Żyjemy w erze, w której każdy proces przebiega szybko i szybko. Przełączanie pakietów jest jedną z takich technologii używaną obecnie w sieciach danych, takich jak Internet , LAN, WAN. Rozwój protokołu Voice over Internet Protocol (VoIP) umożliwił przełączanie pakietów w celu łatwego przesyłania danych i ruchu głosowego. Pozwoliło to firmom doświadczyć ogromnych korzyści pod względem kosztów, wydajności i skalowalności. To przełączanie odnosi się do trasowania i przesyłania danych w efektywny sposób przez kanał / sieć z minimalnym opóźnieniem. Po zakończeniu transmisji kanał jest udostępniany do innych celów.
Co to jest przełączanie pakietów?
Definicja: Przełączanie pakietów odnosi się do zestawu protokołów wykorzystujących do przesyłania pakietów podejście do przełączania sieci bez połączenia. Podczas tego przełączania wiadomości są dzielone i grupowane w małe jednostki zwane pakietami. Pakiety te są przesyłane indywidualnie przez sieć cyfrową, aby dotrzeć do miejsca przeznaczenia. Pakiety nie muszą podążać tą samą trasą, aby dotrzeć do celu. Ponieważ wszystkie pakiety docierają do miejsca docelowego w innej kolejności, oryginalna wiadomość jest ponownie kompilowana przez samo miejsce docelowe. Schemat przełączania pakietów przedstawiono poniżej.
W tym przełączaniu pakiety składają się z dwóch części - nagłówka i ładunku. Informacje w nagłówku umożliwiają sprzętowi sieciowemu / węzłowi pośredniczącemu upewnienie się, że pakiety są kierowane do miejsca docelowego, podczas gdy określone dane są przenoszone przez ładunek.
Każdy pakiet ma adres źródłowy i docelowy, aby niezależnie podróżować przez sieć ze zmienną szybkością transmisji. Pakiety są przekazywane asynchronicznie przez pośrednika węzły z powodu zatorów, kolejek itp., i dlatego podąża różnymi trasami. Pakiety te docierają do miejsca docelowego w innej kolejności, a miejsce docelowe zapewnia ponowne złożenie danych z tego samego pliku.
Wiadomość składa się z czterech pakietów - A, B, C i D. Każdy pakiet składa się z adresu źródłowego i docelowego i podąża więcej niż jedną trasą, aby dotrzeć do miejsca docelowego ze źródła, jak pokazano na poniższym rysunku.
przełączanie pakietów
Tryby przełączania pakietów
Przełączanie pakietów dzieli się na dwa główne typy. Oni są:
Zorientowane na połączenie przełączanie pakietów
Jest to również znane jako przełączanie obwodu wirtualnego, które wymaga fazy konfiguracji lub połączenia wirtualnego w celu ustanowienia ścieżki przed transmisją. W przypadku protokołu sygnalizacyjnego ustawiana jest predefiniowana ścieżka, aby umożliwić nadawcy, odbiorcy i wszystkim pakietom tej samej wiadomości podążanie tą ścieżką. Przełączniki / routery zapewniają wirtualny identyfikator obwodu, aby rozpoznać połączenie wirtualne. Dane w tego typu przełączaniu są dzielone na małe jednostki. Do tych małych jednostek dodawany jest numer kolejny. W tym procesie opisano trzy fazy. Są one konfigurowane, przesyłane i usuwane.
Przełączanie pakietów zorientowane na połączenie
W fazie konfiguracji informacje o adresie są przesyłane tylko do każdego węzła. Gdy tylko trasa do miejsca docelowego zostanie znaleziona, wpis jest dodawany do tablicy przełączania każdego węzła pośredniego.
W fazie przesyłania danych nagłówek pakietu może zawierać informacje, takie jak długość, znacznik czasu i numer sekwencyjny. Te informacje mogą być różne dla różnych pakietów.
Jednym z głównych zastosowań zorientowanego połączeniowo przełączania pakietów jest przełączana sieć WAN. Protokoły takie jak X.25, Frame-Relay, ATM (asynchroniczny tryb transferu) i wieloprotokołowe przełączanie etykiet wykorzystują ten typ przełączania.
Bezpołączeniowe przełączanie pakietów
Przełączanie typu bezpołączeniowego jest powszechnie znane jako przełączanie datagramowe. Tutaj każdy pakiet zawiera adres źródłowy i docelowy oraz adres portu i inne niezbędne informacje. Czasami pakiety są oznaczone numerem sekwencyjnym.
W przełączaniu pakietów datagramów pakiety przechodzą niezależnie i różnymi trasami, więc pakiety, które docierają do miejsca docelowego, mogą być dostarczane poza kolejnością. Gdy pakiety docierają do miejsca przeznaczenia w nieuporządkowanym formacie, oryginalna wiadomość będzie pobierana na podstawie numerów sekwencyjnych pakietów.
Niezawodne dostarczanie pakietów przy przełączaniu bezpołączeniowym nie jest gwarantowane. Dlatego potrzebne jest zapewnienie kompleksowych systemów z dodatkowymi protokołami.
Bezpołączeniowe przełączanie pakietów
Opóźnienia w przełączaniu pakietów
Cztery rodzaje opóźnień w tym przełączaniu to:
Opóźnienie transmisji
Odnosi się po prostu do czasu potrzebnego na wysłanie wszystkich pakietów lub czasu, jaki zajmuje wchłonięcie wszystkich bitów danych na nośnik komunikacyjny. Przenoszenie opóźnienie zależy od długości pakietu i przepustowości sieci.
Opóźnienie transmisji = rozmiar danych / przepustowość = (L / B) sekunda
Opóźnienie propagacji
Opóźnienie propagacji odnosi się do czasu, w jakim bity przemieszczają się ze źródła do celu przez łącze. Odległość i prędkość propagacji to czynniki wpływające na opóźnienie propagacji.
Opóźnienie propagacji = odległość / prędkość transmisji = d / s
Opóźnienie kolejkowania
Opóźnienie kolejkowania wynika z charakteru ruchu w sieci. Dlatego odnosi się do czasu spędzonego w kolejce do jej wykonania i jest zdefiniowany w następujący sposób:
Średnie opóźnienie kolejkowania = (N-1) L / (2 * R)
Gdzie „N” to nie. pakietów
„L” to rozmiar pakietu
„R” to szerokość pasma
Opóźnienie przetwarzania
Odnosi się do czasu potrzebnego na przetworzenie pakietu. Opóźnienie przetwarzania odnosi się również do czasu wymaganego do sprawdzenia błędów bitowych, określenia łącza wyjściowego itp.
Całkowity czas lub czas od końca do końca = opóźnienie transmisji + opóźnienie propagacji + opóźnienie kolejkowania + opóźnienie przetwarzania
Zalety przełączania pakietów poprzez przełączanie obwodów
To przełączanie oferuje różne korzyści w porównaniu z przełączaniem obwodów i są one wymienione poniżej:
- Dostarcza dane do miejsca docelowego, znajdując własne ścieżki. Przełączanie obwodów ma dedykowany i predefiniowany kanał.
- Jest wysoce niezawodny, ponieważ brakujące pakiety są wykrywane przez przełączanie obwodu docelowego nie ma tej opcji.
- Wykorzystuje mniejszą przepustowość, ponieważ pakiety są szybko kierowane do docelowego obwodu. Przełączanie powinno mieć dedykowaną przepustowość.
- Kanał w tym przełączaniu jest dostępny dla innych transmisji, gdy tylko pakiety są kierowane, przełączanie obwodów zajmuje kanał do zakończenia komunikacji głosowej
- Jest to opłacalne i łatwiejsze do wdrożenia przełączanie obwodów jest drogie
Wady przełączania pakietów przez przełączanie obwodów
Pomimo różnych korzyści, to przełączanie ma również wady, które wymieniono poniżej:
- Ponieważ ruch pakietów nie jest synchroniczny w tym przełączaniu, może nie być odpowiedni w zastosowaniach komunikacyjnych, takich jak połączenia głosowe, podczas gdy przełączanie obwodów jest bardzo odpowiednie dla połączeń głosowych
- Pakiety nie przemieszczają się w zorganizowany sposób, należy podać numery sekwencyjne, aby zidentyfikować, że przełączanie każdego obwodu pakietów daje najwyższy priorytet dla kanału, aby zapewnić użytkownikom jak najlepsze wrażenia
- W tym przełączaniu złożoność jest wysoka w każdym węźle, ponieważ pakiety są kierowane wieloma ścieżkami, aby dotrzeć do miejsca docelowego, co prowadzi do utraty danych lub opóźnienia w dostarczaniu pakietów. Przełączanie obwodów zapewnia, że nie ma utraty danych
- To przełączanie wymaga dodatkowych i bezpiecznych protokołów do ochrony danych, co prowadzi do znacznego wzrostu kosztów wdrożenia. Komutacja obwodów ma dedykowany kanał dla jednej usługi i jedną indywidualną trasę.
FAQs
1). Co to jest przełączanie pakietów danych?
Przełączanie pakietów danych to podejście używane do przesyłania danych w sieci w postaci pakietów. Dane są dzielone na małe jednostki o zmiennej długości, zwane pakietami. Każdy pakiet zawierający dane jest przesyłany wraz z siecią.
2). Kto wynalazł przełączanie pakietów?
Amerykański naukowiec „Paul Baran” zbadał koncepcję przełączania pakietów w 1960 r. W 1965 r. Donald Davies opracował podobną koncepcję routingu i nazwał ją przełączaniem pakietów.
3). Jakie są techniki przełączania?
Istnieją trzy rodzaje technik przełączania - przełączanie pakietów, przełączanie obwodów i przełączanie komunikatów.
4). Co masz na myśli mówiąc o zmianie?
Przełączanie to rodzaj techniki, za pomocą której węzły mogą kontrolować lub przełączać dane, aby zapewnić, że są one przesyłane między określonymi punktami w sieci.
5). Co to jest bezpołączeniowe przełączanie pakietów?
Bezpołączeniowe przełączanie pakietów jest powszechnie znane jako przełączanie datagramów. Tutaj wiadomość jest zepsuta i podzielona na pakiety. Każdy pakiet ma adres źródłowy i docelowy do niezależnego przesyłania w sieci. Pakiety są przekazywane asynchronicznie przez węzły pośrednie z powodu przeciążenia, kolejkowania itd., A zatem podążają różnymi trasami. Pakiety te docierają do miejsca docelowego w innej kolejności, a miejsce docelowe zapewnia ponowne złożenie danych z tego samego pliku.
Dlatego w tym artykule omówiliśmy koncepcję przełączania pakietów. Dwójka techniki przełączania pakietów Omówiono różne zalety i wady, pozwalając czytelnikowi zorientować się, która technologia byłaby najlepsza do wykorzystania w ciągłej i skutecznej komunikacji. Prostym przykładem współczesnego przełączania pakietów jest poczta e-mail i strony internetowe korzystające z sieci WAN, a zwykłe usługi telefoniczne są uważane za przykład technologii komutacji obwodów.
