Pregled prebacivanja krugova i komutacije paketa

Što je prebacivanje?

U modernom svijetu povezani smo sa svima, bilo putem interneta ili telefonskom vezom. U ovoj ogromnoj mreži, kada se uputi telefonski poziv ili kada pristupimo nekom web mjestu, podaci se prenose s jedne mreže na drugu mrežu. Čak i za pristup jednostavnoj web stranici, pristupa se mnogim računalima (poslužiteljima) kako bi vam pružili željene podatke koje tražite. Bez obzira nalazite li se u zatvorenoj mreži ili u velikom mrežnom segmentu, prebacivanje je najvažniji mehanizam koji razmjenjuje informacije između različitih mreža ili različitih računala. Prebacivanje je način koji usmjerava podatke ili bilo koje digitalne podatke prema vašoj mreži do krajnje točke.

Pretpostavimo da na Internetu pretražujete bilo koju vrstu podataka vezanih uz strujne krugove ili tražite hobi projekt u elektronici ili ako otvorite circuitdigest.com kako biste pronašli određeni članak o elektronici, iza vaše računalne mreže događa se puno premještanja podataka. Ta kretanja usmjeravaju mrežni prekidači koji koriste različite tehnike prebacivanja u raznim mrežnim čvorovima.

Različite vrste podataka koriste različite vrste tehnika prebacivanja koje imaju svoje prednosti i nedostatke. Dostupne su tri vrste tehnika prebacivanja: prebacivanje krugova, prebacivanje paketa i prebacivanje poruka. Prebacivanje sklopova i paketa najpopularnije je među ovo troje.

Prebacivanje krugova

Prebacivanje kruga je metoda prebacivanja kod koje se prije početka prijenosa podataka između dvije stanice unutar mreže kreira put od kraja do kraja.

Prebacivanje kruga ima tri faze: uspostavljanje kruga, prijenos podataka i prekidanje kruga.

Način komutacije kruga ima fiksnu brzinu prijenosa podataka i oba pretplatnika moraju raditi po toj fiksnoj brzini. Prebacivanje sklopova je najjednostavnija metoda komunikacije podataka gdje se uspostavljaju namjenske fizičke veze između dva pojedinačna pošiljatelja i primatelja. Da bi se stvorile ove namjenske veze, skup prekidača povezan je fizičkim vezama.

Na slici ispod, tri računala s lijeve strane povezana su s tri stolna računala s desne strane fizičkim vezama, ovisno o četiri sklopke sklopa. Ako se preklopno kolo ne koristi, potrebno ih je povezati priključcima od točke do točke, gdje je potreban veći broj namjenskih vodova, što će ne samo povećati troškove povezivanja već i povećati složenost sustava.

Odluka o usmjeravanju, u slučaju prebacivanja kruga, donosi se kada se put usmjeravanja uspostavlja u mreži. Nakon što se uspostavi namjenski put usmjeravanja, podaci se kontinuirano dostavljaju primatelju. Veza se održava do kraja razgovora.

Tri faze u komutaciji kruga

Početak i kraj komunikacije u prebacivanju krugova vrši se pomoću ove formacije-

Tijekom faze postavljanja, u mreži za komutaciju sklopa, uspostavlja se posebna ruta ili veza između pošiljatelja i prijamnika. U ovom razdoblju adresiranje od kraja do kraja, poput izvorne adrese, odredišna adresa mora stvoriti vezu između dva fizička uređaja. Prebacivanje kruga događa se u fizičkim slojevima.

Prijenos podataka događa se tek nakon završetka faze postavljanja i tek kada se uspostavi fizički, namjenski put. U ovoj fazi nije uključena nijedna metoda adresiranja. Prekidači koriste vremenski razmak (TDM) ili zauzeti opseg (FDM) za usmjeravanje podataka od pošiljatelja do prijamnika. Treba imati na umu da je slanje podataka kontinuirano i da mogu biti razdoblja tišine u prijenosu podataka. Sve unutarnje veze izrađene su u dupleks obliku.

U završnoj fazi prekida veze, kada bilo koji pretplatnik u mreži, pošiljatelj ili primatelj mora odspojiti put, signal odspajanja šalje se svim uključenim prekidačima kako bi se oslobodio resurs i prekinula veza. Ova se faza također naziva i Teardown faza u metodi prebacivanja kruga.

Preklopna sklopka stvara privremenu vezu između ulazne veze s izlaznom vezom. Dostupne su razne vrste prekidača s više ulaza i izlaznih vodova.

Općenito, prebacivanje krugova koristi se u telefonskim linijama.

Prednosti prebacivanja krugova

Način prebacivanja kruga pruža velike prednosti u određenim slučajevima. Prednosti su sljedeće -

1. Brzina prijenosa podataka je fiksna i namjenska jer se veza uspostavlja pomoću namjenske fizičke veze ili sklopova.
2. Budući da su uključeni namjenski putovi usmjeravanja prijenosa, to je dobar izbor za kontinuirani prijenos tijekom dugog trajanja.
3. Kašnjenje prijenosa podataka je zanemarivo. U prekidačima nije uključeno vrijeme čekanja. Dakle, podaci se prenose bez prethodnog odgađanja prijenosa. To je definitivno pozitivna prednost metode prebacivanja krugova.

Nedostaci komutacije kruga

Osim Prednosti, prebacivanje sklopova također ima i neke nedostatke.

1. Bez obzira je li komunikacijski kanal slobodan ili zauzet, namjenski kanal ne može se koristiti za drugi prijenos podataka.
2. Zahtijeva veću širinu pojasa, a kontinuirani prijenos nudi gubitak širine pojasa kada postoji tišina.
3. Vrlo je neučinkovit pri korištenju resursa sustava. Resurs ne možemo koristiti za drugu vezu jer je dodijeljen za cijeli razgovor.
4. Potrebno je ogromno vrijeme za uspostavljanje fizičke veze između pošiljatelja i primatelja.

Zamjena paketa

Prebacivanje paketa metoda je prijenosa podataka pri kojoj se podaci razlažu na male dijelove promjenjive duljine i zatim prenose na mrežnu liniju. Slomljeni dijelovi podataka nazivaju se paketima. Nakon primanja tih slomljenih podataka ili paketa, svi se ponovno okupljaju na odredištu i tako čine cjelovitu datoteku. Zahvaljujući ovoj metodi, podaci se prenose brzo i na učinkovit način. U ovoj metodi nije potrebno prethodno postavljanje ili rezervacija resursa poput metode prebacivanja kruga.

Ova metoda koristi tehnike spremanja i prosljeđivanja. Tako će svaki skok prvo pohraniti paket, a zatim ga proslijediti na sljedeće odredište domaćina. Svaki paket sadrži kontrolne informacije, adresu izvora i adresu odredišta. Zbog toga paketi mogu koristiti bilo koju rutu ili putanju u postojećoj mreži.

VC-bazirana komutacija paketa

VC komutacija paketa način je komutacije paketa gdje se vrši logička staza ili virtualna veza između pošiljatelja i primatelja. VC je kratica za virtualni krug. U ovom načinu operacije prebacivanja paketa kreira se unaprijed definirana ruta i svi će paketi slijediti unaprijed definirane staze. Svi usmjerivači ili preklopnici koji su uključeni u logičku vezu imaju jedinstveni ID virtualnog kruga za jedinstvenu identifikaciju virtualnih veza. Također ima isti trofazni protokol koji se koristi u komutaciji kruga, fazi postavljanja, fazi prijenosa podataka i fazi rušenja.

Na gornjoj su slici 4 računala povezana s mrežom s 4 sklopke i protok podataka će se prebacivati ​​u paketu u načinu virtualnog kruga. Kao što vidimo, preklopnici su međusobno povezani i međusobno dijele komunikacijski put. Sada u virtualnom krugu treba uspostaviti unaprijed definiranu rutu. Ako želimo prenijeti podatke s PC1 na PC 4, put će biti usmjeren od SW1 do SW2 do SW3, a na kraju prema PC4. Ova je ruta unaprijed definirana, a svi SW1, SW2, SW3 imaju jedinstveni ID za identificiranje putova podataka, tako da su podaci vezani putovima i ne mogu odabrati drugu rutu.

Prebacivanje paketa na bazi datagrama

Prebacivanje datagrama potpuno se razlikuje od tehnologije prebacivanja paketa temeljene na VC. U komutaciji Datagrama, put ovisi o podacima. Paketi imaju sve potrebne informacije kao što su izvorna adresa, adresa odredišta, identitet porta itd. Dakle, u načinu komutacije paketa temeljenom na datagramima bez veze, svaki se paket tretira neovisno. Oni mogu odabrati različite rute, a odluke o usmjeravanju donose se dinamički kada se podaci prenose unutar mreže. Dakle, na odredištu se paketi mogu primati bez reda ili u bilo kojem slijedu, ne postoji unaprijed definirana ruta i zajamčena dostava paketa nije moguća. Da bi se osiguralo zajamčeno primanje paketa, potrebno je konfigurirati dodatne završne protokole sustava.

U ovom načinu prebacivanja paketa nema podešavanja, uključena je faza odašiljanja i prekida.

Opet na gornjoj slici, spojena su 4 računala i prenosimo podatke s PC1 na PC4. Podaci sadrže dva paketa označena s 1 i 2. Kao što vidimo, u načinu Datagram, paket 1 odlučio je slijediti put SW1-SW4-SW3, dok je Paket 2 odabrao put puta SW1-SW5-SW3 i konačno dosegao PC4. Paketi mogu odabrati različitu putanju, ovisno o vremenu kašnjenja i zagušenju na drugim stazama u mreži komutacije paketa Datagrama.

Prednosti komutacije paketa

Prebacivanje paketa nudi prednosti u odnosu na prebacivanje kruga. Mreža za komutaciju paketa dizajnirana je za prevladavanje nedostataka metode komutacije krugova.

1. Učinkovit u smislu širine pojasa.
2. Kašnjenje prijenosa je minimalno
3. Pakete koji nedostaju može odrediti odredište.
4. Isplativo provođenje.
5. Pouzdan kada se na mreži otkrije zauzeta staza ili veza. Paketi se mogu prenositi drugim vezama ili mogu koristiti drugačiji put.

Nedostaci komutacije paketa

Prebacivanje paketa također nailazi na nekoliko nedostataka.

1. Prebacivanje paketa ne slijedi neki određeni redoslijed za prijenos paketa jedan po jedan.
2. Nedostatak paketa događa se u velikom prijenosu podataka.
3. Svaki paket mora biti kodiran s rednim brojevima, adresom primatelja i pošiljatelja i ostalim informacijama.
4. Usmjeravanje je u čvorovima složeno jer paketi mogu slijediti više putova.
5. Kad se iz nekog razloga dogodi preusmjeravanje, povećava se kašnjenje u primanju paketa.

Razlike između komutacije krugova i komutacije paketa

Već smo dobili ideju o tome koje su razlike između prebacivanja krugova i prebacivanja paketa. Pogledajmo razlike u formatu tablice radi boljeg razumijevanja-

Razlike	Prebacivanje kruga	Zamjena paketa
Koraci Uključivanje	U komutaciji kruga potrebno je trofazno postavljanje za ukupni razgovor. Uspostavljanje veze, prijenos podataka, prekid veze	U slučaju komutacije paketa, možemo izvršiti prijenos podataka izravno.
Adresa odredišta	Cijelu adresu staze daje izvor.	Svaki paket podataka zna samo konačnu odredišnu adresu, put usmjeravanja ovisi o odluci usmjerivača.
Obrada podataka	Obrada podataka odvija se u izvornom sustavu.	Obrada podataka odvija se na čvorovima i izvornim sustavima.
Jedinstveno kašnjenje između podatkovnih jedinica	Događa se jednoliko kašnjenje.	Kašnjenje između podatkovnih jedinica nije jednoliko.
Pouzdanost	Prebacivanje sklopova pouzdanije je u usporedbi s prebacivanjem paketa	Prebacivanje paketa manje je pouzdano u usporedbi s prebacivanjem krugova.
Otpad resursa	Gubitak resursa visok je kod prebacivanja krugova.	Gubljenje resursa manje je kod komutacije paketa.
Tehnika pohrane i prosljeđivanja	Ne koristi tehniku ​​spremanja i prosljeđivanja	Koristi tehniku ​​spremanja i prosljeđivanja
Zagušenja	Do zagušenja dolazi samo u vremenu uspostavljanja veze.	Osporavanje se može dogoditi u fazi prijenosa podataka.
Podaci o prijenosu	Izvor vrši prijenos podataka.	Prijenos podataka vrši izvor, usmjerivači.