Σχήμα 7-1. Η τοπολογία αρτηρίας
Ο όρος Data Networking αναφέρεται στην ανταλλαγή κάθε είδους πληροφορίας σε ψηφιακή μορφή μεταξύ απομακρυσμένων (remote) συστημάτων. Αυτά τα συστήματα μπορεί να είναι: τηλέφωνα, συσκευές fax, εκτυπωτές, υπολογιστές κ.λ.π. Με τον όρο Computer Networking περιορίζουμε το είδος των απομακρυσμένων συστημάτων σε υπολογιστές. Με τον όρο δίκτυο (network), θα αναφερόμαστε σε όλα τα υποσυστήματα που απαιτούνται για την επικοινωνία των απομακρυσμένων συστημάτων.
Η μετάδοση της ψηφιακής πληροφορίας μπορεί να γίνει διαμέσου πολλών ειδών φυσικών μέσων. Σε κάθε περίπτωση, ζητείται ένας τρόπος αναπαράστασης των 0 και 1 με χρήση σημάτων που μπορούν να διαδοθούν μέσα στο μέσο. Διακρίνουμε δύο βασικούς τύπους μέσων μετάδοσης: επίγεια (terrestrial) και εναέρια (aerial).
Στην κατηγορία των επίγειων μέσων περιλαμβάνονται τα μεταλλικά καλώδια (metallic cables) και οι οπτικές ίνες (optical fibers). Τα μεταλλικά καλώδια είναι δύο τύπων: ομοαξονικά (coaxial) και twisted pair (TP). Τα καλώδια του δεύτερου τύπου είναι είτε θωρακισμένα (Shielded twisted pair, STP) είτε αθωράκιστα (Unshielded Twisted Pair, UTP). Τα ψηφία μεταφέρονται μέσα στα μεταλλικά καλώδια με την μορφή ηλεκτρικών παλμών. Λόγω των αντιστάσεων του καλωδίου και των παρεμβολών, το ηλεκτρικό σήμα εξασθενεί κατά τη διάδοση του μέσα στο καλώδιο. Σε γενικές γραμμές, τα ομοαξονικά καλώδια έχουν μικρότερες εξασθενίσεις και μπορούν να επιτύχουν μεγαλύτερες ταχύτητες σε σχέση με τα UTP και τα STP. Όταν χρησιμοποιούνται TP καλώδια για μεταφορά δεδομένων σε μεγάλες αποστάσεις, απαιτούνται σημεία αναγέννησης του ηλεκτρικού σήματος. Τα καλώδια TP και ειδικότερα τα UTP, είναι ευαίσθητα στο θόρυβο και στις ηλεκτρομαγνητικές ακτινοβολίες γειτονικών συσκευών, ενώ έχουν και περισσότερες εκπομπές χαμηλών ραδιοφωνικών συχνοτήτων.
Οι οπτικές ίνες προσφέρουν πολύ μεγαλύτερες ταχύτητες μετάδοσης. Τα bits μεταδίδονται ως διαμορφωμένο φως και όχι ως ηλεκτρικό σήμα. Η αναγέννηση του σήματος στις οπτικές ίνες γίνεται είτε απευθείας είτε με ενδιάμεση μετατροπή του φωτός σε ηλεκτρικό σήμα. Οι επιδόσεις των οπτικών ινών μπορούν να αποδοθούν από το γινόμενο του bit rate τους με τη μέγιστη απόσταση που μπορεί να διανύσει το σήμα χωρίς να απαιτηθεί αναγέννηση. Αυτός ο δείκτης διπλασιάζεται κάθε χρόνο και αυτή τη στιγμή βρίσκεται στα 100 εκατομμύρια Mbps ´ km.
Οι εναέριες μεταδόσεις διακρίνονται σε δύο τύπους: επιφανείας (surface), όπως οι ραδιοφωνικές, και δορυφορικές (satellite). Και οι δυο τύποι έχουν μεγαλύτερους ρυθμούς εμφάνισης λαθών σε σχέση με τις επίγειες μεταδόσεις. Η δορυφορική μετάδοση παρουσιάζει ένα επιπλέον μειονέκτημα, μια καθυστέρηση μισού περίπου δευτερολέπτου για κάθε πακέτο πληροφορίας που μεταδίδεται.
Στην μετάδοση βασικής ζώνης (baseband transmission) διαμέσου ηλεκτρικών καλωδίων, το ηλεκτρικό σήμα εφαρμόζεται απευθείας ανάμεσα στους δυο αγωγούς. Ένα μόνο bit μπορεί να μεταδοθεί κάθε φορά. Η πολυπλεξία[1] μπορεί να επιτευχθεί μόνο με χρονικό καταμερισμό (Time Division Multiplexing, TDM).
Η μετάδοση ευρείας ζώνης (broadband transmission) δεν χρησιμοποιεί το ηλεκτρικό σήμα απευθείας. Το ηλεκτρικό σήμα χρησιμοποιείται στη διαμόρφωση κάποιου χαρακτηριστικού (πχ του πλάτους) ενός άλλου ηλεκτρικού σήματος, που ονομάζεται φέρον (carrier) και που αποτελεί το σήμα που τελικά θα μεταδοθεί. Συνήθως, το φέρον έχει πολύ μεγαλύτερη συχνότητα από το σήμα που μεταφέρει την πληροφορία. Στην μετάδοση ευρείας ζώνης η πολυπλεξία μπορεί να επιτευχθεί και με καταμερισμό του πεδίου συχνοτήτων (Frequency Division Multiplexing, FDM). Αυτό σημαίνει ότι σε κάθε ροή δεδομένων διατίθεται φέρον διαφορετικής συχνότητας. Στην πολυπλεξία FDM, η μετάδοση των ροών δεδομένων μπορεί να γίνει ταυτόχρονα και με μικρότερες απαιτήσεις αναγέννησης σε σχέση με τη μετάδοση βασικής ζώνης. Η ανάκτηση της πληροφορίας στον προορισμό, γίνεται με την αντίστροφη διαδικασία, που ονομάζεται αποδιαμόρφωση. Οι συσκευές που διαμορφώνουν το φέρον κατά την μετάδοση και το αποδιαμορφώνουν στην λήψη, ονομάζονται modems.
Δεδομένου ενός συνόλου υπολογιστών που θέλουμε να επικοινωνούν μεταξύ τους, υπάρχουν πολλοί τρόποι να οργανωθούν στα συστήματα μετάδοσης, όπως τα modems και τα καλώδια ή η μπάντα συχνοτήτων στην περίπτωση της εναέριας μετάδοσης. Η οργάνωση αυτή ονομάζεται τοπολογία του δικτύου.
Σχήμα 7-1.
Η τοπολογία αρτηρίας
Η πιο απλή αλλά και υπερβολικά δαπανηρή μέθοδος, είναι η σύνδεση όλων με όλους, η οποία όμως δεν χρησιμοποιείται στην πράξη. Μια άλλη μέθοδος είναι η τοπολογία αστέρα (star topology). Υπάρχει ένα κόμβος που ονομάζεται διακόπτης (switch), ο οποίος συνδέεται απευθείας με όλους τους άλλους υπολογιστές. Έτσι, για να επικοινωνήσουν δύο υπολογιστές, πρέπει απαραίτητα να χρησιμοποιήσουν τον διακόπτη. Ο διακόπτης είναι επιφορτισμένος με τη λειτουργία της προώθησης των εισερχόμενων δεδομένων στο προορισμό τους. Αν συνενωθούν πολλές τοπολογίες αστέρα, προκύπτει ένα δένδρο, το οποίο περιέχει περισσότερους του ενός διακόπτες. Το επόμενο στάδιο πολυπλοκότητας είναι η κατανεμημένη τοπολογία (mesh topology), η οποία παίρνει ένα σύνολο τοπολογιών αστέρα και προσθέτει πλεονάζουσες συνδέσεις μεταξύ των διακοπτών. Δηλαδή δημιουργούνται εναλλακτικοί δρόμοι επικοινωνίας μεταξύ των υπολογιστών. Τα τηλεφωνικά δίκτυα είναι μίξη της τοπολογίας αστέρα και της κατανεμημένης.
Δυο απλές και ευρέως χρησιμοποιούμενες τοπολογίες είναι η αρτηρία (bus) και ο δακτύλιος (ring). Η αρτηρία αποτελείται από ένα μόνο καλώδιο, πάνω στο οποίο είναι συνδεδεμένοι όλοι οι υπολογιστές. Όταν ένας υπολογιστής μεταδίδει, το σήμα διαδίδεται σε όλο το μήκος της αρτηρίας και προς τις δυο διευθύνσεις, έτσι ώστε όλοι οι άλλοι υπολογιστές να μπορούν να το λάβουν. Ο δακτύλιος είναι παρόμοιος με την αρτηρία, με τη διαφορά ότι το καλώδιο κλείνει δημιουργώντας ένα δακτύλιο, στον οποίο το σήμα διαδίδεται προς μια κατεύθυνση μόνο.
Σχήμα 7-2. Η
τοπολογία δακτυλίου
Για να έχει νόημα κάθε είδους επικοινωνία, πρέπει να υπάρχουν κάποιοι κοινοί κανόνες και συμβάσεις μεταξύ των επικοινωνούντων μερών. Στις τηλεπικοινωνίες, ως πρωτόκολλο ορίζεται ένα σύνολο από κανόνες που διέπουν την επικοινωνία δύο συστημάτων. Όταν ένα πρωτόκολλο υποστηρίζεται από κάποιο διεθνή οργανισμό προτυποποίησης, ονομάζεται απλά πρότυπο. Υπάρχουν και πρωτόκολλα που ακολουθούνται από συγκεκριμένες εταιρείες. Όταν αυτά τα πρωτόκολλα χρησιμοποιούνται ευρέως, τότε μιλάμε για ένα de facto πρότυπο.
Συνήθως, τα πρότυπα είναι οργανωμένα σε επίπεδα (layers). Κάθε επίπεδο αντιστοιχεί σε κάποιο στάδιο της επικοινωνίας και χρησιμοποιεί όσα βρίσκονται κάτω από αυτό. Η επικοινωνία γίνεται μόνο μεταξύ επιπέδων ίδιου βάθους. Το πρότυπο OSI του ISO ορίζει μια δομή 7 επιπέδων: φυσικό, σύνδεσης δεδομένων, δικτύου, μεταφοράς, συνόδου, παρουσίασης και εφαρμογής.
Η μεταγωγή είναι η διαδικασία η οποία εξασφαλίζει ότι τα δεδομένα θα φτάσουν στον σωστό προορισμό τους. Υπάρχουν δυο τρόποι μεταγωγής. Ο πρώτος που χρησιμοποιήθηκε είναι η διαμεταγωγή κυκλώματος. Το χαρακτηριστικό αυτής της μεθόδου είναι η εξασφάλιση ενός πλήρους φυσικού κυκλώματος, για την επικοινωνία δύο οποιονδήποτε συστημάτων. Αυτό το κύκλωμα δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί από κανέναν άλλον, ακόμα και όταν δεν λαμβάνει χώρα ανταλλαγή μηνυμάτων. Σε πιο σύγχρονα συστήματα, αυτό που εξασφαλίζεται δεν είναι ένα φυσικό αλλά ένα νοητό κύκλωμα (virtual circuit). Αυτό σημαίνει ότι σε σταθερά χρονικά διαστήματα, το υπάρχον φυσικό κύκλωμα θα διατίθεται οπωσδήποτε για την επικοινωνία των δύο συστημάτων. Αντίθετα με το φυσικό, το νοητό κύκλωμα μοιράζεται με άλλους, οπότε στην ουσία αυτό που εξασφαλίζεται είναι ένα σταθερό bit rate για την επικοινωνία. Αυτό είναι και το πλεονέκτημα αυτής της μεθόδου. Μειονεκτεί όμως στο βαθμό χρησιμοποίησης του συστήματος, γιατί το νοητό κύκλωμα παραμένει δεσμευμένο ακόμα και όταν τα συστήματα που επικοινωνούν δεν το εκμεταλλεύονται πλήρως.
Η μεταγωγή πακέτου στοχεύει στην πιο αποτελεσματική πολύπλεξη, ώστε να μεγιστοποιείται η χρησιμοποίηση του συστήματος. Η πληροφορία δεν μεταδίδεται συνεχώς αλλά σε πακέτα σταθερού μήκους. Πολλές πηγές μπορούν να στείλουν πακέτα στο δίκτυο, τα οποία θα δρομολογηθούν με τέτοιο τρόπο ώστε όταν μια πηγή δεν μεταδίδει να διατίθενται οι πόροι του συστήματος σε άλλη. Σε γενικές γραμμές, η συμπεριφορά ενός τέτοιου δικτύου είναι στατιστική. Δηλαδή οι καθυστερήσεις δεν μπορούν να προβλεφθούν ακριβώς, αλλά μόνο κατά μέσο όρο.
Σε ένα δίκτυο μεταγωγής με πακέτα, η επικοινωνία μπορεί να έχει δύο μορφές: με σύνδεση (connection oriented) ή χωρίς σύνδεση (connectionless).
Όταν η επικοινωνία γίνεται με σύνδεση, πριν αρχίσει η ανταλλαγή δεδομένων το δίκτυο ενημερώνεται και εγκαθίσταται ένα κανάλι επικοινωνίας. Στη συνέχεια η ροή των δεδομένων μπορεί να είναι συνεχής και το δίκτυο φροντίζει για τη σωστή αποστολή των πακέτων και πιθανώς και για την ελάχιστη ταχύτητα.
Αντίθετα, όταν η επικοινωνία γίνεται χωρίς σύνδεση, η ανταλλαγή των μηνυμάτων γίνεται χωρίς έλεγχο από το δίκτυο. Το δίκτυο απλώς αποστέλλει ανεξάρτητα πακέτα, χωρίς να ξέρει ότι ποια αποτελούν μέρος της ίδιας ροής δεδομένων προς έναν κόμβο. Αυτός ο τρόπος είναι ταχύτερος, όταν δεν πρόκειται να αποσταλούν πολλά δεδομένα, αλλά πάσχει από ασφάλεια.
Η αξιολόγηση μιας αρχιτεκτονικής δικτύου είναι πολύπλοκη υπόθεση και απαιτεί την εξέταση πολλών παραμέτρου. Όσον αφορά στην ικανότητα ενός δικτύου να υποστηρίξει εφαρμογές πολυμέσων, μπορούμε να διακρίνουμε έξι παράγοντες καθοριστικής σημασίας:
1. Ρυθμός Εξυπηρέτησης (Throughput)
2. Καθυστέρηση Μεταφοράς (Transit Delay)
3. Μεταβλητότητα της Καθυστέρησης (Delay Variation)
4.
Ισοχρονισμός
(Isochronism)
5.
Mutlticasting
6.
Ρυθμοί
Λαθών
(Error Rates)
Το δείκτη αυτό τον έχουμε ήδη χρησιμοποιήσει με τα ονόματα bit rate, ρυθμό μεταφοράς δεδομένων (transfer rate) ή εύρος ζώνης (bandwidth). Ο τελευταίος όρος τυπικά αναφέρεται στο εύρος συχνοτήτων ενός μέσου μετάδοσης, αλλά γενικεύεται κατά αναλογία και στην περίπτωση του δικτύου. Ο ρυθμός εξυπηρέτησης μπορεί να οριστεί ως εξής:
Ο ρυθμός μεταφοράς των
δεδομένων μεταξύ δύο συστημάτων ορίζεται
ως το πλήθος των δυαδικών ψηφίων (ή πακέτων)
που μπορεί να δεχτεί και μεταδώσει το
δίκτυο στη μονάδα του χρόνου.
Ο ορισμός αυτό έχει ένα κρυφό σημείο. Δεν καθορίζει ακριβώς τον τρόπο μέτρησης του ρυθμού εξυπηρέτησης. Έτσι μια τιμή μπορεί να αναφέρεται στο μέγιστο ρυθμό εξυπηρέτησης είτε στο ρυθμό εξυπηρέτησης που μπορεί να διατηρηθεί σταθερός από το δίκτυο.
Οι συνήθεις μονάδες μέτρησης είναι τα πολλαπλάσια του bps (bits per second): Kbps, Mbps, Gbps. Σε δίκτυα όπου η πληροφορία μεταδίδεται σε πακέτα, μπορούμε να μιλήσουμε για packets/sec.
Στο ορισμό παρατηρούμε μια διαφοροποίηση μεταξύ του μέγιστου δυνατού ρυθμού αποδοχής των δεδομένων, που θα ονομάσουμε ρυθμό ή ταχύτητα πρόσβασης (access speed), και του ρυθμού μετάδοσης τους από το δίκτυο. Πράγματι, υπάρχουν δίκτυα, όπως τα περισσότερα από αυτά που χρησιμοποιούν διαμεταγωγή με πακέτα, που δέχονται δεδομένα τα οποία όμως, για διάφορους λόγους, δεν μπορούν να μεταδοθούν αμέσως και τοποθετούνται σε ουρές αναμονής. Αντίθετα, τα δίκτυα μεταγωγής κυκλώματος μπορούν να εξασφαλίσουν σταθερό bit rate παρόμοιο με αυτό του ρυθμού εισόδου πελατών.
Ορίζουμε την καθυστέρηση μεταφοράς ως εξής:
Η καθυστέρηση μεταφοράς του
δικτύου είναι το χρονικό διάστημα μεταξύ
της αποστολής του πρώτου bit ενός κομματιού
πληροφορίας και της λήψης του από το άλλο
άκρο της επικοινωνίας.
Κανένα δίκτυο δεν μπορεί να αποφύγει την καθυστέρηση μεταφοράς λόγω της καθυστέρησης μετάδοσης του σήματος στο φυσικό μέσο. Υπάρχουν και περιπτώσεις δικτύου που αυτή η καθυστέρηση οφείλεται και σε άλλους παράγοντες όπως η δρομολόγηση και η αναγέννηση.
Σχήμα 7-3. Καθυστερήσεις
κατά τη μετάδοση της πληροφορίας
σε ένα δίκτυο
Η καθυστέρηση μεταφοράς αποτελεί ένα χαρακτηριστικό του δικτύου. Για τις περισσότερες εφαρμογές υπάρχει μια πιο σημαντική παράμετρος: η καθυστέρηση από άκρο σε άκρο, η οποία έχει τρεις συνιστώσες:
· Το χρόνο που απαιτείται για να ελευθερωθεί το μέσο, ώστε να επιτραπεί η αποστολή των δεδομένων από το δίκτυο. Αυτή η καθυστέρηση ονομάζεται καθυστέρηση πρόσβασης (access delay)
· Το χρόνο διάδοσης των δεδομένων πάνω στο φυσικό μέσο.
· Την καθυστέρηση μεταφοράς που ορίσαμε πριν.
Για τις interactive εφαρμογές ιδιαίτερη σημασία έχει και ο χρόνος απάντησης από τον λήπτη (round trip delay). Ο χρόνος αυτός δεν εξαρτάται πλήρως από το δίκτυο αλλά και από την ταχύτητα με την οποία απαντά ο λήπτης.
Κανένα δίκτυο δεν μπορεί να εγγυηθεί σταθερή καθυστέρηση μεταφοράς ή από άκρο σε άκρο. Υπάρχουν δίκτυα με ελάχιστες καθυστερήσεις της τάξης του nanosecond στα οποία η μεταβλητότητα δεν παίζει καθοριστικό ρόλο. Όταν όμως αυξάνει η καθυστέρηση και η μεταβλητότητα είναι μεγάλη, όπως στα δίκτυα IP (Internet Protocol), τότε η παράμετρος αυτή είναι σημαντική. Η μεταβλητότητα μετράται με διάφορες στατιστικές μεθόδους.
Στη τεχνολογία μετάδοσης σημάτων ορίζεται η έννοια του jitter, ως η μεταβλητότητα της καθυστέρησης μετάδοσης που οφείλεται αποκλειστικά στις συσκευές μετάδοσης. Στα δίκτυα το jitter που οφείλεται στις ατέλειες των συσκευών μετάδοσης είναι αναπόφευκτο, αλλά συνήθως μικρό. Σε κυκλώματα μεγάλων αποστάσεων μπορεί να φτάσει την τάξη των microsecond, ενώ συνήθως κυμαίνεται στην τάξη των nanosecond.
Εκτός από το jitter του υλικού, υπάρχει και μεταβλητότητα που οφείλεται στην αρχιτεκτονική του δικτύου. Για παράδειγμα, σε τοπικά δίκτυα αρτηρίας η μεταβλητότητα του χρόνου πρόσβασης ή σε δίκτυα IP της δρομολόγησης, προστίθενται σε αυτή του jitter.
Αυτό το χαρακτηριστικό έχει ιδιαίτερη σημασία, όσον αφορά στην καταλληλότητα ενός δικτύου για εφαρμογές πολυμέσων. Δεν αποτελεί εγγενές χαρακτηριστικό του δικτύου, αλλά έναν συνδυασμό ορισμένων βασικών χαρακτηριστικών.
Μια
από άκρο σε άκρο επικοινωνία ονομάζεται
ισόχρονη, εάν το bit
rate
της σύνδεσης είναι εξασφαλισμένο και αν η
μεταβλητότητα της καθυστέρησης είναι
επίσης εξασφαλισμένη και μικρή.
Αυτή η απαίτηση επιτρέπει την μετάδοση συνεχών ροών πληροφορίας, όπως για παράδειγμα video και ήχου πραγματικού χρόνου. Τέτοιου είδους μεταδόσεις απαιτούν ένα σταθερό ρυθμό μεταφοράς δεδομένων, ώστε η πληροφορία να διατηρεί τη χρονική της εξάρτηση στο άλλο άκρο αναλλοίωτη. Επίσης, σταθερή μεταβλητότητα, που βρίσκεται σε καθορισμένα όρια, μπορεί να αντιμετωπιστεί ή να περάσει απαρατήρητη.
Ο ορισμός του multicasting είναι ο εξής:
Multicasting
είναι η ιδιότητα ενός δικτύου να αντιγράφει,
σε καθορισμένα σημεία του δικτύου, τα
δεδομένα που εκπέμπει μια πηγή. Τα δεδομένα
που αντιγράφονται προωθούνται στα
συστήματα-παραλήπτες που αποτελούν μέλη
ενός multicast
group,
με τέτοιο τρόπο ώστε να ελαχιστοποιηθούν τα
τμήματα του δικτύου, στα οποία περνούν
πολλά αντίγραφα της ίδιας πληροφορίας.
Η αντιγραφή μπορεί να γίνεται σε επίπεδο μεμονωμένων bits, μπλοκ πληροφορίας όπως τα πακέτα ή και σε επίπεδο αντικειμένων όπως έγγραφα, ηλεκτρονικά μηνύματα κ.λ.π.
Το πιο προφανές ζητούμενο από ένα δίκτυο είναι η σωστή μετάδοση της πληροφορίας. Τα είδη των λαθών μπορούν να προκύψουν κατά τη μετάδοση της πληροφορίας μέσα από ένα δίκτυο είναι:
· Αλλοίωση των δεδομένων.
Συνήθως
εμφανίζεται με τη μορφή αντεστραμμένων bits.
· Χάσιμο δεδομένων.
Αυτό μπορεί να
οφείλεται στην αλλοίωση των δεδομένων.
Ορισμένα δίκτυα ανιχνεύουν τα λάθη και
απορρίπτουν τα μπλοκ πληροφορίας που έχουν
επηρεαστεί. Στην συνέχεια, είτε ενημερώνουν
τον αποστολέα να επαναλάβει την αποστολή,
είτε αφήνουν την εφαρμογή να αντιμετωπίσει
την απώλεια. Σε σύγχρονα δίκτυα μεταγωγής
με πακέτα, όπως τα IP, η απώλεια μπορεί να
οφείλεται και στην υπερφόρτωση των
κόμβων ή των γραμμών.
· Data Duplication.
Ένα λάθος που
συναντάται σπάνια, είναι η λήψη του ίδιου
μπλοκ πληροφορίας περισσότερες από μια
φορές.
· Λήψη σε λάθος σειρά.
Σε δίκτυα που
μεταφέρουν την πληροφορία σε κάποιας
μορφής πακέτα και προσφέρουν εναλλακτικούς
δρόμους μετακίνησης των δεδομένων, είναι
δυνατόν τα δεδομένα να φτάσουν στον
προορισμό τους με λανθασμένη σειρά. Αυτό
συμβαίνει συνήθως σε δίκτυα που εφαρμόζουν
επικοινωνία χωρίς σύνδεση.
Ακόμα και αν λάβουμε υπ’ όψη μας τις προόδους στην συμπίεση της πληροφορίας, οι απαιτήσεις που έχει η μετάδοση video και ήχου σε πραγματικό χρόνο, δυσχεραίνει σημαντικά την υλοποίηση πολλών εφαρμογών πολυμέσων. Παρ’ όλο που υπάρχουν φυσικά μέσα, όπως οι οπτικές ίνες, που μπορούν να προσφέρουν μεγάλο εύρος ζώνης, και η τεχνολογία μεταγωγής (switching technology) και επεξεργασίας πρέπει να ακολουθήσει.
Οι εφαρμογές πολυμέσων έχουν το ιδιαίτερο χαρακτηριστικό ότι απαιτούν διάφορα είδη ροών πληροφορίας. Όταν μεταδίδεται video ή ήχος ή γενικότερα πληροφορία που εξαρτάται από το χρόνο, αυτό που παίζει σημαντικό ρόλο, είναι η ικανότητα του δικτύου να διατηρεί ένα σταθερό, και συνήθως αρκετά μεγάλο, ρυθμό μεταφοράς δεδομένων. Ο συγχρονισμός της πληροφορίας στο δέκτη μπορεί να γίνει μόνο αν το δίκτυο έχει μικρές καθυστερήσεις μεταφοράς με ανεκτή μεταβλητότητα. Αυτού του είδους η ροή ονομάζεται ισόχρονη (isochronous) και σχετίζεται με τα χαρακτηριστικά του δικτύου που περιγράψαμε στην προηγούμενη ενότητα.
Από την άλλη πλευρά, πολλές interactive εφαρμογές έχουν την τάση να μεταδίδουν πληροφορία με εκρήξεις (bursts). Αυτό σημαίνει ότι υπάρχουν μεγάλα διαστήματα με μικρή ή και καθόλου επικοινωνία, που διακόπτονται από μεταδόσεις μεγάλων όγκων πληροφορίας. Αυτού του είδους η ροή, που ονομάζεται αλλιώς και ασύγχρονη (asynchronous), συναντάται συχνότερα στην πράξη.
Η παρούσα τεχνολογία παρουσιάζει εναλλακτικές λύσεις για κάθε είδος ξεχωριστά: τα δίκτυα μεταγωγής κυκλώματος προσφέρονται για ισόχρονη μεταφορά πληροφορίας ενώ τα δίκτυα μεταγωγής με πακέτα για ασύγχρονη. Οι εφαρμογές πολυμέσων απαιτούν δίκτυα που να προσφέρουν και τα δύο χαρακτηριστικά ταυτόχρονα, πράγμα που είναι δύσκολο. Επιπλέον κανένας χρήστης δεν είναι διατεθειμένος να πληρώνει για παραπάνω bandwidth από αυτό που χρησιμοποιεί κάθε φορά. Επειδή οι ανάγκες του κάθε χρήστη μεταβάλλονται συνεχώς, ανάλογα με την εφαρμογή που χρησιμοποιεί, απαιτείται τεχνολογία που να μπορεί να προσφέρει κάθε στιγμή το ζητούμενο εύρος ζώνης με την ανάλογη χρέωση.