Для чего переключать коммутацию каналов. Глобальные сети с коммутацией каналов и пакетов

В самом общем смысле самоуправление - это самостоятельное, без вмешательства извне улаживание тем или иным сообществом собственных дел.

Сообщества могут быть территориальными, производственными, научными, студенческими, иными, относительно формализованными коллективами, решения которых принимаются всеми их членами или уполномоченными органами и относительно обязательны для каждого члена данного коллектива.

Согласно ст. 126 Гражданского кодекса РФ муниципальные образования отвечают по своим обязательствам принадлежащим им на праве собственности имуществом, кроме имущества , которое закреплено за созданными ими юридическими лицами на праве хозяйственного ведения или оперативного управления, а также имущества, которое может находиться только в муниципальной собственности . Государство не отвечает по обязательствам муниципальных образований.

Местное самоуправление осуществляется двояким образом. Во-первых, непосредственно населением путем выборов, референдумов , сходов, собраний и конференций граждан и в других формах прямой демократии . И, во-вторых, через органы местного самоуправления - представительные, исполнительно-распорядительные, контрольные и др.

Местное самоуправление в своей деятельности исходит из интересов населения. В теоретическом плане не должно быть расхождений между интересами демократического, социального, правового государства , для которого человек, его права и свободы являются высшей ценностью, и интересами местного самоуправления. Однако на практике между органами этого государства и органами местного самоуправления в данной, конкретной ситуации противоречия случаются нередко, поскольку оценка одних и тех же дел разными уровнями власти и управления не может быть одинаковой.

Местное самоуправление при решении вопросов местного значения учитывает исторические и иные традиции. Именно местная власть имеет все возможности принять во внимание в своих решениях огромное разнообразие природно-географической и экономической специфики, уклад жизни людей, их язык, культуру, бытовые и национальные особенности.

Приведенное определение в известной степени корреспондирует эталонному для современного европейского демократического государства определению местного самоуправления, содержащемуся в Европейской хартии местного самоуправления, которая подписана и Российской Федерацией. Под местным самоуправлением здесь понимается право и реальная способность органов местного самоуправления (в более точном, хотя и неофициальном, переводе на русский с английского и французского первоисточников - не "органов местного самоуправления", а "местных сообществ". - В.В.) регламентировать значительную часть государственных дел и управлять ею, действуя в рамках закона под свою ответственность и в интересах местного населения. Это право осуществляется советами или собраниями, состоящими из членов, избранных путем свободного, тайного, равного, прямого и всеобщего голосования. Советы или собрания могут располагать подотчетными им исполнительными органами.

Данные положения не исключают обращения к собраниям граждан, референдуму или любой другой форме прямого участия граждан там, где это допускается по закону.

Это определение не ограничивается правом органов местного самоуправления самостоятельно принимать решения, но указывает на реальную способность это делать. Это весьма важная черта в характеристике местного самоуправления, предполагающая, что о реальном существовании местного самоуправления можно говорить лишь тогда, когда его правовая модель воплощается в жизнь. Данная идея актуальна для оценки современного российского местного самоуправления, эффективности его функционирования.

Россия делает лишь первые шаги на пути, обозначенном различными, подчас весьма привлекательными, по канонам демократии, правовыми, в том числе конституционными, установлениями об организации и деятельности местного самоуправления. Местное самоуправление в нашей стране пока не обладает в полной мере возможностями для реализации этих установлений.

Усилия, направленные на то, чтобы право и способность его осуществления слились воедино, предпринимаются федеральными и региональными органами государственной власти , а также органами местного самоуправления. Однако цель будет достигнута, когда решение получат многие политические, социально-экономические и культурно-цивилизационные проблемы, выдвинувшиеся перед новой Россией. Надо учитывать, что местное самоуправление в развитых демократических государствах утверждалось в течение не одного столетия. Российскому же самоуправлению в его современном понимании от роду всего несколько лет. И, возможно, пройдет не одно десятилетие, пока оно крепко станет на ноги.

Американский историк Стивен Коэн писал еще на заре перемен в нашей стране, что невозможно "занять" демократию другой страны... Ни одна политическая система ни в одной стране не будет стабильной, если она не рождена в самой этой стране на ее почве как результат развития собственной политической культуры.

Политическая жизнь в России, состояние местного самоуправления доказывают правильность этой мысли. Сейчас вряд ли есть смысл анализировать российскую модель местного самоуправления с точки зрения восприятия ее как "своей", вычислять, что в ней от англосаксонской, французской, немецкой или скандинавской моделей. Остается фактом, что наша модель в своем правовом оформлении немало заимствовала из зарубежного опыта, хотя многие органы муниципальных образований, как бы они ни назывались, по содержанию и стилю своей деятельности до сих пор связаны с традициями, к сожалению, не всегда самым лучшими, местных Советов народных депутатов . Российское местное самоуправление не может быстро оторваться от корней советской системы.

Поэтому так ощутимо кое-где сопротивление местного "материала" новым формам организации власти на местах.

На нынешнем этапе местное самоуправление в России являет собой довольно пеструю картину - по темпам продвижения вперед к конституционной модели устройства местной власти. Наиболее видной общей чертой местного самоуправления, знаменующей сдвиг к утверждению демократической цивилизованной местной власти, является осуществление выборности его важнейших органов, наличие прежде всего выборных представительных органов, наделенных правом решения главных вопросов местной жизни. Во всем другом движение вперед неравномерно в разных регионах, на разных уровнях самоуправления.

Примечательная особенность состояния важнейшего института народовластия заключается в том, что сегодня местное самоуправление выступает как самоуправление его органов (к тому же не всегда оптимально выполняющих свои функции), а не самого населения, как это должно быть по определению. Члены местных сообществ слабо вовлечены в решение самоуправленческих дел. Ими заправляют во многих местах исключительно органы местного самоуправления, связанные с населением через выборы .

Причем наибольших результатов в разных сферах местной жизни - жилищно-коммунальном хозяйстве, жилищном строительстве , благоустройстве, образовании, здравоохранении и других добиваются органы местного самоуправления в крупных и средних городах. Здесь наиболее развита инфраструктура, шире пообъектный состав муниципальной собственности и возможности финансового маневра. В Нижнем Новгороде, Омске, Томске, Иркутске, Челябинске, Свердловске, Саратове и ряде других городов муниципалитеты успешно осваивают новые экономические рычаги управления, умело распоряжаются муниципальной собственностью, используя рыночные отношения и развивая внешнеэкономические связи.

Политико-социальное и функциональное назначение местного самоуправления

Местное самоуправление как одна из основ конституционного строя

Будучи одной из основ конституционного строя, местное самоуправление служит важным устоем жизни нашего общества и государства, закрепленных в Конституции РФ.

В ряду основ конституционного строя местное самоуправление следует рассматривать как фундаментальный институт, в значительной мере определяющий сущностное содержание российского государства как демократического, правового и социального государства . В главе Конституции об основах конституционного строя о местном самоуправлении говорится в связи с осуществлением народом своей власти, формами собственности , в том числе на землю, ролью самоуправления в системе управления обществом. Эти нормы, как и все нормы данной главы Основного закона, имеют особую юридическую силу - законодатель обязан следовать данным нормам при дополнении или изменении остального текста Конституции. Другие нормы Конституции о местном самоуправлении развивают нормы, определяющие местное самоуправление как одну из основ конституционного строя.

Значение местного самоуправления как одной из основ конституционного строя наиболее ярко выражается в том, что оно наряду с другими конституционными институтами воплощает демократические идеи нового российского государства.

В местном самоуправлении заложен огромный демократический потенциал.

Европейская хартия местного самоуправления подчеркивает, что именно на местном уровне наиболее непосредственным образом может быть обеспечено участие граждан в управлении государственными делами.

Демократия не исчерпывается участием граждан в управлении. Это еще и гласность, свобода обсуждать важнейшие проблемы, высказывать свое мнение и добиваться законным образом его учета в актах и действиях соответствующих органов. Местное самоуправление способствует этому.

Демократия - это еще и внутреннее ощущение гражданином своей полезности обществу, необходимости участия в его жизни. Местное самоуправление может гарантировать это, поскольку располагает широчайшим спектром способов и форм приобщения граждан к решению насущных жизненных проблем.

Иногда в реестре услуг прямо указывается их стоимость.

Чаще органы местного самоуправления нормативы стоимости услуг определяют в отдельном документе. В некоторых субъектах Федерации (например, в Московской области) нормативы стоимости предоставления государственных и муниципальных услуг определяются Законом субъекта Федерации, причем действующим только в предстоящем году, а затем обновляемым. Здесь, с одной стороны, устанавливаются расчетные показатели финансового обеспечения услуг за счет средств бюджета Московской области и бюджетов муниципальных образований в расчете на одного жителя Московской области или на единицу измерения при оказании отдельных услуг. Эти нормативы касаются социальной сферы, жилищно-коммунального хозяйства, системы дорожно-мостового хозяйства, обеспечения пожарной безопасности и безопасности людей на водных объектах, а также содержания органов местного самоуправления области. Конкретные цифры бюджетов обозначены для муниципальных услуг, связанных с организацией предоставления общедоступного и бесплатного начального общего, основного общего, среднего (начального общего) образования по основным общеобразовательным программам; предоставлением дополнительного образования; предоставлением общедоступного бесплатного дошкольного образования на территории муниципальной единицы, отдыха детей в каникулярное время. Речь идет также об услугах по оказанию медицинской помощи, услугах в области культуры, дорожного хозяйства и др. Часть нормативов является общей для всех муниципальных образований, за некоторыми исключениями. Другие расчетные показатели общей стоимости услуг определяются с учетом различных поправочных коэффициентов по методике, утверждаемой законом Московской области в годовом бюджете.

В ряде случаев, когда речь идет об оказании муниципальной услуги, имеющей характер документальной информации, в порядок оказания услуг входит стандарт оказания услуги, который содержит общее описание услуги, органа, предоставляющего услугу, исчерпывающий перечень документов, необходимых для получения услуги, информацию о сроке оказания услуги и ее платности, способы получения информации о порядке предоставления услуги, в том числе через сеть "Интернет ".

Стандартизация и регламентирование муниципальных услуг предполагает разработку и утверждение муниципалитетом административных регламентов предоставления этих услуг. В регламентах описывается последовательность действий при предоставлении муниципальной услуги, максимальный срок выполнения действия, формы и порядок контроля за совершением действия, способ фиксации результата этого действия, порядок обжалования действия и др.

Кроме того, к позитивным моментам порядка оказания муниципальных услуг относится мониторинг и оценка качества предоставляемых услуг. Они позволяют выявить проблемы в организации предоставления услуг, определить их качество и на этой основе сделать выводы для улучшения всей практики предоставления услуг.

Как это установлено в ряде муниципалитетов, мониторинг и оценка качества предоставления услуг проводятся с помощью социологических опросов, специализированных личных интервью в местах предоставления услуг. Решения органов местного самоуправления в ряде случаев включают содержание актов, которые дают возможность оценить качество инфраструктуры, связанной с предоставлением услуг, удовлетворенность компетентностью и вежливостью, результатами полученной услуги, распространение фактов взимания дополнительной оплаты услуги и т.д.

Системные процедуры оказания муниципальных услуг не получили широкого распространения, но сама тенденция к их все большему внедрению и улучшению, безусловно, заслуживает одобрения. Эти процедуры конкретизируют главные функции местного самоуправления, которые заключаются в обеспечении конституционных прав гражданина, создании достойных условий жизни местных сообществ и каждого их члена. Они поворачивают муниципалитеты лицом к нуждам и потребностям жителей городов и сел. Будучи оформлены решениями органов местного самоуправления, они, конечно, не могут сыграть определяющей роли в решении проблем непосредственного жизнеобеспечения граждан, но их роль не следует преуменьшать. Системное применение процедур оказания муниципальных услуг ясно высвечивает роль органов местного самоуправления как организаторов и поставщиков услуг, в которых нуждается местное население.

Улучшению предоставления услуг может существенно послужить перевод их на систему электронных информационных коммуникаций. Пока эта система в муниципалитетах внедряется очень медленно. Впереди крупные городские муниципальные образования. Например, в г. Перми жители могут записываться в очередь к врачу прямо из дома по Интернету. Таким же способом можно записаться в читальный зал библиотеки, в школы, детские сады. Однако такого опыта пока нет в подавляющем большинстве городских округов и муниципальных районах.

Существенным резервом совершенствования порядка предоставления муниципальных услуг служит объединение группировки их предоставления.

Согласно постановлению Правительства РФ от 3 октября 2009 г. N 796 органам местного самоуправления должны создавать в каждом муниципальном образовании (надо полагать, первым делом в городских округах - крупных или средних по размерам территории и муниципальных районах) многофункциональные центры предоставления муниципальных услуг, т.е. муниципальные учреждения в целях организации централизованного предоставления муниципальных услуг. На базе таких центров должно предоставляться не менее 50% услуг по социальной поддержке населения; регистрации прав на недвижимое имущество и сделок с ним; определение или подтверждение гражданско-правового статуса заявителя: регулирование предпринимательской деятельности.

Центр, обычно, должен располагаться в отдельном здании либо в части отдельно стоящего здания. Помещения центра, предназначенные для работы с заявителями, как правило, находятся на нижних этажах здания и имеют отдельный вход. Муниципальные услуги предоставляются центром разными способами - путем приема и выдачи документов, осуществляемых сотрудниками центра с предварительной передачей документа для исполнения в орган местного самоуправления или в организацию, участвующую в предоставлении муниципальных услуг; путем приема, обработки и выдачи документов (информации), осуществляемых без передачи документов в иные органы и организации с использованием информационных систем органа местного самоуправления или организации, участвующей в предоставлении муниципальных услуг; путем приема, обработки, выдачи документов (информации), осуществляемых в центре сотрудниками органа местного самоуправления или организации, участвующей в предоставлении муниципальных услуг. Для этих сотрудников организуются специальные рабочие места.

Местное самоуправление в Российской Федерации - признаваемая и гарантируемая Конституцией Российской Федерации самостоятельная и под свою ответственность деятельность населения по решению непосредственно или через органы местного самоуправления вопросов местного значения, исходя из интересов населения, его исторических и иных местных традиций.

В круг вопросов местного значения входят те, что затрагивают проблемы непосредственного обеспечения жизнедеятельности населения муниципального образования. Иными словами, круг дел, решение которых способствует установлению на территории данного муниципального образования условий для нормальной жизни жителей. Проблемы, с которыми Вы сталкиваетесь каждый день: незапланированное отключение горячей и холодной воды, незакрытый люк перед подъездом дома, отсутствие детской площадки, трещина в стене дома, горы мусора на улице - все эти и многие другие каждодневные вопросы решаются на уровне местного самоуправления. Обычно, перечень вопросов местного значения приводится в Уставе муниципального образования.

Полномочия местного самоуправления включают вопросы, не отнесенные к компетенции государственных органов. Местное самоуправление в пределах своих полномочий самостоятельно. Это означает, что по предметам своего ведения органы местного самоуправления уполномочены принимать решения самостоятельно без оглядки на губернатора (главы субъекта РФ).

2. Что такое муниципальное образование?

В состав Российской Федерации входят субъекты РФ: республики, края, области, города федерального значения - Москва и Санкт-Петербург, автономная область и автономные округа. Местное самоуправление осуществляется на территории отдельного поселения городского, сельского несколько поселений, объединенных общей территорией, части поселения. Таким образом, вертикаль власти в России включает в себя три ступени: федеральную, субъекта РФ и местную. Однако надо учитывать, что на уровне федерации и субъекта РФ осуществляется власть государственная , а на уровне муниципального образования - местная . Здесь есть принципиальное различие. Обязательным атрибутами муниципального образования являются муниципальная собственность, местный бюджет и выборные органы местного самоуправления.

3. Что такое Устав муниципального образования? Где можно ознакомиться с текстом Устава?

Устав - это местная Конституция, важнейшее условие создания и функционирования муниципального образования. Устав муниципального образования разрабатывается муниципальным образованием самостоятельно. А принимают его представительные органы местного самоуправления или население непосредственно.

С Уставом муниципального образования можно ознакомиться в любой городской или районной библиотеке, представительном органе местного самоуправления (Городском Совете, районном Совете). А ознакомиться с ним просто необходимо, если Вам небезразличны Ваши права и свободы.

4. Что такое органы местного самоуправления?

Органы местного самоуправления - выборные и другие органы, наделенные полномочиями на решение вопросов местного значения (см. п. 1) Они не входят в систему органов государственной власти.

Представительный орган местного самоуправления - выборный орган местного самоуправления, обладающий правом представлять интересы населения и принимать от его имени решения, действующие на территории муниципального образования.

Так, в городе Пионерском представительный орган местного самоуправления - городской Совет, возглавляемый главой местного самоуправления (мэром) и состоящий из 9 депутатов, в муниципальном образовании «Гурьевский район» - районный Совет депутатов, в который входит 19 депутатов.

5. Для чего дано право на местное самоуправление и как его можно реализовать?

Конституцией РФ в статьей 3 установлено, что единственным источников власти является многонациональный народ России. Эту власть народ может осуществлять непосредственно, либо через органы государственной власти или органы местного самоуправления. То есть, если народ наделен властными полномочиями, то их непременно нужно реализовывать, если, конечно, народ заинтересован в том, чтобы его права неукоснительно соблюдались на всех уровнях.

В законодательстве Российской Федерации выделяются два способа реализации права граждан на местное самоуправление.

Первый - охватывает формы прямого волеизъявления, к которым относятся:

Участие в выборах органов местного самоуправления и должностных лиц - главы администрации, мэра;

Участие граждан в местных референдумах;

Участие граждан в собраниях (сходах) граждан;

Обращение граждан в органы местного самоуправления;

Самоорганизация граждан путем использования форм территориального общественного самоуправления;

Иные формы, предусмотренные законами Калининградской области (народная правотворческая инициатива, митинги, опросы граждан и др.).

Второй способ реализации права граждан на местное самоуправление - это опосредованное участие - через выборные и иные органы местного самоуправления. Эти органы обязаны учитывать общественное мнение, обобщать предложения и жалобы граждан, давать ответы на обращения граждан, проводить встречи с общественностью, выступать с отчетами. Если органы местного самоуправления игнорируют эти обязанности, то может быть поставлен вопрос об утрате доверия депутатам, главе администрации (мэру), об отзыве, об административной, дисциплинарной ответственности.

6. Зачем нужны представительные органы местного самоуправления, и что они делают?

Если не вдаваться в юридические подробности, то предназначение представительного органа можно охарактеризовать таким образом: он реализует законодательную инициативу и принимает решения по важным для каждого жителя поселения вопросам местного значения. Решения этого органа обязательны для исполнения на территории всего муниципального образования. Более того, представительный орган осуществляет контроль за деятельностью иных органов и должностных лиц местного самоуправления. Именно представительный орган утверждает местный бюджет, устанавливает местные налоги и сборы, а также льготы по ним.

7. Кто такой глава муниципального образования?

Уставом муниципального образования может быть предусмотрена должность главы муниципального образования - выборного должностного лица, возглавляющего деятельность по осуществлению местного самоуправления на территории муниципального образования.

В Калининградской области в каждом из 22 муниципальных образований такая должность установлена. Наименование и компетенция глав муниципальных образований устанавливаются уставами.

Так, в городе Пионерском, это -глава местного самоуправления - мэр; в Гурьевском районе - глава района. В уставах этих муниципальных образований записано, что глава муниципального образования является высшим должностным лицом местного самоуправления, он возглавляет местный исполнительный орган и осуществляет контроль за реализацией принятых представительным органом решений.

8. Какие вопросы решает глава местного самоуправления?

Глава муниципального образования наделяется собственной компетенцией по решению вопросов местного значения в соответствии с уставом муниципального образования.

Глава оказывает содействие представительному органу, предоставляет информационную помощь депутатам местного представительного органа. Более того, глава наделен законодательной инициативой. Он подписывает решения представительного органа. Глава осуществляет разработку программ и планов развития города или района, а также проектов местного бюджета. Он также осуществляет представительские функции в отношениях с государственными органами, органами местного самоуправления других муниципальных образований, общественными объединениями, предприятиями, учреждениями и организациями, в том числе и зарубежными.

Глава местного самоуправления города Пионерского осуществляет полномочия городского Совета в случае досрочного прекращения деятельности Совета до первого заседания вновь избранного городского Совета.

Глава местного самоуправления города Пионерского имеет право отлагательного вето на решения городского Совета в течение 15 дней с момента принятия решения. Вето может быть преодолено 2/3 голосов избранного состава депутатов городского Совета.

Глава Гурьевского района согласно Уставу обладает широкими полномочиями по отношению к районному Совету депутатов.

Надо отметить, что должность главы муниципального образования - одна из ключевых в системе местного самоуправления. В период реформы местного самоуправления необходим авторитетный выборный руководитель, который мог бы объединить и возглавить деятельность по осуществлению местного самоуправления на территории муниципального образования.

9. Можете ли Вы контролировать работу представительного и исполнительного органов местного самоуправления?

В соответствии с законодательством, органы местного самоуправления подотчетны населению муниципального образования. Население наделяется правом отозвать депутата представительного органа или выразить недоверие главе образования. Эти процедуры регулируются законами Калининградской области об отзыве депутатов представительного органа и главы муниципального образования. В этих случаях полномочия депутата и главы прекращаются досрочно.

Тема 3.3: Прикладные программы для создания Веб-сайтов

Тема 3.4: Применение Интернет в экономике и защита информации

Глобальные сети

3.2. Сетевые технологии. Глобальные сети и технологии глобальных сетей

3.2.1. Глобальные сети с коммутацией каналов и пакетов

Глобальные сети Wide Area Networks (WAN), которые относятся к территориальными компьютерными сетями, предназначены, как и локальные сети для предоставления услуг, но значительно большему количеству пользователей, находящихся на большой территории.

Методы коммутации

В глобальных сетях существует три принципиально различные схемы коммутации:

• коммутация каналов;
• коммутация сообщений
• коммутация пакетов;

Коммутация каналов в глобальных сетях – процесс, который по запросу осуществляет соединение двух или более станций данных и обеспечивает монопольное использование канала передачи данных до тех пор, пока не произойдет разъединение. Коммутация каналов подразумевает образование непрерывного составного физического канала из последовательно соединенных отдельных канальных участков для прямой передачи данных между узлами. Отдельные каналы соединяются между собой специальной аппаратурой – коммутаторами, которые могут устанавливать связи между любыми конечными узлами сети.

Коммутация сообщений в глобальных сетях – процесс пересылки данных, включающий прием, хранение, выбор исходного направления и дальнейшую передачу сообщений без нарушения их целостности. Используются в тех случаях, когда не ожидается немедленной реакции на сообщение. Сообщения передаются между транзитными компьютерами сети с временной буферизацией их на дисках каждого компьютера. Сообщениями называются данные, объединенные смысловым содержанием, имеющие определенную структуру и пригодные для обработки, пересылки или использования.

Источниками сообщений могут быть голос, изображения, текст, данные. Для передачи звука традиционно используется телефон, изображений – телевидение, текста – телеграф (телетайп), данных – вычислительные сети. Установление соединения между отправителем и получателем с возможностью обмена сообщениями без заметных временных задержек характеризует режим работы online. При существенных задержках с запоминанием информации в промежуточных узлах имеем режим offline.

Коммутация пакетов в глобальных сетях – это коммутация сообщений, представляемых в виде адресуемых пакетов, когда канал передачи данных занят только во время передачи пакета и по ее завершению освобождается для передачи других пакетов. Коммутаторы сети, в роли которых выступают шлюзы и маршрутизаторы, принимают пакеты от конечных узлов и на основании адресной информации передают их друг другу, а в конечном итоге станции назначения.

В глобальных сетях для передачи информации применяются следующие виды коммутации:

• коммутация каналов (используется при передаче аудиоинформации по обычным телефонным линиям связи;
• коммутация сообщений (применяется в основном для передачи электронной почты, в телеконференциях, электронных новостях);
• коммутация пакетов (для передачи данных, в настоящее время используется также для передачи аудио - и видеоинформации).

Достоинством сетей коммутации каналов является простота реализации (образование непрерывного составного физического канала), а недостатком - низкий коэффициент использования каналов, высокая стоимость передачи данных, повышенное время ожидания других пользователей.

При коммутации сообщений передача данных (сообщения) осуществляется после освобождения канала, пока оно не дойдет до адресата.

Каждый сервер производит прием, проверку, сборку, маршрутизацию и передачу сообщения. К достоинствам можно отнести - уменьшение стоимости передачи данных. Недостатком данного способа является низкая скорость передачи информации, невозможность ведения диалога между пользователями.

Пакетная коммутация подразумевает обмен небольшими пакетами (часть сообщения) фиксированной структуры, которые не дают возможности образования очередей в узлах коммутации. Достоинства: быстрое соединение, надежность, эффективность использования сети.

4.

Сети с коммутацией каналов и коммутацией пакетов: принципы работы и сравнение

Сети с коммутацией каналов работают, образуя выделенное соединение (канал) между двумя точками. Например, телефонная сеть использует технологию с коммутацией каналов - телефонный вызов устанавливает канал от вызывающего телефона через локальную АТС, по линиям связи, к удаленной АТС, и, наконец, к вызываемому телефону. Пока существует канал, телефонное оборудование постоянно опрашивает микрофон. В случае цифровой сети данные от микрофона кодируются, и полученные значения в цифровой форме передаются его по этому каналу к получателю. Отправителю гарантируется, что опросы будут доведены и воспроизведены, так как канал обеспечивает скорость 64 Кбит/с, которой достаточно для передачи оцифрованного голоса.

Связь при использовании коммутации каналов включает три фазы:

4. Установление канала. Прежде, чем начнется передача данных, должен быть скоммутирован канал, соединяющий источник и получателя информации. При этом между узлами сети происходит обмен сигнализационной информацией. В результате этой фазы узлы вдоль установленного маршрута запоминают информацию о новом соединении.

5. Передача данных. При этом каждый из промежуточных узлов использует информацию, сохраненную на этапе установления канала, для определения следующего узла, которому необходимо передать информацию, относящуюся к данному соединению. В телефонных сетях передача может происходить в аналоговом или цифровом виде. На разных звеньях связи может использоваться разный принцип передачи.

6. Разъединение. Как правило, происходит по инициативе одной из сторон. В ходе разъединения сигнализационная информация передается вдоль всего маршрута. Благодаря этому противоположная сторона извещается о прекращении связи, а промежуточные узлы освобождают ресурсы, выделенные для данного соединения.

Таким образом, в сети с коммутацией каналов ресурсы должны быть выделены перед тем, как начнется передача данных. Каждый из промежуточных узлов сети должен обладать достаточным количеством свободных ресурсов в требуемом направлении (одном из направлений в случае нескольких возможных маршрутов).

Преимущество коммутации каналов заключается в ее гарантированной пропускной способности: как только канал создан, ни один сетевой процесс не уменьшит пропускной способности этого канала. Это же обстоятельство, однако, приводит и к серьезному недостатку сети с коммутацией каналов: потенциально неэффективному использованию каналов. Ресурсы сети занимаются даже в те моменты времени, в которые передачи данных не происходит. В случае голосового трафика использование канала может быть достаточно высоким, но в случае передачи данных между двумя компьютерами канал может простаивать большую часть времени. Также недостаток коммутации каналов заключается в наличии задержки перед передачей данных, требуемой для установления соединения. Однако после того как соединение установлено, данные могут передаваться с низкой задержкой, что является преимуществом данной архитектуры (таким образом, эти недостаток и преимущество вновь оказываются взаимосвязанными).

Примерно в 1970 году начались исследования в области создания новой архитектуры для передачи цифровых данных на большие расстояния – коммутации пакетов . Толчком к этому послужила потребность в создании живучих сетей, сохраняющих работоспособность при выходе из строя ряда узлов, и, более того, самостоятельно приспосабливающихся к таким изменениям. Как и в случае со многими новыми технологиями, данная технология первоначально имела военное применение. Несмотря на то, что с тех пор технология коммутации пакетов подверглась существенному развитию, в основе ее лежат принципы, заложенные еще в сетях начала 1970-х годов.

Сети с коммутацией каналов, созданные изначально для передачи голосового трафика, обладают рядом недостатков при использовании их для обмена данными между компьютерами:

- Для соединений между компьютерами характерен крайне неравномерный характер трафика: большую часть времени линия бездействует, зато в отдельные моменты времени передается большое количество данных.

- Канал имеет фиксированную пропускную способность, что ограничивает полезное использование сети.

Сети с коммутацией пакетов, тип обычно используемый при соединении компьютеров, используют совершенно другой подход, чем сети с коммутацией каналов. В сетях с коммутацией пакетов трафик сети делится на небольшие части, называемые пакетами, которые объединяются в высокоскоростных межмашинных соединениях. Пакет, который обычно содержит только несколько сотен или тысяч байт данных, имеет идентификатор, который позволяет компьютерам в сети узнавать, предназначен ли он им, и если нет, то помогает им определить, как послать его в указанное место назначения. Например, файл, передаваемый между двумя машинами, может быть разбит на большое число пакетов, которые посылаются по сети по одному. Оборудование сети доставляет пакеты к указанному месту назначения, а сетевое программное обеспечение собирает пакеты опять в один файл.

Преимущества коммутации пакетов заключаются в следующем:

- Канал связи используется более эффективно. Пакеты, предназначенные для передачи, ставятся в очередь, а затем передаются так быстро, как это возможно.

- Большое число соединений между компьютерами может работать одновременно, так как межмашинные соединения разделяются между всеми парами взаимодействующих машин. В то время как в сети с коммутацией каналов в случае сильной загрузки новые соединения перестали бы устанавливаться, в сети с коммутацией пакетов пакеты по-прежнему принимаются к передаче. При этом, однако, частота приема пакетов уменьшается, а время их доставки – увеличивается.

- При коммутации пакетов возможно использование приоритетов: пакеты с большим приоритетом могут иметь, например, меньшую задержку.

Недостатком сети с коммутацией пакетов является то, что по мере того как возрастает нагрузка в сети, данная пара взаимодействующих компьютеров получает все меньше сетевой пропускной способности. То есть, всякий раз, когда сеть с коммутацией пакетов становится перегруженной, компьютеры, использующие сеть, должны ждать, пока они не смогут послать следующие пакеты. Заметим, что данный недостаток напрямую связан с указанным выше достоинством – вместо фиксированной и гарантированной пропускной способности канала пользователи получают негарантированную пропускную способность, которая может увеличиваться или уменьшаться в зависимости от загрузки сети. Таким образом, негарантированная пропускная способность является платой за высокую эффективность использования сети. Заметим также, что в сетях с коммутацией пакетов возможно применение специальных алгоритмов, управляющих качеством обслуживания пользователей. Это позволяет давать пользователям определенные гарантии в отношении характеристик качества обслуживания, подобно тому, как их дают сети с коммутацией каналов.

Независимая маршрутизация отдельных пакетов требует больших вычислительных ресурсов от узлов сети по сравнению с сетью с коммутацией каналов, однако позволяет уменьшить накладные расходы на начало обслуживания новой пары пользователей.

Несмотря на потенциальный недостаток негарантированной сетевой пропускной способности, сети с коммутацией пакетов стали очень популярными. Причинами их широкого использования являются стоимость и производительность. В связи с тем, что к сети может быть подключено большое число машин, требуется меньше соединений и стоимость остается низкой. Так как инженеры смогли создать высокоскоростное сетевое оборудование, с пропускной способностью обычно проблем не возникает.

Сравнительные характеристики сетей с коммутацией каналов и коммутацией пакетов можно свести в таблицу:

Как видно из вышесказанного, оба подхода – и коммутация каналов, и коммутация пакетов – обладают своими преимуществами и недостатками, причем зачастую одни и те же их характеристики могут выступать как преимущества или недостатки в зависимости от характера передаваемого трафика. Характеристиками трафика, делающими предпочтительным вариантом коммутацию каналов, являются:

- Постоянная требуемая пропускная способность.

- Чувствительность к задержке доставки.

Трафик, обладающий перечисленными характеристиками, называется потоковым ( stream ). Таковым является трафик в телефонных сетях. Многие мультимедийные приложения также создают потоковый трафик, например, передача звука или видео по сети.

В противоположность потоковому трафику, коммутация пакетов наиболее эффективна при следующих характеристиках трафика:

- Сильные перепады в скорости передачи информации.

- Задержка доставки обладает второстепенной значимостью, на первом месте стоит пиковая скорость передачи.

Такой трафик характерен, например, для передачи файлов или для просмотра страниц в Internet .

Анализ показывает, что задержка доставки информации в сети с коммутацией пакетов ниже, чем в сети с коммутацией каналов, при малых нагрузках в сети и в некотором диапазоне длин пакетов. При большой нагрузке в сети и при передаче длинных блоков данных коммутация каналов является более эффективной.

Наконец, отметим, что сервис, подобный сервису, предоставляемому сетью с коммутацией каналов, может быть предоставлен и сетью с коммутацией пакетов. При этом используются т.н. виртуальные каналы. Прежде, чем приступить к передаче данных, в сети определяется маршрут, по которому она будет происходить, и все узлы вдоль этого маршрута выделяют для нового соединения требуемое количество ресурсов и сохраняют информацию об этом соединении. После этого начинается передача данных. Данные передаются в виде пакетов, однако эти пакеты коммутируются не независимо, как это происходит в сети с коммутацией каналов, а передаются по заранее проложенному маршруту. После завершения передачи данных использовавшийся для нее канал разрушается. Таким образом, создается канал, соединяющий двух пользователей, работающий поверх пакетной сети. Такой канал называется виртуальным. Среднее значение и дисперсия времени доставки пакетов при использовании виртуального канала будут меньше, чем в случае независимой коммутации каждого отдельного пакета, поскольку ресурсы сети для передачи этих пакетов выделены заранее, а обработка пакетов осуществляется более простым образом. Таким образом, в сетях с коммутацией виртуальных каналов происходит перераспределение функциональности по сравнению с сетями с коммутацией пакетов: имеются определенные накладные расходы на установление соединения, но дальнейшая маршрутизация информации очень проста – данные передаются в соответствии с уже определенным маршрутом.

Технология коммутации виртуальных каналов позволяет устранить ряд недостатков, свойственных сетям с коммутацией каналов: виртуальные каналы могут обладать переменной пропускной способностью, что позволяет более гибко выбирать способ обслуживания пользователей в сети в зависимости от их потребностей. В результате предоставление гарантированных характеристик канала (в т.ч. пропускной способности) может сочетаться с высокой эффективностью использования сети. Более подробно об этом будет сказано в разделе, посвященном сетям ATM .

Сети с коммутацией каналов обладают несколькими важными общими свойствами независимо от того, какой тип мультиплексирования в них используется.

Сети с динамической коммутацией требуют предварительной процедуры установления соединения между абонентами. Для этого в сеть передается адрес вызываемого абонента, который проходит через коммутаторы и настраивает их на последующую передачу данных. Запрос на установление соединения маршрутизируется от одного коммутатора к другому и в конце концов достигает вызываемого абонента. Сеть может отказать в установлении соединения, если емкость требуемого выходного канала уже исчерпана. Для FDM–коммутатора емкость выходного канала равна количеству частотных полос этого канала, а для TDM–коммутатора – количеству тайм–слотов, на которые делится цикл работы канала. Сеть отказывает в соединении также в том случае, если запрашиваемый абонент уже установил соединение с кем–нибудь другим. В первом случае говорят, что занят коммутатор, а во втором – абонент. Возможность отказа в соединении является недостатком метода коммутации каналов.

Если соединение может быть установлено, то ему выделяется фиксированная полоса частот в FDM–сетях или же фиксированная пропускная способность в TDM–сетях. Эти величины остаются неизменными в течение всего периода соединения. Гарантированная пропускная способность сети после установления соединения является важным свойством, необходимым для таких приложений, как передача голоса, изображения или управления объектами в реальном масштабе времени. Однако динамически изменять пропускную способность канала по требованию абонента сети с коммутацией каналов не могут, что делает их неэффективными в условиях пульсирующего трафика.

Недостатком сетей с коммутацией каналов является невозможность применения пользовательской аппаратуры, работающей с разной скоростью. Отдельные части составного канала работают с одинаковой скоростью, так как сети с коммутацией каналов не буферизуют данные пользователей.

Сети с коммутацией каналов хорошо приспособлены для коммутации потоков данных постоянной скорости, когда единицей коммутации является не отдельный байт или пакет данных, а долговременный синхронный поток данных между двумя абонентами. Для таких потоков сети с коммутацией каналов добавляют минимум служебной информации для маршрутизации данных через сеть, используя временную позицию каждого бита потока в качестве его адреса назначения в коммутаторах сети.

1. Коммутация пакетов

Коммутация пакетов – это техника коммутации абонентов, которая была специально разработана для эффективной передачи компьютерного трафика. Эксперименты по созданию первых компьютерных сетей на основе техники коммутации каналов показали, что этот вид коммутации не позволяет достичь высокой общей пропускной способности сети. Суть проблемы заключается в пульсирующем характере трафика, который генерируют типичные сетевые приложения. Например, при обращении к удаленному файловому серверу пользователь сначала просматривает содержимое каталога этого сервера, что порождает передачу небольшого объема данных. Затем он открывает требуемый файл в текстовом редакторе, и эта операция может создать достаточно интенсивный обмен данными, особенно если файл содержит объемные графические включения. После отображения нескольких страниц файла пользователь некоторое время работает с ними локально, что вообще не требует передачи данных по сети, а затем возвращает модифицированные копии страниц на сервер – и это снова порождает интенсивную передачу данных по сети.

Коэффициент пульсации трафика отдельного пользователя сети, равный отношению средней интенсивности обмена данными к максимально возможной, может составлять 1:50 или 1:100. Если для описанной сессии организовать коммутацию канала между компьютером пользователя и сервером, то большую часть времени канал будет простаивать. В то же время коммутационные возможности сети будут использоваться – часть тайм–слотов или частотных полос коммутаторов будет занята и недоступна другим пользователям сети.

При коммутации пакетов все передаваемые пользователем сети сообщения разбиваются в исходном узле на сравнительно небольшие части, называемые пакетами. Напомним, что сообщением называется логически завершенная порция данных – запрос на передачу файла, ответ на этот запрос, содержащий весь файл, и т. п. Сообщения могут иметь произвольную длину, от нескольких байт до многих мегабайт. Напротив, пакеты обычно тоже могут иметь переменную длину, но в узких пределах, например от 46 до 1500 байт. Каждый пакет снабжается заголовком, в котором указывается адресная информация, необходимая для доставки пакета узлу назначения, а также номер пакета, который будет использоваться узлом назначения для сборки сообщения (рисунок 1.39). Пакеты транспортируются в сети как независимые информационные блоки. Коммутаторы сети принимают пакеты от конечных узлов и на основании адресной информации передают их друг другу, а в конечном итоге – узлу назначения.

Рисунок 1.39

Коммутаторы пакетной сети отличаются от коммутаторов каналов тем, что они имеют внутреннюю буферную память для временного хранения пакетов, если выходной порт коммутатора в момент принятия пакета занят передачей другого пакета (рисунок 1.40). В этом случае пакет находится некоторое время в очереди пакетов в буферной памяти выходного порта, а когда до него дойдет очередь, то он передается следующему коммутатору. Такая схема передачи данных позволяет сглаживать пульсации трафика на магистральных связях между коммутаторами и тем самым использовать их наиболее эффективным образом для повышения пропускной способности сети в целом.

Рисунок 1.40

Действительно, для пары абонентов наиболее эффективным было бы предоставление им в единоличное пользование скоммутированного канала связи, как это делается в сетях с коммутацией каналов. При этом способе время взаимодействия этой пары абонентов было бы минимальным, так как данные без задержек передавались бы от одного абонента другому. Простои канала во время пауз передачи абонентов не интересуют, для них важно быстрее решить свою собственную задачу. Сеть с коммутацией пакетов замедляет процесс взаимодействия конкретной пары абонентов, так как их пакеты могут ожидать в коммутаторах, пока по магистральным связям передаются другие пакеты, пришедшие в коммутатор ранее.

Тем не менее общий объем передаваемых сетью компьютерных данных в единицу времени при технике коммутации пакетов будет выше, чем при технике коммутации каналов. Это происходит потому, что пульсации отдельных абонентов в соответствии с законом больших чисел распределяются во времени. Поэтому коммутаторы постоянно и достаточно равномерно загружены работой, если число обслуживаемых ими абонентов действительно велико. На рисунке 2.40 показано, что трафик, поступающий от конечных узлов на коммутаторы, очень неравномерно распределен во времени. Однако коммутаторы более высокого уровня иерархии, которые обслуживают соединения между коммутаторами нижнего уровня, загружены более равномерно, и поток пакетов в магистральных каналах, соединяющих коммутаторы верхнего уровня, имеет почти максимальный коэффициент использования.

Более высокая эффективность сетей с коммутацией пакетов по сравнению с сетями с коммутацией каналов (при равной пропускной способности каналов связи) была доказана в 60–е годы как экспериментально, так и с помощью имитационного моделирования. Здесь уместна аналогия с мультипрограммными операционными системами. Каждая отдельная программа в такой системе выполняется дольше, чем в однопрограммной системе, когда программе выделяется все процессорное время, пока она не завершит свое выполнение. Однако общее число программ, выполняемых за единицу времени, в мультипрограммной системе больше, чем в однопрограммной.