通信ネットワーク、リンクとスイッチの電子システム、およびそれらの操作を制御するコントロール。これにより、複数のユーザー間でのデータ転送と交換が可能になります。
通信メディアの複数のユーザーが互いに通信したい場合、それらは何らかの形のネットワークに編成されなければなりません。理論的には、完全に接続されたトポロジ（テレフォニーの初期に採用された接続と同様）と呼ばれるもので、各ユーザーは他のすべてのユーザーに直接ポイントツーポイントリンクを与えることができますが、実際にはこの手法は特に大規模で分散したネットワークでは、非現実的で高価です。さらに、ほとんどのリンクが常にアイドル状態になるため、この方法は非効率的です。現代の通信ネットワークは、各ユーザーがノードの1つに接続されるように、スイッチまたはノードのリンクされたネットワークを確立することにより、これらの問題を回避します。このようなネットワークの各リンクは、通信チャネルと呼ばれます。ワイヤー、光ファイバーケーブル、および電波をさまざまな通信チャネルに使用できます。
ネットワークの種類
交換通信ネットワーク
交換通信ネットワークは、一連のネットワークノードを介して送信元から宛先にデータを転送します。切り替えは、2つの方法のいずれかで行うことができます。回線交換ネットワークでは、専用の物理パスがネットワークを介して確立され、通信が必要である限り保持されます。このタイプのネットワークの例は、従来の（アナログ）電話システムです。一方、パケット交換ネットワークは、デジタルデータをパケットと呼ばれる小さなピースにルーティングします。パケットはそれぞれ、ネットワークを介して独立して処理されます。ストアアンドフォワードと呼ばれるプロセスでは、各パケットは各中間ノードに一時的に格納され、次のリンクが利用可能になったときに転送されます。コネクション型伝送方式では、各パケットはネットワークを介して同じルートをたどるため、通常、すべてのパケットは送信された順序で宛先に到着します。逆に、各パケットは、コネクションレス型またはデータグラム方式でネットワークを介して異なるパスをとることがあります。データグラムは送信された順序で宛先に到着しない場合があるため、適切に再構成できるように番号が付けられています。後者は、インターネットを介してデータを送信するために使用される方法です。
放送ネットワーク
ブロードキャストネットワークは、各ノードの送信がネットワーク内の他のすべてのノードによって確実に受信されるようにすることで、スイッチドネットワークの複雑なルーティング手順を回避します。したがって、ブロードキャストネットワークには単一の通信チャネルしかありません。たとえば、有線ローカルエリアネットワーク（LAN）は、ブロードキャストネットワークとして設定できます。図に示すように、1人のユーザーが各ノードに接続され、ノードは通常、バス、リング、またはスタートポロジに配置されます。無線LANで接続されたノードは、無線または光リンクを介してブロードキャストできます。システム内の各地球局は通常、衛星によって中継されたすべてのメッセージを聞くことができるため、大規模では、多くの衛星無線システムはブロードキャストネットワークです。
ネットワークアクセス
すべてのノードはブロードキャストネットワークで各送信を聞くことができるため、送信するパケットがあるノードに通信チャネルを割り当てると同時に、衝突による破壊的な干渉（同時送信）を防ぐための手順を確立する必要があります。このタイプの通信は、多重アクセスと呼ばれ、スケジューリング（ノードが順番に順番に送信する手法）またはチャネルへのランダムアクセスによって確立できます。
予定されたアクセス
時分割多元接続（TDMA）と呼ばれるスケジューリング方法では、タイムスロットが各ノードに順番に割り当てられ、送信するものがある場合はスロットを使用します。一部のノードが他のノードよりもはるかにビジーである場合、サイレントノードに割り当てられたタイムスロット中にデータが渡されないため、TDMAは非効率的です。この場合、予約システムを実装することができ、ノードよりもタイムスロットが少なく、ノードは送信に必要な場合にのみスロットを予約します。
TDMAのバリエーションはポーリングのプロセスです。このプロセスでは、中央コントローラーが各ノードにチャネルアクセスが必要かどうかを順番に尋ね、ノードはそのポーリングに応答してのみパケットまたはメッセージを送信します。「スマート」コントローラは、送信のために頻繁にポーリングすることにより、突然非常にビジーになるノードに動的に応答できます。分散型のポーリングはトークンパッシングと呼ばれます。このシステムでは、特別な「トークン」パケットがノードからノードに渡されます。トークンを持つノードのみが送信を許可されます。他のすべてはリスナーです。
ランダムアクセス
スケジュールされたアクセススキームには、予約、ポーリング、トークンパッシングプロセスに必要な大きなオーバーヘッド、少数のノードのみが送信しているときに長いアイドル期間が発生する可能性など、いくつかの欠点があります。これにより、特にネットワークのさまざまな部分で大量のトラフィックがさまざまなタイミングで発生する場合、ルーティング情報に大幅な遅延が発生する可能性があります。これは、多くの実用的な通信ネットワークの特徴です。ランダムアクセスアルゴリズムは、ノードにチャネルへのより迅速なアクセスを送信するための何かを与えるように特別に設計されました。チャネルはランダムアクセス下でのパケット衝突に対して脆弱ですが、この確率を減らすためにさまざまな手順が開発されています。
