Báječný svět počítačových sítí

Část první: Ve znamení konvergence
V dnešní době jsme svědky výrazného trendu, kterému se říká konvergence.
Spočívá v tom, že dříve oddělené světy spojů a počítačů stále více splývají (do
tzv. elektronických komunikací), a v rámci toho dochází i ke konvergenci
(splývání) počítačových a telekomunikačních sítí.
očítačové sítě nevznikly a nevyvíjí se ve vakuu, zcela izolovaně od ostatních
sítí. Právě naopak, od svého vzniku soupeří zejména s telekomunikačními sítěmi,
s nimiž mají počítačové sítě na jedné straně mnoho společného, ale na druhé
straně je dělí i řada odlišností. Oba druhy sítí se dnes snaží přenášet
digitální data, ale každá to dělá poněkud jiným způsobem a také s jinými
náklady.
Historicky přitom oba druhy sítí vychází z různých světů ze světa spojů a světa
počítačů které se liší v řadě výchozích předpokladů, pohledů na své okolí i na
potřeby svých uživatelů, resp. zákazníků i na celkové fungování sítí a jejich
architekturu.
V dnešní době však jsme svědky výrazného trendu, kterému se říká konvergence.
Spočívá v tom, že dříve oddělené světy spojů a počítačů stále více splývají (do
tzv. elektronických komunikací), a v rámci toho dochází i ke konvergenci
(splývání) počítačových a telekomunikačních sítí. Současně s tím dochází i ke
konvergenci služeb, které jsou skrze tyto sítě poskytovány. Názorným příkladem
je možnost telefonování po datových sítích (tzv. IP telefonie, resp. VOIP),
televizní a rozhlasové vysílání po internetu atd.
A nejen to, konvergence pokračuje i na "vyšších vrstvách" dnes již konvergují
(splývají) například i operátoři (poskytující telekomunikační služby) a
provideři (poskytující internetové služby). Konvergovat začíná také přístup
státu k oběma dosud odděleným oblastem. To se projevuje mimo jiné tím, že místo
dvou oddělených koncepcí (Státní informační politiky a Národní komunikační
politiky) máme již jen jednu společnou politiku (Státní informační a
komunikační politiku). V neposlední řadě máme i jedno společné (konvergované)
ministerstvo Ministerstvo informatiky ČR.
Naše putování světem počítačových sítí proto začneme právě srovnáním výchozí
pozice počítačových a telekomunikačních sítí a nastíněním hlavních koncepčních
rozdílů mezi nimi.

Kolik je zdrojů?
Klíčem k pochopení hlavních rozdílů mezi počítačovými a telekomunikačními
sítěmi je docenění rozdílů mezi světem počítačů a světem spojů, odkud oba druhy
sítí pochází.
Svět spojů je mnohem starší než svět počítačů. Vznikal v době, kdy
nejrůznějších zdrojů, potřebných pro budování a provoz sítí, bylo málo a byly
velmi drahé. Jednalo se zejména o přenosové kapacity v nejrůznějším provedení,
kterých tehdy bylo opravdu málo. Problémem ovšem byla i malá "výpočetní
kapacita" třeba kapacita telefonních ústředen a jejich omezené možnosti.
Prakticky všeho se v telekomunikacích tehdy nedostávalo, bylo to drahé, pomalé
a nepružné. Proto se také dostupnost zdrojů stala hlavním
limitujícím faktorem celkového rozvoje oboru. Obecně to lze shrnout do
konstatování, že zájem zákaznické veřejnosti o telekomunikační služby se
dlouhou dobu musel podřizovat dostupnosti těchto služeb.
Naproti tomu svět počítačů vznikal v době, kdy zdrojů již bylo podstatně více a
brzy přestaly být hlavním limitujícím faktorem. Dnes se svět počítačů pyšní
několika fundamentálními zákony, které popisují, jak rychle se objem dostupných
zdrojů zvětšuje. Jde například o tzv. Mooreův zákon, který říká, že výpočetní
kapacita se každých 24 měsíců zdvojnásobí (podrobněji viz box). Nebo zákon
Gilderův, který se týká přenosové kapacity a říká, že tato roste dokonce
třikrát rychleji než kapacita výpočetní!
Dnes ve světě počítačů spíše převažuje nabídka nad poptávkou a limitujícím
faktorem se stává schopnost něco prodat.

Za co se platí?
Ve světě spojů, který od svého vzniku zápasil s nedostatkem zdrojů, rychle
zdomácněla praxe, že zákazník platí podle toho, kolik zdrojů je mu dáno k
dispozici bez ohledu na to, nakolik mu poslouží a jaký efekt a užitek mu
přinesou. Dodnes je tato praxe k vidění například v telefonní síti, kde
volající platí podle počtu provolaných minut.
Naproti tomu ve světě počítačů se již vychází z jiného principu zpoplatnění.
Zákazník zde platí spíše podle toho, co skutečně "konzumuje", resp. jaký přínos
mu poskytnutá služba přináší, jaký má pro něj efekt, přínos atd. Konkrétních
možností je více, příkladem může být zpoplatnění podle objemu skutečně
přenesených dat.
Další možností světa počítačů je paušální způsob zpoplatnění, kdy koncový
uživatel platí pevnou cenu bez ohledu na to, kolik "konzumuje". To ale
neznamená přesné napodobení "švédských stolů", resp. principu "sněz, co můžeš".
Paušálně stanovená cena totiž vždy vychází z určitého předpokladu o průměrném
chování zákazníka a pokud by se významná část reálných zákazníků chovala jinak,
poskytování služby by se velmi brzy stalo nerentabilním.
Pokud takové nebezpečí reálně hrozí, poskytovatelé služeb se snaží donutit
zákazníky k "předpokládanému chování". Děje se tak skrze zavádění různých Fair
Use Policy (pravidel korektního využití), které nejčastěji spočívají v zavedení
konkrétních objemových limitů u paušálně zpoplatněných služeb. Tedy limitů na
objem dat, které je možné přenést za určité časové období.

Vyhrazení zdrojů ve světě spojů
Jestliže svět spojů vznikal v době, kdy zdrojů bylo opravdu málo, pak by bylo
na místě předpokládat, že se s nimi bude hospodařit šetrně a efektivně. Tedy
například že jednotlivým zákazníkům (uživatelům) bude přidělováno právě a pouze
tolik zdrojů, kolik v daném okamžiku skutečně potřebují a pokud právě nic
nepotřebují, nebude jim přiděleno nic (a oni za to také nebudou muset platit).
Bohužel opak je pravdou. Důvody k tomu je třeba hledat ve skutečnosti, že ještě
dlouho po vzniku světa spojů nebyly k dispozici vhodné mechanismy, které by
něco takového umožnily. Proto se ve světě spojů a telekomunikačních sítí
zavedla jiná praxe: uživatelům se vždy přidělí určitý fixní objem zdrojů. Je
pak na nich, jak je využijí zda "hodně", "málo" či dokonce "vůbec". Platit však
budou stejně, viz již zmíněný příklad s minutovou cenou hovorného v telefonní
síti. Ta je zcela nezávislá na tom, zda účastníci skutečně hovoří nebo mlčí.
Důležité je také to, že fixní objem zdrojů se ve světě spojů přiděluje výlučně
konkrétnímu zájemci, resp. se pro něj vyhrazuje. To je na jedné straně
pozitivní v tom, že pro dotyčného zákazníka je dostupnost těchto zdrojů
garantována (může se spolehnout na to, že je má k dispozici). Telekomunikační
sítě tedy typicky poskytují služby s garantovanými parametry.
Na druhou stranu je to i negativní vyhrazené, ale fakticky nevyužité zdroje již
nemohou být přenechány nikomu jinému (a jde tudíž o neefektivní hospodaření s
těmito zdroji). Nevýhodné je pro zákazníka i to, že musí platit za objem
vyhrazených zdrojů a tedy za maximum toho, co může potenciálně využít a nikoli
za to, co skutečně využívá. To dále ve světě spojů cenu koncových služeb
zvyšuje.
Dodnes je tento přístup patrný na vytáčeném připojení k internetu (tzv.
dial-up): je úplně jedno, zda připojený uživatel internetu právě něco přenáší
či nikoli. Za své připojení platí stále stejně (podle minut) a stále blokuje
linku, přes kterou se nemůže k internetu připojit nikdo jiný.
Pravdou je také to, že svět spojů od začátku využíval cenu také jako prostředek
regulace poptávky. Ta většinou výrazně převyšovala nabídku a právě zvyšováním
ceny poskytovatelé dokázali poptávku efektivně snižovat.

Princip přepojování okruhů
Po technické stránce se ve světě spojů právě popsaný způsob hospodaření se
zdroji realizoval a stále realizuje prostřednictvím tzv. přepojování okruhů
(anglicky: circuit switching).
Okruhem se rozumí obousměrná přenosová cesta mezi dvěma body, s určitou
konkrétní kapacitou. V rámci jednoho přenosového média (například koaxiálního
kabelu, optického vlákna apod.) může být vytvořeno více takovýchto přenosových
okruhů, resp. jejich dílčích úseků, s tím, že každému je pevně vyhrazena určitá
přenosová kapacita. Tam, kde se přenosová média "scházejí" (v přepojovacích
uzlech), dochází k potřebnému pospojování (propojení) úseků jednotlivých
okruhů, a to způsobem, který naznačuje obrázek. Výsledný efekt je takový, jako
kdyby celý okruh vůbec nebyl přerušený, ale byl naopak souvislý, procházel
příslušným přepojovacím uzlem a pokračoval dále. Po celé své "trase" tak má
vždy stejnou "šířku" (vyhrazenou kapacitu).
Příkladem sítě, která funguje na právě popsaném principu, je již zmiňovaná
telefonní síť. Roli přepojovacích uzlů, které zajišťují vlastní přepojování
okruhů, plní telefonní ústředny. Každý přenosový okruh v telefonní síti je
využit pro přenos jednoho telefonního hovoru. Vzniká (je tzv. sestaven
příslušným propojením na ústřednách) s vytočením čísla volaného, existuje a je
zpoplatněn po celou dobu trvání hovoru, bez ohledu na aktivitu jeho účastníků
(zda právě hovoří či nikoli), a je zrušen ukončením (zavěšením) hovoru.
V analogové telefonní síti měl každý takový okruh šířku 3,1 kHz, v dnešní
digitální telefonní síti pak rychlost 64 Kb/s. Jen pro dokreslení efektivnosti,
resp. neefektivnosti: v mobilních sítích postačuje přenosová rychlost 12 až 13
Kb/s s nezhoršenou kvalitou přenosu hovoru, v rámci tzv. IP telefonie pak
rychlost ještě nižší.

Výhody a nevýhody přepojování okruhů
Předností přepojování okruhů je již popisovaná garance přenosové kapacity. Ta
je pro celý okruh a po celou dobu jeho existence skutečně vyhrazena právě a
pouze pro tento okruh. Současně je to ale i nevýhoda pokud není takto vyhrazená
kapacita fakticky využita, nemůže být přepuštěna (přenechána) někomu jinému.
Dalším charakteristickým rysem je, že data přenášená přes takový okruh se nikde
"nezdržují". Nikde se totiž po cestě neukládají, a tak je doba jejich přenosu
dána v zásadě jen dobou šíření signálu přes příslušné médium. Tato doba bývá
velmi krátká a hlavně předem odhadnutelná a konstantní. To má velký význam pro
přenos multimediálních dat (právě hlasu a obrazu), u nichž velmi záleží na
pravidelnosti a rychlosti doručování svých dat.
Sdílení kapacit a přepojování paketů
Zatímco ve světě spojů se přenosové kapacity vyhrazují a přidělují do výlučného
využití a děje se tak pomocí právě popsaného přepojování okruhů, ve světě
počítačů se přenosové kapacity spíše sdílí. To se realizuje zejména jako tzv.
přepojování paketů (anglicky: packet switching).
Sdílení přenosových kapacit je vhodné chápat tak, že nikdo nedostává žádnou
přenosovou kapacitu jen pro sebe, k výlučnému využití (tedy není nikomu
vyhrazena). Nedochází zde tedy k trvalejšímu dělení přenosové kapacity, jako u
přepojování okruhů, ale tato kapacita je ponechána "v celku". Každý zájemce o
využití této kapacity pak svým způsobem soupeří s dalšími zájemci, kteří také
chtějí využít k přenosu svých dat stejnou přenosovou cestu.
Má-li takové sdílení fungovat, nesmí dojít k "promíchání" dat od různých
odesilatelů v rámci jedné (nerozdělené) přenosové cesty. Proto každý odesilatel
musí svá data vhodně "zabalit" do balíčku, kterému se nejčastěji říká paket.
Tento paket musí opatřit adresou příjemce (a také svou jako odesilatele) a pak
předat k odeslání přes vhodnou přenosovou cestu.
U přepojování okruhů taková povinnost není a data zde nemusí být "balena" do
paketů (i když mohou). Jejich příjemcem je totiž vždy "ten, kdo je na druhém
konci okruhu". U přepojování paketů je tomu jinak. Každý paket musí obsahovat
nějakou identifikaci svého příjemce.

Mechanismus Store&Forward
Zpět ale k samotnému přepojování paketů: každá přenosová cesta se vždy naplno
(celou svou kapacitou) věnuje přenosu jednotlivých paketů, v takovém pořadí, v
jakém jí jsou předkládány. Taková přenosová cesta přitom již může ústit do
cílového uzlu, kam některé pakety směřují. Jindy tomu tak ale není a přenosová
cesta ústí jen do dalšího přepojovacího uzlu (v praxi např. do tzv. směrovače),
do kterého mohou vstupovat i další přenosové cesty a stejně tak z něj další
přenosové cesty zase vystupují. V tomto přepojovacím uzlu pak dochází k
vlastnímu "přepojování paketu" k jejich přijímání z jednoho směru, k rozhodnutí
o jejich dalším směrování a k následnému předání k dalšímu přenosu v takto
zvoleném (odchozím) směru.
Podrobnosti zachycuje další obrázek, na kterém je znázorněno fungování
příslušných přepojovacích uzlů, zajišťujících přepojování paketů. Jde o princip
označovaný jako store&forward.
Přepojovací uzel fungující na tomto principu nejprve každý přijatý paket uloží
do vstupní vyrovnávací paměti (vstupního bufferu, resp. vstupní fronty). Odtud
také ono "store" v jeho názvu (z anglického "uložit"). Přepojovací uzel, resp.
jeho interní procesor (CPU) pak postupně vybírá jednotlivé pakety ze vstupních
front, rozhoduje se, jak s nimi naložit (kterým směrem je předat dál, případně
zda je např. nezahodit) a pak toto své rozhodnutí naplňuje. Pokud již vybral
určitý odchozí směr, uloží paket do výstupní fronty, spojené s tímto odchozím
směrem. Zde pak paket čeká, než na něj dojde řada (vzhledem ke kapacitním
možnostem přenosové cesty v odchozím směru). Následně je skutečně odeslán
(předán dál, anglicky: "forwarded", odsud druhá část názvu tohoto způsobu
fungování).

Přenosové zpoždění a jeho rozptyl
Doba, po kterou trvá přenos dat na principu přepojování paketů, je vždy větší
než u přepojování okruhů. Je to dáno tím, že data přenášená ve formě paketů se
po cestě různé ukládají (do vyrovnávacích pamětí, resp. front v přepojovacích
uzlech) a čekají na své další zpracování. U přepojování okruhů se data takto
nikde neukládala (nemusela být ani "balena" do paketů a mohla být přenášena i
po jednotlivých bytech).
Nepříjemné je také to, že nelze dopředu určit, jak dlouho se určitý paket zdrží
v přepojovacím uzlu. To totiž nezáleží jenom na něm, resp. na jedné dvojici
komunikujících stran, které si navzájem posílají nějaké počty paketů. Vzhledem
ke sdílení přenosových cest (i přepojovacích uzlů) zde obecně záleží i na
ostatních přenosech, neboli na tom, jak intenzivně či naopak málo intenzivně
spolu komunikují jiné uzly. Z pohledu jedné komunikující dvojice je proto nutné
považovat dobu přenosu (přes síť s přepojováním paketů) spíše za statistickou,
ne-li přímo náhodnou veličinu.
Uživatelé internetu to často pociťují na vlastní kůži, asi nejvíce při
brouzdání WWW stránkami. Někdy totiž přitékají rychleji a jindy zase mnohem
pomaleji podle toho, jak moc či málo právě "stahují" či "odesílají" ostatní
uživatelé.

Míra sdílení, agregace
Sdílení, ke kterému dochází v sítích s přepojováním paketů, má velkou výhodou v
efektivnějším hospodaření s přenosovými kapacitami i dalšími zdroji. Projevuje
se to i v odlišném přístupu ke zpoplatnění zákazníka: zatímco v sítích s
přepojováním okruhů zákazník platí za to, co je mu potenciálně dostupné (co je
mu vyhrazeno, bez ohledu na využití), v sítích s přepojováním paketů platí za
to, co aktuálně využívá. Důsledkem jsou mnohdy výrazně nižší ceny, což lze
dokumentovat třeba na rozdílu cen za telefonování přes klasickou telefonní síť
a po internetu.
Celá věc má ale jeden háček. Velmi totiž záleží i na míře sdílení, neboli na
tom, kolik aktivních uživatelů se právě dělí o jednu společnou přenosovou
kapacitu. Pokud jich je "rozumně" málo, pak žádný z nich nepociťuje nějaké
významnější dopady sdílení. Pokud jich je ale příliš mnoho, už se navzájem
omezují a toto omezení mohou pociťovat dosti zásadním způsobem.
Lze to připodobnit k využití silnic. Princip přepojování okruhů by odpovídal
situaci, kdy každé auto (či spíše každá autobusová linka apod.) má pro sebe
vyhrazen jeden jízdní pruh, kterým nesmí jezdit nikdo jiný. Něco takového je
ale nesmírně nákladné. Princip přepojování paketů naopak odpovídá tomu, že
všechna auta jezdí po jedné společné silnici (bez ohledu na počet pruhů). Pokud
je poměr počtu aut k počtu a délce silnic odpovídající, pak nedochází k
výraznějším dopravním zácpám. Běda ale, jak tento poměr příliš naroste pak
vznikají samé zácpy, doprava se zpožďuje a může dojít až k úplnému zahlcení.
Stanovení "odpovídajícího" poměru přitom není jednoduché ani u silnic, ani u
sítí s přepojováním paketů. U silnic záleží zejména na tom, kolik je aut a jak
moc s nimi lidé jezdí. V případě sítí záleží jak na počtu uživatelů, tak i na
jejich chování.
Konkrétním příkladem, kde se míra sdílení (často označovaná také jako stupeň
agregace) projevuje velmi významně, jsou vysokorychlostní přípojky k internetu
a z nich asi nejvíce přípojky na bázi ADSL. Ty, které jsou určeny pro
domácnosti, mají obvykle agregaci 1 : 50. Pro spíše příležitostné využití
koncovými uživateli to celkem stačí, ale při intenzivnějším využívání
(například při pravidelném stahování z výměnných sítí) už nikoli. Poskytovatelé
příslušných služeb proto začali na těchto přípojkách uplatňovat dosti striktní
Fair Use Policy (viz výše), právě proto, aby příslušným způsobem ovlivnili
chování uživatelů.
I přes tato opatření naše ADSL přípojky vykazují v praxi dosti nízkou
propustnost. Tzv. efektivní (skutečně dosahovaná) přenosová rychlost se
pohybuje jen někde kolem 50 až 60 procent rychlosti nominální, neboli té,
kterou uvádí poskytovatel služby (a myslí to jako rychlost "maximální", byť to
tak mnohdy neříká).

Maximální snaha vs. kvalita služeb
Služby telekomunikačních sítí, které fungují na principu přepojování okruhů,
jsou na jedné straně sice výrazně dražší, ale na straně druhé mají garantovanou
úroveň kvality ať již jde o celkovou propustnost či o přenosové zpoždění a jeho
rozptyl. Lze se na to dívat také tak, že každému (přenosu) dají to, oč si řekne
a co si také zaplatí.
Naproti tomu lacinější sítě s přepojováním paketů využívají sdílení a díky tomu
dokáží být (i výrazně) lacinější. Platí za to ovšem daní v podobě toho, že
jejich služby nemají garantovanou kvalitu. Ta se mění v závislosti na celkové
zátěži. Není přitom vyloučeno ani to, že některé požadavky na přenos paketů
vůbec nebude možné uspokojit a příslušné pakety pak bude nutné zahodit.
Pokud už k takové situaci dojde a nějaký paket musí být zahozen, je "oběť"
vybírána víceméně náhodně. Sítě na principu přepojování paketů totiž standardně
nerozlišují různé přenosy mezi sebou, ve smyslu, že by některým dávaly přednost
před jinými. V rámci sdílení se ke všem chovají stejně a totéž platí i v
kritických situacích pakety k zahození se pak také vybírají rovnoměrně, bez
ohledu na to, komu patří.
V praxi se tento způsob fungování označuje jako princip "maximální snahy"
(anglicky: best effort): dokud na to dostupné zdroje stačí, jsou všechny
požadavky uspokojovány stejně a v úplné míře. Síť se tedy snaží, jak jen může.
Jakmile ale dostupné zdroje přestávají stačit, musí dojít ke krácení a všem
přenosům je opět kráceno stejně (v tom smyslu, že pakety k zahození se vybírají
bez ohledu na to, komu patří).
Alternativou k principu maximální snahy je takový přístup, kdy se rozlišují
různé druhy přenosů a podle toho je s nimi také různě nakládáno. Může to být
zařízeno třeba tak, že existuje několik úrovní priority. Přenosy na vyšší
úrovni priority mají vždy přednost před přenosy na nižší úrovni. Když se pak
začne nedostávat nějakých zdrojů, jsou přednostně kráceny přenosy na nižší
úrovni priority. Nebo to může být zařízeno tak, že určité konkrétní přenosy
mají skutečně garantované podmínky, obdobně jako u přepojování okruhů.
Obecně se tento přístup označuje jako zajištění kvality služeb, zkratkou "QoS"
(z anglického: Quality of Service). V praxi má častěji podobu "různé kvality
služeb pro různé druhy přenosů" než garantovaných parametrů přenosu. Konkrétním
příkladem z praxe mohou být již zmiňované Fair Use Policy, uplatňované u
některých ADSL přípojek. Některé z nich jsou řešeny tak, že když uživatel
přečerpá svůj datový limit, všechny jeho přenosy získají nižší prioritu a musí
tak dávat přednost přenosům ostatních uživatelů. Většinou se to projeví
výrazným poklesem propustnosti (efektivní rychlosti), mnohdy až na hranici
nepoužitelnosti. Alternativou je, že zákazník si za nadlimitní data připlatí a
ta se pak přenáší s původní prioritou.

Spolehlivé a nespolehlivé přenosy
S principem maximální snahy i kvalitou služeb souvisí také otázka toho, jak má
přenosová část sítě zareagovat, když dojde k poškození, úplné ztrátě či dokonce
k zahození nějakého paketu. V této situaci existují dvě základní možnosti:
- Postarat se o nápravu, typicky vyžádáním si opakovaného zaslání poškozeného
(ztraceného) paketu. Tato varianta bývá označována jako spolehlivý přenos.
- Nechat to být a pokračovat dál. Tato varianta se označuje jako nespolehlivý
přenos.
Při posuzování spolehlivosti je vhodné si uvědomit, že ji lze zajistit na
různých úrovních. Mohou si ji například zajistit až jednotlivé aplikace, jež
asi nejlépe ví, které části dat skutečně potřebují a které naopak mohou
postrádat. Stejně tak ale může být spolehlivost zajišťována již přenosovou
částí sítě.
Zajímavé je, že telekomunikační sítě ze světa spojů obvykle zajišťují
spolehlivost bez ohledu na to, zda ji aplikace požadují či nikoli. Naopak
přenosové sítě ze světa počítačů buď fungují nespolehlivě (v tom smyslu, že se
nestarají o nápravu), nebo dávají aplikacím vybrat, zda spolehlivost chtějí
nebo nechtějí. Není totiž těžké si domyslet, že se zajištěním spolehlivosti je
spojena určitá časová i další režie, nutná na opakovaný přenos ztracených či
poškozených dat. To pak zhoršuje (zvyšuje) jak přenosové zpoždění, tak i
pravidelnost doručování. Multimediálním přenosům jako například přenos hlasu a
obrazu přitom občasná ztráta či poškození nějakých dat vadí podstatně méně než
nepravidelnost jejich doručování.
Například u přenosu hlasu (telefonování) se obvykle uvádí, že i při ztrátě až
20 procent dat je přenášený hovor stále ještě dostatečně srozumitelný. Naopak
při zvýšení přenosového zpoždění nad 400 až 500 milisekund přestává být služba
použitelná kvůli příliš dlouhé prodlevě. Lidé si pak začínají skákat do řeči v
domnění, že druhá strana nic neslyšela nebo vůbec nereaguje.

Požadavky aplikací
Obecně lze říci, že různé aplikace a služby mají různé požadavky na přenosovou
část sítě (viz tabulka). Například přenosu souborů či elektronické poště
vyhovuje chování sítě na principu maximální snahy (best effort) a nevadí jim
ani vyšší přenosové zpoždění. Stejně tak pro ně nehraje roli ani pravidelnost
doručování jednotlivých paketů, protože stejně čekají až na ten poslední (v
rámci daného souboru či zprávy). O to více pak dokáží ocenit efektivnost
datových přenosů, ve smyslu nízkých nákladů a proto jim plně vyhovují sítě s
přepojováním paketů, fungující na principu maximální snahy, bez podpory kvality
služeb. Příkladem takové sítě může být celosvětový internet.
Naproti tomu multimediální přenosy (hlavně přenosy hlasu a obrazu) jsou na
celkové zpoždění a pravidelnost doručování velmi citlivé. Nejlépe jim dokáží
vyhovět sítě fungující na principu přepojování okruhů což je další z důvodů,
proč se tyto sítě historicky ve světě spojů tak prosadily. Sítě s přepojováním
paketů, fungující na principu maximální snahy (best effort) jim naopak tolik
nevyhovují.

Konvergované sítě a přístup hrubou silou
Dnešní konvergence světa spojů a světa počítačů směřuje k tomu, aby se
používaly pouze sítě fungující na principu přepojování paketů, nejlépe jen na
principu maximální snahy (best effort). Tedy takové sítě jako celosvětový
internet. To, že příliš nevychází vstříc potřebám některých aplikací, hlavně
těch multimediálních, lze řešit podporou kvality služeb (QoS) v těchto sítích.
To je možné a existují na to i dostupné standardy specifikující, jak to dělat.
Problém spočívá v tom, že je vše nákladné, málo efektivní a také organizačně
nesmírně náročné pokud by se to mělo dělat v něčem tak rozsáhlém, jako je
dnešní internet.
Proto se v praxi uplatňuje spíše jiný přístup, který by bylo možné označit jako
"přístup hrubou silou". Spočívá v tom, že se příslušné zdroje, hlavně přenosové
kapacity těchto sítí, "hodně nafouknou" (předimenzují), aby se co nejvíce
snížila četnost stavu, kdy už tyto zdroje dochází a je třeba některé přenosy
omezovat. Kupodivu je to jednodušší a často i lacinější než "dokonalé" řešení v
podobě podpory kvality služeb.

Mooreův zákon
Formuloval jej v roce 1965 Gordon Moore, spoluzakladatel společnosti Intel.
Jednalo se o předpověď, kterou na základě tehdy tříleté zkušenosti s vývojem
oboru napsal v článku pro časopis Electronics. Původní znění Mooreova zákona
hovořilo o tom, že počet tranzistorů na jednotku plochy se zdvojnásobí
přibližně každých 12 měsíců. Později byl tento odhad upraven na zdvojnásobení
každých 18 měsíců (a ještě později každých 24 měsíců). Počet tranzistorů pak
nepřímo vypovídá i o výpočetní kapacitě.
Počet tranzistorů
v mikroprocesorech Intel (podle http://www.intel.com.)

Gilderův zákon
Formuloval jej hi-tech vizionář a novinář George Gilder ve své knize "Telecom"
z roku 2000. Říká, že přenosová kapacita roste třikrát rychleji než výpočetní
kapacita. Vzhledem k Mooreově zákonu se tedy zdvojnásobuje asi každých 6-8
měsíců (podle http://www.gildertech.com).