Мы живем в эпоху, когда все процессы происходят быстро и быстро. Коммутация пакетов - одна из таких технологий, используемых в настоящее время в сетях передачи данных, таких как Интернет , LAN, WAN. Развитие протокола передачи голоса через Интернет (VoIP) позволило коммутации пакетов с легкостью передавать данные и голосовой трафик. Это позволило предприятиям получить огромные преимущества с точки зрения стоимости, эффективности и масштабируемости. Этот переключение относится к маршрутизации и передаче данных эффективным способом по каналу / сети с минимальной задержкой. После завершения передачи канал становится доступным для других целей.
Что такое коммутация пакетов?
Определение: Коммутация пакетов относится к набору протоколов, в которых для передачи пакетов используется метод коммутации сети без установления соединения. При таком переключении сообщения разбиваются и группируются в небольшие блоки, называемые пакетами. Эти пакеты передаются индивидуально по цифровой сети до места назначения. Пакеты не обязательно должны следовать по одному и тому же маршруту, чтобы достичь пункта назначения. Поскольку все пакеты прибывают в пункт назначения в другом порядке, исходное сообщение перекомпилируется самим пунктом назначения. Схема коммутации пакетов показана ниже.
В этом переключении пакеты состоят из двух частей - заголовка и полезной нагрузки. Информация в заголовке позволяет сетевому оборудованию / промежуточному узлу убедиться, что пакеты направляются к месту назначения, в то время как определенные данные переносятся полезной нагрузкой.
Каждый пакет имеет адрес источника и адрес назначения, чтобы независимо перемещаться по сети с переменным битрейтом. Пакеты пересылаются асинхронно промежуточным узлы из-за перегрузки, очередей и т. д. и, следовательно, следует по разным маршрутам. Эти пакеты прибывают в пункт назначения в другом порядке, и пункт назначения обеспечивает повторную сборку данных того же файла.
Сообщение состоит из четырех пакетов - A, B, C и D. Каждый пакет состоит из адреса источника и адреса назначения и следует более чем по одному маршруту, чтобы достичь пункта назначения от источника, как показано на рисунке ниже.
коммутация пакетов
Режимы пакетной коммутации
Коммутация пакетов подразделяется на два основных типа. Они есть:
Пакетная коммутация с установлением соединения
Это также известно как переключение виртуальных каналов, которое требует фазы настройки или виртуального соединения для установления пути перед передачей. В протоколе сигнализации устанавливается предопределенный путь, позволяющий отправителю, получателю и всем пакетам одного и того же сообщения следовать по этому пути. Коммутаторы / маршрутизаторы обеспечивают виртуальный идентификатор цепи для распознавания виртуального соединения. Данные в этом типе переключения разбиваются на небольшие блоки. К этим маленьким блокам добавляется порядковый номер. В этом процессе описаны три этапа. Они настраиваются, передача данных и этап демонтажа.
Коммутация пакетов, ориентированная на соединение
На этапе настройки адресная информация передается только каждому узлу. Как только маршрут к месту назначения найден, в таблицу коммутации каждого промежуточного узла добавляется запись.
На этапе передачи данных заголовок пакета может содержать такую информацию, как длина, временная метка и порядковый номер. Эта информация может быть разной для разных пакетов.
Одним из наиболее заметных приложений коммутации пакетов с установлением соединения является коммутируемая глобальная сеть. Такие протоколы, как X.25, Frame-Relay, ATM (асинхронный режим передачи) и многопротокольная коммутация меток, используют этот тип коммутации.
Пакетная коммутация без установления соединения
Коммутация без установления соединения широко известна как коммутация дейтаграмм. Здесь каждый пакет содержит адрес источника и получателя, адрес порта и другую необходимую информацию. Иногда пакеты помечаются порядковым номером.
При коммутации пакетов дейтаграмм пакеты проходят независимо и по разным маршрутам, поэтому пакеты, которые прибывают в пункт назначения, могут быть доставлены вне очереди. Поскольку пакеты прибывают в место назначения в неупорядоченном формате, исходное сообщение должно быть извлечено на основе порядковых номеров пакетов.
Надежная доставка пакетов при коммутации без установления соединения не гарантируется. Итак, необходимо обеспечить сквозные системы дополнительными протоколами.
Коммутация пакетов без установления соединения
Задержки при коммутации пакетов
В этом переключении есть четыре типа задержек:
Задержка передачи
Это просто означает время, необходимое для отправки всех пакетов, или время, необходимое для поглощения всех битов данных в среде связи. Передача инфекции задержка зависит от длины пакета и пропускной способности сети.
Задержка передачи = размер данных / полоса пропускания = (L / B) секунд
Задержка распространения
Задержка распространения означает время, необходимое битам для перемещения от источника к месту назначения по каналу. Расстояние и скорость распространения являются факторами, влияющими на задержку распространения.
Задержка распространения = расстояние / скорость передачи = д / с
Задержка в очереди
Задержка постановки в очередь возникает из-за характера трафика в сети. Следовательно, это время, потраченное на ожидание в очереди, пока она не будет выполнена, и определяется следующим образом:
Средняя задержка в очереди = (N-1) L / (2 * R)
Где «N» - это номер. пакетов
‘L’ - размер пакета
‘R’ - пропускная способность
Задержка обработки
Это время, необходимое для обработки пакета. Задержка обработки также относится ко времени, необходимому для проверки битовых ошибок, определения выходного канала и т. Д.
Общее время или сквозное время = задержка передачи + задержка распространения + задержка постановки в очередь + задержка обработки
Преимущества коммутации пакетов перед коммутацией каналов
Это переключение дает различные преимущества по сравнению с переключением цепей, и они перечислены ниже:
- Он доставляет данные в пункт назначения, обнаруживая собственные пути коммутации каналов, которые имеют выделенный и заранее определенный канал.
- Это очень надежно, так как пропущенные пакеты обнаруживаются коммутацией каналов назначения, у которой нет этой опции.
- Он использует меньшую полосу пропускания, так как пакеты быстро маршрутизируются к месту назначения, коммутация должна иметь выделенную полосу пропускания.
- Канал в этом переключении доступен для других передач, как только пакеты маршрутизируются, переключение каналов занимает канал до завершения голосовой связи.
- Это экономически выгодно и проще в реализации, переключение схем стоит дорого
Недостатки коммутации пакетов над коммутацией каналов
Несмотря на различные преимущества, это переключение имеет и недостатки, которые перечислены ниже:
- Поскольку движение пакетов при этом переключении не синхронно, оно может не подходить для приложений связи, таких как голосовые вызовы, в то время как коммутация каналов очень подходит для голосовых вызовов.
- Пакеты не перемещаются организованным образом, должны быть указаны порядковые номера, чтобы идентифицировать каждую коммутацию пакетных каналов.
- В этом переключении сложность высока на каждом узле, поскольку пакеты маршрутизируются по нескольким путям для достижения пункта назначения, что приводит к потере данных или задержке доставки пакетов. Переключение каналов гарантирует отсутствие потери данных.
- Это переключение требует дополнительных и безопасных протоколов для защиты данных, что приводит к значительному увеличению затрат на реализацию. Коммутация каналов имеет выделенный канал для одной услуги и одного отдельного маршрута.
FAQs
1). Что такое коммутация пакетов данных?
Коммутация пакетов данных - это подход, используемый для передачи данных по сети в виде пакетов. Данные разбиваются на небольшие блоки переменной длины, известные как пакеты. Каждый пакет, содержащий данные, перемещается вместе с сетью.
2). Кто изобрел коммутацию пакетов?
Американский ученый Пол Бэран исследовал концепцию коммутации пакетов в 1960 году. В 1965 году Дональд Дэвис разработал аналогичную концепцию маршрутизации и назвал ее коммутацией пакетов.
3). Какие бывают техники переключения?
Существует три типа коммутации: пакетная коммутация, коммутация каналов и коммутация сообщений.
4). Что вы имеете в виду под переключением?
Коммутация - это тип техники, с помощью которой узлы могут контролировать или переключать данные, чтобы гарантировать их передачу между заданными точками в сети.
5). Что такое коммутация пакетов без установления соединения?
Коммутация пакетов без установления соединения широко известна как коммутация дейтаграмм. Здесь сообщение разбивается на пакеты. У каждого пакета есть адрес источника и адрес назначения, чтобы независимо перемещаться по сети. Пакеты пересылаются асинхронно промежуточными узлами из-за перегрузки, постановки в очередь и т. Д. И, следовательно, следуют по разным маршрутам. Эти пакеты прибывают в пункт назначения в другом порядке, и пункт назначения обеспечивает повторную сборку данных того же файла.
Таким образом, в этой статье мы обсудили концепцию коммутации пакетов. Два методы коммутации пакетов Обсуждаются различные преимущества и недостатки, позволяющие читателю понять, какая технология была бы наилучшей для использования для непрерывного и эффективного общения. Простым примером современной коммутации пакетов является электронная почта и веб-страницы, использующие WAN, а обычная телефонная связь рассматривается как пример технологии коммутации каналов.
