Ji°φ Peterka: Co je Φφm ... v poΦφtaΦov²ch sφtφch (17):

Ve°ejnΘ datovΘ sφt∞, p°epojovßnφ okruh∙ a p°epojovßnφ paket∙

V rozlehl²ch poΦφtaΦov²ch sφtφch se uzlovΘ poΦφtaΦe propojujφ po dvojicφch mezi sebou pomocφ tzv. dvoubodov²ch spoj∙ (point-to-point lines) - viz obr. 17.1.a/. Nikoli ovÜem ka₧d² s ka₧d²m, tak₧e spojenφ mezi dv∞ma poΦφtaΦi m∙₧e vΘst p°es n∞kolik mezilehl²ch. V tomto p°φpad∞ si poΦφtaΦovß sφ¥ musφ sama zajistit vÜe, co je t°eba, aby se p°enßÜenß data dostala a₧ do cφlovΘho uzlu: nap°. volbu nejvhodn∞jÜφ cesty (kterß nemusφ b²t zdaleka jen jedna), p°ijetφ dat v mezilehlΘm uzlu a jejich nßslednΘ odeslßnφ dßle k cφlovΘmu uzlu atd.

Obr. 17.1.: Propojenφ uzl∙ poΦφtaΦovΘ sφt∞
a/ pomocφ dvoubodov²ch spoj∙
b/ pomocφ ve°ejnΘ datovΘ sφt∞

SpojovΘ organizace (sprßvy spoj∙) vÜak mohou nabφzet jeÜt∞ jinou alternativu, p°i kterΘ na sebe p°ebφrajφ vÜechny prßv∞ naznaΦenΘ povinnosti, spojenΘ s doruΦenφm dat a₧ k jejich skuteΦnΘmu adresßtovi. Jako dalÜφ slu₧bu ve°ejnosti mohou nabφzet vlastnφ sφ¥ pro p°enos dat, tzv. ve°ejnou datovou sφ¥ (Public Data Network, PDN), na kterou si mohou u₧ivatelΘ p°ipojovat svΘ poΦφtaΦe, terminßly apod.

Z pohledu sv²ch u₧ivatel∙ se ve°ejnß datovß sφ¥ jevφ jako jedna velkß Φernß sk°φ≥ka s urΦit²m poΦtem p°φstupov²ch bod∙, ke kter²m se pomocφ dvoubodov²ch spoj∙ (p°φpojek) napojujφ u₧ivatelskΘ poΦφtaΦe - viz obr. 17.1.b/. Pro n∞ pak ve°ejnß datovß sφ¥ funguje jako jedno velkΘ propojovacφ pole - dokß₧e p°enΘst data z kterΘhokoli svΘho p°φstupovΘho bodu do kterΘhokoli jinΘho.

Vnit°nφ struktura ve°ejnΘ datovΘ sφt∞ nenφ pro u₧ivatele relevantnφ, a Φasto se ani nezve°ej≥uje. Co vÜak musφ b²t velmi p°esn∞ definovßno, zve°ejn∞no a dodr₧ovßno, jsou p°esnß pravidla hry p°i p°ipojovßnφ Φehokoli na ve°ejnou datovou sφ¥, tedy rozhranφ mezi ve°ejnou datovou sφtφ a p°ipojen²m poΦφtaΦem.

Obr. 17.2.: P°edstava sφt∞ s p°epojovßnφm okruh∙

Pro vlastnφ transport dat m∙₧e ve°ejnß datovß sφ¥ (tak jako obecn∞ ka₧dß sφ¥) pou₧φvat r∙znΘ mechanismy. Jednou z mo₧nostφ je tzv. p°epojovßnφ okruh∙ (circuit switching), kterΘ lze nejlΘpe p°irovnat k mechanismu Φinnosti ve°ejnΘ telefonnφ sφt∞. TakΘ zde toti₧ dochßzφ k propojovßnφ p°enosov²ch cest tak, aby mezi dv∞ma p°φstupov²mi body k ve°ejnΘ datovΘ sφti vzniknul jedin² p°enosov² okruh, v tomto p°φpad∞ datov² okruh - viz obr. 17.2. Tento datov² okruh musφ b²t nejprve sestaven (na ₧ßdost toho, kdo spojenφ p°es ve°ejnou datovou sφ¥ iniciuje) a pak existuje a₧ do tΘ doby, ne₧ je op∞tn∞ rozpojen. Oba ·Φastnφci spojenφ tak majφ po celou dobu svΘ vzßjemnΘ komunikace k dispozici a v²luΦn∞ pro sebe datov² okruh, po kterΘm si mohou vym∞≥ovat data v podstat∞ jak²mkoli zp∙sobem. Mohou si posφlat libovoln∞ velkΘ bloky dat, nebo takΘ nap°. spojit² proud byt∙.

DalÜφ mo₧nostφ je tzv. p°epojovßnφ paket∙ (packet switching). To je zalo₧eno na myÜlence, ₧e p°enßÜenß data se rozd∞lφ na stejn∞ velkΘ bloky, a k nim se doplnφ n∞kterΘ dalÜφ ·daje (mj. adresa odesilatele a adresa p°φjemce). Tφm vznikajφ tzv. pakety (packets), kterΘ se pak p°enßÜφ datovou sφtφ jako dßle ned∞litelnΘ celky. Nevznikß zde ovÜem ₧ßdn² skuteΦn² datov² okruh mezi odesilatelem a p°φjemcem paketu. Mφsto toho si jednotlivΘ vnit°nφ uzly ve°ejnΘ datovΘ sφt∞ p°edßvajφ pakety mezi sebou, dokud je nedoruΦφ a₧ k p°φstupovΘmu bodu, na kter² je napojen adresßt paketu.

Obr. 17.3.: P°edstava sφt∞ s datagramovou slu₧bou

Mechanismus p°epojovßnφ paket∙ m∙₧e b²t realizovßn dv∞ma odliÜn²mi zp∙soby. Prvnφ z nich p°edpoklßdß, ₧e ka₧d² vnit°nφ uzel datovΘ sφt∞, kter² p°ijme n∞jak² paket, se v₧dy znovu rozhoduje o tom, kudy ho mß poslat dßl. Jde o analogii b∞₧nΘ listovnφ poÜty, ve kterΘ datov² paket odpovφdß dopisnφ obßlce, opat°enΘ adresou p°φjemce, a vnit°nφ uzel datovΘ sφt∞ hraje roli poÜtovnφho ·°adu, kter² musφ rozhodnout o tom, kam obßlku p°edß dßl. Analogii s listovnφ poÜtou symbolizuje i nßzev tΘto varianty p°epojovßnφ paket∙, kterΘ se °φkß datagramovß slu₧ba, a datov²m paket∙m datagramy (datagrams). V²hodou je mo₧nost, aby datovß sφ¥ p°i p°enosu datagram∙ pr∙b∞₧n∞ reagovala na svΘ okam₧itΘ zatφ₧enφ, a v p°φpad∞ pot°eby volila r∙znΘ alternativnφ cesty p°enosu. V d∙sledku toho pak datovß sφ¥ nezaruΦuje sprßvnΘ po°adφ doruΦovßnφ jednotliv²ch datagram∙ - m∙₧e se toti₧ stßt, ₧e dφky pou₧itφ alternativnφch tras uvnit° datovΘ sφt∞ n∞kterΘ datagramy "p°edbφhajφ" - viz obrßzek 17.3.

Nev²hodou datagramovΘ slu₧by je re₧ie, spojenß s rozhodovßnφm o dalÜφm sm∞ru p°enosu. Tu se sna₧φ minimalizovat alternativnφ zp∙sob realizace mechanismu p°epojovßnφ paket∙, oznaΦovan² jako mechanismus virtußlnφch spoj∙ (tΘ₧: virtußlnφch spojenφ, virtußlnφch okruh∙ - virtual calls, virtual circuits). Aby se ka₧d² vnit°nφ uzel datovΘ sφt∞ nemusel pro ka₧d² nov² paket znovu rozhodovat, kudy ho poÜle dßl, zvolφ se jeÜt∞ p°ed vlastnφm p°enosem dat jedna pevnß cesta od odesilatele k p°φjemci, a po celou dobu p°enosu se pak pou₧φvß prßv∞ a pouze tato cesta - viz obr. 17.4. Cel² mechanismus funguje tak, ₧e nejprve se od odesilatele vyÜle zvlßÜtnφ paket, kter² "vytyΦφ" momentßln∞ nejvhodn∞jÜφ cestu mezi ob∞ma ·Φastnφky, a informace o nφ zanese do ka₧dΘho vnit°nφho uzlu, kter² na tΘto cest∞ le₧φ. Vznikß tak analogie datovΘho okruhu, kter² ovÜem existuje pouze jako konvence o tom, kudy se majφ pakety p°enßÜet - proto p°φvlastek "virtußlnφ". Vlastnφ pakety, kterΘ se odesφlajφ virtußlnφm spojem, nejsou opat°ovßny adresou svΘho p°φjemce, ale oznaΦenφm virtußlnφho spoje, kter² k jejich p°φjemci vede. Ka₧d² vnit°nφ uzel datovΘ sφt∞, kter² takov² paket p°ijme, se pouze podφvß do sv²ch tabulek, kudy p°φsluÜnΘ virtußlnφ spoj pokraΦuje dßl, a tφm sm∞rem p°ijat² paket op∞t p°edß.

Obr. 17.4.: P°edstava sφt∞ s virtußlnφmi spoji

Virtußlnφ spoje se tedy z°izujφ a₧ v okam₧iku pot°eby p°enosu dat, a po jeho dokonΦenφ se zase ruÜφ. Existuje ovÜem i jinß mo₧nost, tzv. pevnΘ virtußlnφ spoje (tΘ₧: pevnΘ virtußlnφ okruhy - permanent virtual calls, permanent virtual circuits). V tomto p°φpad∞ jsou pot°ebnΘ informace o "trase" virtußlnφho spoje uchovßvßny ve vnit°nφch uzlech datovΘ sφt∞ trvale. Tφm odpadß pot°eba z°izovßnφ a nßslednΘho ruÜenφ virtußlnφho spoje, kter² tak existuje i v dob∞, kdy nenφ vyu₧φvßno.

K ve°ejn²m datov²m sφtφm, kterΘ pou₧φvajφ mechanismus p°epojovßnφ paket∙ (sφtφm PSPDN, Packet Switched Public Data Networks) lze samoz°ejm∞ p°ipojovat jen takovß za°φzenφ, kterß jsou schopna s pakety po₧adovanΘho formßtu pracovat. Existuje ovÜem i jinß mo₧nost - sv∞°it sestavovßnφ dat do paket∙ a jejich zp∞tnΘ "vybφrßnφ" specializovanΘmu za°φzenφ, kterΘ pak m∙₧e slou₧it pot°ebßm vφce jednoduÜÜφch koncov²ch za°φzenφ (nap°. terminßl∙), kterΘ s pakety pracovat neum∞jφ. Jednß se o tzv. za°φzenφ PAD (Packet Assembler/Disassembler).

Ve°ejnΘ datovΘ sφt∞ jsou dnes ve sv∞t∞ znaΦn∞ rozÜφ°enΘ, a to p°evß₧n∞ v podob∞ sφtφ s p°epojovßnφm paket∙ a s virtußlnφmi spoji. Jsou budovßny podle doporuΦenφ X.25 organizace CCITT, kterΘ je dnes standardem pro tento druh ve°ejn²ch datov²ch sφtφ (a my si o n∞m budeme jeÜt∞ povφdat podrobn∞ji).

Podle mφstnφch legislativnφch podmφnek jsou ve°ejnΘ datovΘ sφt∞ bu∩ majetkem p°φsluÜnΘ sprßvy spoj∙, kterß mß na jejich z°izovßnφ monopol, nebo mohou b²t provozovßny i jin²mi organizacemi. V₧dy vÜak na komerΦnφm zßklad∞. U₧ivatel platφ za vyu₧itφ ve°ejnΘ datovΘ sφt∞ bu∩ pauÜßln∞, nebo podle objemu p°enesen²ch dat, nejΦast∞ji vÜak kombinacφ obou zp∙sob∙.

Pro provozovatele poΦφtaΦov²ch sφtφ je ve°ejnß datovß sφ¥ lßkavou mo₧nostφ, jak propojit jednotlivΘ uzlovΘ poΦφtaΦe svΘ sφt∞. Minimalizuje jednorßzovΘ poΦßteΦnφ nßklady na z°φzenφ komunikaΦnφ infrastruktury a pr∙b∞₧nΘ nßklady na jejφ sprßvu. Vzhledem k obvyklΘ zßvislosti poplatk∙ za p°enos na objemu dat vÜak vykazuje vyÜÜφ provoznφ nßklady. Zßle₧φ tedy v₧dy na konkrΘtnφ tarifnφ politice a objemu provozu v poΦφtaΦovΘ sφti, kdy se jeÜt∞ vyplatφ vyu₧φvat slu₧eb ve°ejnΘ datovΘ sφt∞ a kdy je v²hodn∞jÜφ si z°φdit vlastnφ komunikaΦnφ infrastrukturu.