Trăim într-o eră în care fiecare proces este rapid și receptiv. Comutarea pachetelor este o astfel de tehnologie utilizată în zilele noastre în rețelele de date precum Internet , LAN, WAN. Dezvoltarea protocolului Voice over Internet (VoIP), a permis comutarea pachetelor pentru a transmite cu ușurință traficul de date și voce. Acest lucru a permis companiilor să beneficieze de beneficii imense în ceea ce privește costul, eficiența și scalabilitatea. Acest comutare se referă la rutare și transmiterea datelor într-un mod eficient prin canal / rețea cu o latență minimă. Canalul este pus la dispoziție în alte scopuri la finalizarea transmisiei.
Ce este comutarea pachetelor?
Definiție: Comutarea pachetelor se referă la un set de protocoale care utilizează o abordare de comutare a rețelei fără conexiune pentru a transmite pachetele. În această comutare, mesajele sunt rupte și grupate în unități mici numite pachete. Aceste pachete sunt transmise individual pe o rețea digitală pentru a ajunge la destinație. Pachetele nu trebuie să urmeze același traseu pentru a ajunge la destinație. Deoarece toate pachetele ajung la o destinație într-o ordine diferită, mesajul original este recompilat chiar de destinație. Diagrama de comutare a pachetelor este prezentată mai jos.
În această comutare, pachetele au două părți - un antet și o sarcină utilă. Informațiile din antet permit hardware-ului de rețea / nodului intermediar să se asigure că pachetele sunt direcționate către destinația sa, în timp ce datele definite sunt transportate de sarcina utilă.
Fiecare pachet are o adresă sursă și destinație pentru a călători independent printr-o rețea cu o rată de biți variabilă. Pachetele sunt redirecționate asincron prin intermediare noduri din cauza congestiei, așteptării și așa mai departe și, prin urmare, urmează trasee diferite. Aceste pachete ajung la destinație într-o ordine diferită, iar destinația asigură reasamblarea datelor aceluiași fișier.
Mesajul este format din patru pachete - A, B, C și D. Fiecare pachet este format din adresă sursă și destinație și urmează mai multe rute pentru a ajunge la destinație din sursă, așa cum se arată în figura de mai jos.
comutare de pachete
Moduri de comutare a pachetelor
Comutarea pachetelor este clasificată în două tipuri principale. Sunt:
Comutarea pachetelor orientată spre conexiune
Acest lucru este, de asemenea, cunoscut sub numele de comutare de circuit virtual, care necesită o fază de configurare sau o conexiune virtuală pentru a stabili o cale înainte de transmisie. Cu protocolul de semnalizare, este configurată o cale predefinită pentru a permite expeditorului, receptorului și tuturor pachetelor cu același mesaj să urmeze această cale. Comutatoare / routere oferă virtual ID circuit pentru a recunoaște conexiunea virtuală. Datele din acest tip de comutare sunt împărțite în unități mici. La aceste unități mici se adaugă un număr de ordine. În acest proces, sunt descrise trei faze. Acestea sunt configurate, transferul de date și faza de rupere.
Comutare orientată spre conexiune
În faza de configurare, informațiile despre adresă sunt transferate numai către fiecare nod. De îndată ce se găsește ruta către destinație, se adaugă o intrare la tabelul de comutare a fiecărui nod intermediar.
În faza de transfer de date, antetul pachetului poate conține informații precum lungimea, marcajul de timp și numărul secvenței. Aceste informații pot fi diferite pentru diferite pachete.
Una dintre aplicațiile proeminente ale comutării pachetelor orientate spre conexiune este în WAN-ul comutat. Protocoale precum X.25, Frame-Relay, ATM (modul de transfer asincron) și comutarea cu etichete multi-protocol folosesc acest tip de abordare de comutare.
Comutare pachete fără conexiune
Comutarea de tip fără conexiune este cunoscută popular ca comutarea datagramelor. Aici, fiecare pachet cuprinde o adresă sursă și destinație și o adresă de port și alte informații necesare. Uneori, pachetele sunt etichetate cu un număr de ordine.
În comutarea pachetelor de date, pachetele traversează independent și pe rute diferite și astfel pachetele care ajung la destinație ar putea fi livrate în afara comenzii. Pe măsură ce pachetele ajung la destinație într-un format neordonat, mesajul original va fi recuperat pe baza numerelor de ordine ale pachetelor.
Livrarea fiabilă a pachetelor în comutare fără conexiune nu este garantată. Deci, este necesară furnizarea de sisteme end-to-end cu protocoale suplimentare.
Comutare fără pachete fără conexiune
Întârzieri la comutarea pachetelor
Cele patru tipuri de întârzieri în această comutare sunt:
Întârziere transmisie
Se referă pur și simplu la timpul necesar pentru a trimite toate pachetele sau, este necesar timp pentru a absorbi toți biții de date pe mediul de comunicație. Transmisie întârzierea se bazează pe lungimea pachetului și pe lățimea de bandă a rețelei.
Întârziere transmisie = dimensiunea datelor / lățimea de bandă = (L / B) secundă
Întârziere de propagare
Întârzierea propagării se referă la timpul luat de biți pentru a călători de la sursă la destinație prin legătură. Distanța și viteza de propagare sunt factorii care afectează întârzierea propagării.
Întârziere de propagare = distanță / viteză de transmisie = d / s
Întârziere la coadă
Întârzierea în așteptare apare din cauza naturii traficului din rețea. Prin urmare, se referă la timpul petrecut în așteptare într-o coadă până când este executat și este definit după cum urmează -
Întârziere medie la coadă = (N-1) L / (2 * R)
Unde „N” este nr. de pachete
„L” este dimensiunea pachetului
„R” este lățimea de bandă
Întârziere de procesare
Se referă la timpul necesar procesării unui pachet. Întârzierea procesării se referă și la timpul necesar pentru verificarea erorilor de biți, determinarea legăturii de ieșire etc.
Timp total sau timp de la capăt la capăt = Întârziere transmisie + Întârziere propagare + Întârziere la coadă + Întârziere procesare
Avantajele comutării pachetelor prin comutarea circuitului
Această comutare oferă diferite avantaje în comparație cu comutarea circuitului și sunt enumerate mai jos:
- Livrează datele către o destinație, găsindu-și propriile căi. Comutarea circuitului are un canal dedicat și predefinit.
- Este extrem de fiabil deoarece pachetele lipsă sunt detectate de comutarea circuitului de destinație nu are această opțiune.
- Folosește o lățime de bandă mai mică, deoarece pachetele sunt direcționate rapid către circuitul de destinație, comutarea ar trebui să aibă lățime de bandă dedicată.
- Canalul din această comutare este disponibil pentru alte transmisii de îndată ce pachetele sunt direcționate, comutarea circuitului ocupă canalul până la finalizarea comunicării vocale
- Este rentabil și mai ușor de implementat comutarea circuitului este costisitoare
Dezavantaje ale comutării pachetelor de comutare a circuitului
În ciuda faptului că oferă diverse avantaje, această comutare oferă și dezavantaje, care sunt enumerate mai jos:
- Deoarece mișcarea pachetelor nu este sincronă în această comutare, este posibil să nu fie adecvată în aplicațiile de comunicații, cum ar fi apelurile vocale, în timp ce comutarea circuitului este foarte potrivită pentru apelurile vocale
- Pachetele nu se mișcă într-un mod organizat, ar trebui furnizate numere de ordine pentru a identifica fiecare comutare a circuitului de pachete, acordând cea mai mare prioritate canalului pentru a oferi cea mai bună experiență utilizatorilor
- În această comutare, complexitatea este ridicată la fiecare nod, deoarece pachetele sunt direcționate pe mai multe căi pentru a ajunge la destinație, ceea ce duce la pierderea datelor sau întârzierea livrării circuitului de comutare a pachetelor asigură că nu există pierderi de date
- Această comutare necesită protocoale suplimentare și sigure pentru a proteja datele, ceea ce duce la o creștere semnificativă a costurilor de implementare. Comutarea circuitului are un canal dedicat pentru un serviciu și o rută individuală.
Întrebări frecvente
1). Ce este comutarea pachetelor de date?
Comutarea pachetelor de date este o abordare utilizată pentru a transfera datele printr-o rețea sub formă de pachete. Datele sunt împărțite în unități mici de lungime variabilă cunoscute sub numele de pachete. Fiecare pachet care conține date călătorește împreună cu rețeaua ..
2). Cine a inventat comutarea pachetelor?
Omul de știință american „Paul Baran” a explorat conceptul de comutare de pachete în 1960. În 1965, Donald Davies a dezvoltat un concept de rutare similar și l-a numit comutarea de pachete.
3). Care sunt tehnicile de comutare?
Există trei tipuri de tehnici de comutare - comutare de pachete, comutare de circuit și comutare de mesaje.
4). Ce vrei să spui prin comutare?
Comutarea este un tip de tehnică prin care nodurile pot controla sau comuta datele pentru a se asigura că acestea sunt transmise între punctele date dintr-o rețea.
5). Ce este comutarea pachetelor fără conexiune?
Comutarea fără pachete fără conexiune este cunoscută popular ca comutarea datagramelor. Aici, mesajul este rupt și împărțit în pachete. Fiecare pachet are o adresă sursă și destinație pentru a călători independent printr-o rețea. Pachetele sunt redirecționate asincron de noduri intermediare din cauza congestiei, așteptării și așa mai departe și, prin urmare, urmează rute diferite. Aceste pachete ajung la destinație într-o ordine diferită, iar destinația asigură reasamblarea datelor aceluiași fișier.
Astfel, în acest articol, am discutat despre conceptul de comutare a pachetelor. Cei doi tehnici de comutare a pachetelor cu diverse avantaje și dezavantaje sunt discutate permițând cititorului să înțeleagă care ar fi cea mai bună tehnologie care să fie utilizată pentru o comunicare continuă și eficientă. Un exemplu simplu de comutare de pachete modernă este e-mailul și paginile web folosind WAN, iar serviciul telefonic normal este considerat un exemplu de tehnologie de comutare a circuitelor.
