Ji°φ Peterka

VásouΦasnΘ dob∞ existuje pom∞rn∞ ostrß hranice mezi "sv∞tem spoj∙" a "sv∞tem poΦφtaΦ∙". Projevuje se jak historicky odliÜn²mi preferencemi p°enosov²ch technik váobou sv∞tech (p°epojovßnφ okruh∙ vs. p°epojovßnφ paket∙), tak zejmΘna skuteΦnostφ, ₧e oba sv∞ty si stßle jeÜt∞ budujφ samostatnΘ p°enosovΘ infrastruktury - tedy samostatnΘ p°enosovΘ sφt∞, pou₧φvanΘ bu∩ pro p°enos "dat", nebo pro p°enos "hlasu, obrazu atd.", a jejich vzßjemnΘ prolφnßnφ je spφÜe v²jimkou ne₧ pravidlem.

OdhlΘdneme-li od ekonomick²ch faktor∙, byly hlavnφm d∙vodem pro dosavadnφ odd∞lenost p°enosov²ch infrastruktur p°edevÜφm odliÜnΘ po₧adavky na charakter p°enosov²ch slu₧eb - ve "sv∞t∞ poΦφtaΦ∙", kter² od zaΦßtku fungoval digitßln∞, se zpoΦßtku kladly nejv∞tÜφ nßroky na celkovou efektivnost p°enos∙, a tΘm∞° v∙bec ne na ΦasovΘ aspekty a pravidelnost doruΦovßnφ. V²sledkem pak byla jednoznaΦnß preference mechanismu p°epojovßnφ paket∙. Naopak ve "sv∞t∞ spoj∙", kter² zpoΦßtku fungoval jeÜt∞ analogov∞, byly tradiΦnφ preference diametrßln∞ odliÜnΘ, a vedly kájednoznaΦn∞ kámechanismu p°epojovßnφ okruh∙. SáΦasem se ale rozdφly zaΦaly zmenÜovat, a ze skuteΦn∞ kvalitativnφch odliÜnostφ se zaΦaly stßvat spφÜe odliÜnosti spφÜe kvantitativnφ: ve sv∞t∞ poΦφtaΦ∙ se zaΦaly prosazovat r∙znΘ multimedißlnφ p°enosy a p°enosy probφhajφcφ váreßlnΘm Φase, a jejich po₧adavky na p°enosovou infrastrukturu (jako garance p°enosovΘ kapacity a p°enosovΘho zpo₧d∞nφ) se velmi blφ₧φ typick²m po₧adavk∙m ze "sv∞ta spoj∙". TakΘ vásamotnΘm "sv∞t∞ spoj∙" postupn∞ dochßzelo káp°echodu na pln∞ digitßlnφ zp∙sob fungovßnφ, p°enosy zaΦaly mφt Φφm dßl tφm vφce charakter datov²ch p°enos∙, a zßkonit∞ sátφm se zaΦaly dostßvat do pop°edφ i po₧adavky na jejich maximßlnφ efektivnosti.

Od p°epojovßnφ paket∙ káp°epojovßnφ rßmc∙

Zajφmav²m a velmi pouΦn²m v²vojem proÜly i n∞kterΘ p°enosovΘ protokoly na bßzi p°epojovßnφ paket∙. Ty, kterΘ byly od zaΦßtku koncipovßny spφÜe jako "chudΘ" a soust°e∩ovaly se jen na vlastnφ p°enos (jako t°eba protokol IP), vázßsad∞ vydr₧ely beze zm∞ny a₧ do dneÜnφch dnφ. JinΘ p°enosovΘ protokoly, koncipovanΘ p∙vodn∞ jako "bohatΘ" a zab²vajφcφ se i dalÜφmi Φinnostmi (zejmΘna zajiÜ¥ovßnφm spolehlivosti), se sápostupem Φasu zaΦaly t∞chto dopl≥kov²ch Φinnostφ zbavovat. Charakteristick² byl vátomto ohledu v²voj protokolu X.25, kter² byl vyvinut² sice "ve sv∞t∞ spoj∙", ale pro pot°eby ve°ejn²ch datov²ch sφtφ a vysloven∞ pro datovΘ p°enosy.

Protokol X.25 poΦφtß sátφm, ₧e p°enosovΘ cesty jsou dosti nekvalitnφ, a dochßzφ vánich pom∞rn∞ Φasto kár∙zn²m ztrßtßm a poÜkozenφm p°enßÜen²ch paket∙. Protokol X.25 p°itom pova₧uje za svou povinnost, resp. za povinnost p°enosovΘ infrastruktury postarat se o nßpravu - zátohoto d∙vodu je protokol X.25 koncipovßn jako velmi robustnφ, a je vybaven siln²mi a efektivnφmi mechanismy pro nßpravu p°φpadn²ch p°enosov²ch chyb.

╚asem ovÜem p∙vodnφ p°edpoklad o vysokΘ ·rovni chybovosti p°enosov²ch cest p°estal platit, nebo¥ dostupnΘ p°enosovΘ cesty (a to i váprost°edφ rozlehl²ch sφtφ) se staly mnohem kvalitn∞jÜφmi. Robustnφ zabezpeΦovacφ mechanismy protokolu X.25 se dφky tomu staly zbyteΦnΘ, a re₧ie spojenß sájejich existencφ ( projevujφcφ se celkovou menÜφ efektivnostφ X.25), se stala ne·nosn∞ vysokou.

DalÜφm v²vojov²m stßdiem pak bylo odstran∞nφ nynφ ji₧ zbyteΦn²ch zabezpeΦovacφch mechanism∙ záprotokolu X.25. V²sledkem ale byl ji₧ zcela nov² p°enosov² protokol, oznaΦovan² jako Frame Relay. Ten se tedy nezdr₧uje zajiÜ¥ovßnφm spolehlivosti p°enos∙ (p°edpoklßdß ₧e p°φpadnΘ chyby si oÜet°φ vyÜÜφ vrstvy), a vázßjmu efektivn∞jÜφho fungovßnφ se p°esunul ze sφ¥ovΘ vrstvy nφ₧e, na vrstvu linkovou. Zde tedy p°enßÜφ rßmce (odsud takΘ "Frame" Relay), a pro dosa₧enφ vyÜÜφ efektivnosti mohou b²t pot°ebnΘ p°epojovacφ funkce implementovßny p°φmo technick²mi prost°edky.

I váp°φpad∞ protokolu Frame Relay vÜak stßle jeÜt∞ jde o p°enos rßmc∙, kterΘ mohou b²t r∙zn∞ velikΘ (by¥ sáurΦit²m limitem maximßlnφ velikosti). To na jednΘ stran∞ zachovßvß p∙vodnφ charakteristickΘ vlastnosti mechanism∙ p°epojovßnφ paket∙, ale na druhΘ stran∞ to zp∙sobuje i jistΘ komplikace. P°estupnφ uzly i koncov² p°φjemce toti₧ nev∞dφ p°edem, jak velkou vyrovnßvacφ pam∞¥ budou pot°ebovat pro ulo₧enφ toho kterΘho rßmce (znajφ jen hornφ hranici), a proto jejich hospoda°enφ r∙zn²mi buffery (vyrovnßvacφmi pam∞tmi) i samotnß manipulace sáji₧ naΦten²mi rßmci je relativn∞ komplikovan∞jÜφ - oproti situaci, kdy by vÜechny p°enßÜenΘ bloky dat byly stejn∞ velkΘ.

P°epojovßnφ bun∞k?

Jak jsme si ji₧ n∞kolikrßt naznaΦili, jedinou sch∙dnou cestou jak v²razn∞ zrychlit p°epojovßnφ vár∙zn²ch mezilehl²ch uzlech je implementovat p°φsluÜnΘ p°epojovacφ mechanismy p°φmo váhardwaru. To je mo₧nΘ váp°φpad∞, kdy logika rozhodovßnφ nebude p°φliÜ slo₧itß - co₧ je spφÜe p°φpad p°epojovßnφ na ·rovni linkovΘ vrstvy, ne₧ na ·rovni vrstvy sφ¥ovΘ. Nynφ jsme ale vásouvislosti sá·vahami o technologii Frame Relay narazili na dalÜφ zajφmav² aspekt - p°epojovßnφ, implementovanΘ pln∞ váhardwaru, bude moci b²t efektivn∞jÜφ a rychlejÜφ, budou-li p°enßÜeny v₧dy stejn∞ velkΘ bloky dat. OvÜem jak velkΘ?

Tato zajφmavß otßzka p°iÜla na p°et°es vásituaci, kdy se p°edstavitelΘ "sv∞ta poΦφtaΦ∙" a "sv∞ta spoj∙" seÜli u kolΘbky jednΘ velmi perspektivnφ p°enosovΘ technologie, dnes znßmΘ jako ATM. Ta m∞la pou₧φvat p°epojovßnφ vázßsad∞ na ·rovni linkovΘ vrstvy, a pracovat sápevn∞ velk²mi bloky dat - spφÜe ale pevn∞ mal²mi bloky dat, kter²m se pak zaΦalo °φkat bu≥ky (cells). Ji₧ od zaΦßtku se tuÜilo, ₧e tyto bu≥ky by m∞ly b²t spφÜe menÜφ, ale nejasnosti byly kolem toho, "jak moc malΘ" by m∞ly b²t.

LidΘ "od spoj∙" po₧adovali bu≥ky co mo₧nß nejmenÜφ, a argumentovali nßsledovn∞: Φφm menÜφ bu≥ky budou, tφm vφce jich p°ipadne na Φasovou jednotku, a tφm v∞tÜφ bude pravd∞podobnost, ₧e kdy₧ bude t°eba n∞co ihned a bez Φekßnφ p°enΘst, ₧e se pro to najde volnß bu≥ka. Praktick² nßvrh "sv∞ta spoj∙" pak zn∞l: zave∩me bun∞k nejv²Üe pro 32 byt∙ u₧iteΦn²ch dat.

LidΘ "od poΦφtaΦ∙" vÜak prosazovali spφÜe v∞tÜφ bu≥ky. Argumentovali tφm, ₧e Φφm menÜφ budou bu≥ky, tφm v∞tÜφ bude nezbytnß re₧ie, spojenß sájejich existencφ - ka₧dß bu≥ka toti₧ musφ mφt urΦitou hlaviΦku, a Φφm menÜφ bu≥ky budou (p°i pevnΘ velikosti hlaviΦky), tφm v∞tÜφ bude relativnφ re₧ie, p°ipadajφcφ na tyto hlaviΦky a p°φpadnΘ dalÜφ "neu₧iteΦnΘ" polo₧ky. KonkrΘtnφ nßvrh pak zn∞l: ud∞lejme bu≥ky alespo≥ pro 64 byt∙ "u₧iteΦnΘho" nßkladu.

Ka₧dß ze stran samoz°ejm∞ trvala na svΘm, a tak dalo dost velkou prßci, ne₧ se naÜel alespo≥ n∞jak² kompromis: tφm se nakonec stal Φist² aritmetick² pr∙m∞r 48 byt∙. Proto takΘ vÜechny bu≥ky technologie ATM (Asynchronous Transfer Mode) majφ jednotnou velikost 53 byt∙ - 5 byt∙ tvo°φ hlaviΦka, a 48 je "u₧iteΦn² nßklad" (anglicky payload).

ATM - spoleΦnß perspektiva?

P°epojovßnφ bun∞k (oznaΦovanΘ tΘ₧ jako "cell relay") je tedy p°enosovou technikou, kterß stojφ n∞kde na pomezφ mezi p°epojovßnφm okruh∙ a p°epojovßnφm paket∙, a spojuje vásob∞ v²hody obou variant. M∙₧e b²t velmi rychlß, a dφky malΘ velikosti sv²ch bun∞k dokß₧e sádosti vysokou pravd∞podobnostφ garantovat p°enosovou kapacitu pro toho, kdo ji skuteΦn∞ pot°ebuje (podobn∞ jako p°epojovßnφ okruh∙). Dφky blokovanΘmu p°enosu (kdy jsou data p°enßÜena po blocφch, resp. bu≥kßch) umo₧≥uje sdφlenφ celkovΘ dostupnΘ p°enosovΘ kapacity vφce komunikujφcφmi entitami. To je pak takΘ hlavnφ d∙vod, proΦ je technologie ATM, zalo₧enß prßv∞ na principu p°epojovßnφ bun∞k, chßpßna jako spoleΦnß perspektiva obou dosud hodn∞ disjunktnφch sv∞t∙ - "sv∞ta poΦφtaΦ∙" a "sv∞ta spoj∙". Nap°φklad i vátom smyslu, ₧e p°enosovΘ sφt∞ na bßzi ATM by mohly b²t spoleΦnΘ pro oba sv∞ty, a nenutily by ka₧d² zánich budovat si svΘ vlastnφ p°enosovΘ infrastruktury.

N∞jak² Φas se dokonce zdßlo, ₧e p°epojovßnφ bun∞k vákonkrΘtnφ podob∞ technologie ATM by se mohlo jednotn∞ prosadit jak "na krßtkΘ vzdßlenosti" (neboli váprost°edφ lokßlnφch sφtφ), tak i "na velkΘ vzdßlenosti" (v prost°edφ rozlehl²ch sφtφ), a stßt se tak skuteΦn∞ univerzßlnφ p°enosovou technologiφ. Dnes se ale tato p∙vodnφ p°edstava zaΦφnß pon∞kud m∞nit - p°echod technologie ATM do stßdia b∞₧nΘ obchodnφ komodity je stßle dosti t∞₧kopßdn² a je doprovßzen mnoha obtφ₧emi (nap°φklad problΘmy sánedokonΦenou standardizacφ). Pozice naopak rychle zφskßvajφ jinΘ vysokorychlostnφ technologie, jako t°eba stomegabitov² Φi dokonce gigabitov² Ethernet. Tak₧e jakß nakonec bude "sφ¥ovß" budoucnost?