Сети с коммутацией пакетов
В поисках более отказоустойчивой модели сети первоначальные разработчики Интернета обратили внимание на сети с коммутацией пакетов. Начальной посылкой для этого типа сети является то, что одно сообщение можно разделить на несколько отдельных блоков сообщения, причем каждый из блоков сообщения содержит информацию об адресации, идентифицирующую начальный пункт и пункт назначения. Блоки сообщения со встроенной информацией называются пакетами, которые могут быть отправлены через сеть по различным путям, а затем на месте получения собраны в исходное сообщение, как это показано на рисунке.
Сами устройства в сети, как правило, не осведомлены о содержании отдельных пакетов. Им видны только адреса источника и конечного места назначения. Эти адреса часто называют IP-адресами, представленными в точечно-десятичном формате, например: 10.10.10.10. Каждый пакет отправляется независимо из одного местоположения в другое. В каждом промежуточном пункте принимается решение о маршрутизации, то есть о выборе пути, который следует использовать для передачи пакетов к месту назначения. Это как если бы вы написали длинное письмо другу на десяти открытках. Каждая открытка содержит адрес назначения. По мере того, как открытки пересылаются по обычной почтовой системе, адрес назначения используется для определения следующего отрезка пути, по которому должна быть отправлена открытка. В конечном итоге, они будут доставлены по адресу на открытках.
Если ранее использовавшийся путь больше недоступен, функция маршрутизации может динамически выбрать следующий наиболее подходящий доступный путь. Так как сообщения отправляются по частям, а не как одно целое сообщение, некоторые из пакетов могут быть потеряны, в этом случае их можно повторно отправить к месту назначения по другим маршрутам. Во многих случаях устройство назначения не осведомлено о том, имели ли место отказы или изменения маршрута. С использованием нашей аналогии с открытками, если одна из открыток потеряна в пути, только эту одну открытку необходимо выслать повторно.
Необходимости единого зарезервированного пути от начала до конца не существует в сети с коммутацией пакетов. Любые части сообщения можно отправлять через сеть по любому доступному пути. Кроме того, пакеты с частями сообщений из различных источников могут передаваться по сети в одно и то же время. За счёт реализации способа динамического использования избыточных маршрутов без вмешательства пользователя Интернет стал отказоустойчивым видом связи. В нашей аналогии с почтой, например, когда наша открытка передаётся по обычной почтовой системе, она будут перемещаться на общем транспорте с другими открытками, письмами и посылками. Например, одна из открыток может оказаться в самолете с множеством других посылок и писем, которые транспортируются к месту назначения.
Несмотря на то, что сети с коммутацией пакетов без установления соединения являются основой инфраструктуры современного Интернета, ориентированные на подключение системы, такие как коммутируемая телефонная сеть, имеют свои преимущества. Поскольку ресурсы в различных местах коммутации ориентированы на предоставление конечного числа каналов, можно гарантировать качество и согласованность сообщений в сети с установкой соединений. Другим преимуществом является то, что поставщик услуг может выставить пользователю сети счёт за время активного соединения. Возможность выставлять пользователям счёт за активные соединения через сеть — фундаментальная основа отрасли телекоммуникационных услуг.