не ожидается, что (10-) гигабитный Ethernet заменит ATM.
Некоторые протоколы с установлением соединения были разработаны или изменены для поддержки данных как с установлением соединения, так и без установления соединения.
Примеры
Примеры связи в пакетном режиме с установлением соединения, т. Е. Связи в режиме виртуального канала: