Pārskats par ķēdes komutāciju un pakešu komutāciju

Kas ir pārslēgšanās?

Mūsdienu pasaulē mēs ar visiem esam saistīti vai nu ar interneta, vai ar tālruņa savienojuma starpniecību. Šajā milzīgajā tīklā, kad tiek veikts tālruņa zvans vai kad mēs piekļūstam kādai vietnei, dati tiek pārsūtīti no viena tīkla uz citu tīklu. Pat, lai piekļūtu vienkāršai vietnei, daudziem datoriem (serveriem) ir piekļuve, lai sniegtu jums vēlamos datus, kurus meklējat. Neatkarīgi no tā, vai atrodaties slēgtā tīklā vai lielā tīkla segmentā, pārslēgšanās ir vissvarīgākais mehānisms, kas apmainās ar informāciju starp dažādiem tīkliem vai dažādiem datoriem. Komutācija ir veids, kā dati vai jebkura digitālā informācija tiek novirzīta uz jūsu tīklu līdz gala punktam.

Pieņemsim, ka meklējat jebkāda veida ar ķēdēm saistītu informāciju internetā vai meklējat hobija projektu elektronikā, vai, ja atverat circuitdigest.com, lai atrastu konkrētu rakstu par elektroniku, aiz jūsu datortīkla notiek daudz datu kustības. Šīs kustības vada tīkla slēdži, kas dažādos tīkla mezglos izmanto dažādas komutācijas metodes.

Dažādos datu veidos tiek izmantoti dažādi pārslēgšanās paņēmieni, kuriem ir savas priekšrocības un trūkumi. Ir pieejami trīs veidu komutācijas paņēmieni: ķēdes komutācija, pakešu komutācija un ziņojumu komutācija. Starp šiem trim vispopulārākās ir shēmas un pakešu komutācijas.

Ķēdes pārslēgšana

Ķēdes komutācija ir komutācijas metode, kurā pirms datu pārsūtīšanas tiek izveidots gala-gala ceļš starp divām tīkla stacijām.

Ķēdes pārslēgšanai ir trīs fāzes: ķēdes izveide, datu pārsūtīšana un ķēdes atvienošana.

Ķēdes komutācijas metodei ir fiksēts datu pārraides ātrums, un abonentiem jādarbojas ar šo fiksēto ātrumu. Kontūru pārslēgšana ir vienkāršākā datu saziņas metode, kur starp diviem atsevišķiem sūtītājiem un uztvērējiem tiek izveidoti īpaši fiziski savienojumi. Lai izveidotu šos īpašos savienojumus, slēdžu komplekts ir savienots ar fiziskām saitēm.

Zemāk redzamajā attēlā trīs datori kreisajā pusē ir savienoti ar trim galddatoriem, kas atrodas labajā pusē, ar fiziskām saitēm, atkarībā no četriem slēdžiem. Ja ķēdes komutācija netiek izmantota, tie ir jāsaista ar punktu-punktu savienojumiem, kur nepieciešams daudz īpašu līniju, kas ne tikai palielinās savienojuma izmaksas, bet arī palielinās sistēmas sarežģītību.

Maršrutēšanas lēmums ķēdes komutācijas gadījumā tiek pieņemts, kad tīklā tiek izveidots maršrutēšanas ceļš. Pēc tam, kad īpašais maršrutēšanas ceļš ir izveidots, dati tiek nepārtraukti iesniegti saņēmēja galamērķī. Savienojums tiek uzturēts līdz sarunas beigām.

Trīs fāzes ķēdes komutācijas sakaros

Saziņas sākums līdz beigām ķēdes komutācijā tiek veikts, izmantojot šo veidojumu -

Iestatīšanas posmā ķēdes komutācijas tīklā starp sūtītāju un uztvērēju tiek izveidots īpašs maršrutēšanas vai savienojuma ceļš. Šajā laika posmā līdz galam adresēšanai, tāpat kā avota adresei, mērķa adresei ir jāizveido savienojums starp divām fiziskām ierīcēm. Ķēdes pārslēgšana notiek fiziskajos slāņos.

Datu pārsūtīšana notiek tikai pēc iestatīšanas fāzes pabeigšanas un tikai tad, kad ir izveidots fizisks, īpašs ceļš. Šajā posmā nav iesaistīta neviena adresēšanas metode. Slēdži izmanto laika slotu (TDM) vai aizņemto joslu (FDM), lai novirzītu datus no sūtītāja uz uztvērēju. Viena lieta ir jāpatur prātā, ka datu sūtīšana notiek nepārtraukti un datu pārsūtīšanā var būt klusuma periodi. Visi iekšējie savienojumi tiek veikti dupleksā formā.

Pēdējā ķēdes atvienošanas fāzē, kad kādam no abonentiem tīklā, sūtītājam vai uztvērējam ir jāatvieno ceļš, visiem iesaistītajiem slēdžiem tiek nosūtīts atvienošanas signāls, lai atbrīvotu resursu un pārtrauktu savienojumu. Šo fāzi ķēžu komutācijas metodē sauca arī par nojaukšanas fāzi.

Ķēdes slēdzis izveido pagaidu savienojumu starp ievades saiti ar izejas saiti. Ir pieejami dažādi slēdžu veidi ar vairākām ieejām un izejas līnijām.

Parasti ķēdes komutāciju izmanto tālruņa līnijās.

Ķēdes komutācijas priekšrocības

Ķēdes komutācijas metode īpašās lietās sniedz lielas priekšrocības. Priekšrocības ir šādas:

1. Datu pārraides ātrums ir fiksēts un veltīts, jo savienojums tiek izveidots, izmantojot īpašu fizisko savienojumu vai shēmas.
2. Tā kā ir paredzēti īpaši pārraides maršrutēšanas ceļi, tā ir laba izvēle nepārtrauktai pārraidei ilgā laikā.
3. Datu pārraides kavēšanās ir nenozīmīga. Komutatoros nav gaidīšanas laika. Tātad dati tiek nosūtīti bez iepriekšējas kavēšanās ar pārsūtīšanu. Šī noteikti ir pozitīva ķēdes komutācijas metodes priekšrocība.

Ķēdes komutācijas trūkumi

Izņemot priekšrocības, ķēdes pārslēgšanai ir arī daži trūkumi.

1. Neatkarīgi no tā, vai sakaru kanāls ir brīvs vai aizņemts, īpašu kanālu nevarēja izmantot citai datu pārraidei.
2. Tas prasa lielāku joslas platumu, un nepārtraukta pārraide piedāvā joslas izšķērdēšanu, kad ir klusuma periods.
3. Izmantojot sistēmas resursus, tas ir ļoti neefektīvs. Mēs nevaram izmantot resursu citam savienojumam, jo ​​tas ir piešķirts visai sarunai.
4. Veidojot fiziskas saites starp sūtītājiem un saņēmējiem, tas prasa milzīgu laiku.

Pakešu komutācija

Pakešu komutācija ir datu pārsūtīšanas metode, kurā dati tiek sadalīti mazos dažāda garuma gabalos un pēc tam pārsūtīti uz tīkla līniju. Salauztos datus sauc par paketēm. Pēc šo bojāto datu vai pakešu saņemšanas visi tiek atkal samontēti galamērķī un tādējādi izveido pilnīgu failu. Pateicoties šai metodei, dati tiek pārsūtīti ātri un efektīvi. Šajā metodē nav nepieciešama iepriekšēja iestatīšana vai resursu rezervēšana, piemēram, ķēdes pārslēgšanas metode.

Šajā metodē tiek izmantotas Store un Forward metodes. Tātad katrs apiņš vispirms uzglabās paketi un pēc tam pārsūtīs paketes uz nākamo resursdatora galamērķi. Katrā paketē ir vadības informācija, avota adrese un adresāta adrese. Sakarā ar to paketes var izmantot jebkuru maršrutu vai ceļus esošajā tīklā.

VC pakešu komutācija

VC paketes komutācija ir pakešu komutācijas režīms, kurā starp sūtītāju un uztvērēju tiek izveidots loģisks ceļš vai virtuālās ķēdes savienojums. VC nozīmē Virtual Circuit. Šajā pakešu komutācijas darbības režīmā tiek izveidots iepriekš noteikts maršruts, un visas paketes sekos iepriekš definētajiem ceļiem. Visiem loģiskajā savienojumā iesaistītajiem maršrutētājiem vai slēdžiem tiek piešķirts unikāls virtuālās ķēdes ID, lai unikāli identificētu virtuālos savienojumus. Tam ir arī tas pats trīsfāžu protokols, ko izmanto ķēdes pārslēgšanā, iestatīšanas fāzē, datu pārsūtīšanas fāzē un nojaukšanas fāzē.

Iepriekš redzamajā attēlā 4 datori ir savienoti ar 4 komutatoru tīklu, un datu plūsma būs pakešu komutācija virtuālās ķēdes režīmā. Kā redzam, slēdži ir savienoti viens ar otru un koplieto sakaru ceļu savā starpā. Tagad virtuālajā ķēdē ir jāizveido iepriekš noteikts maršruts. Ja mēs vēlamies pārsūtīt datus no PC1 uz PC 4, ceļš tiks novirzīts no SW1 uz SW2 uz SW3 un pēc tam galu galā uz PC4. Šis maršruts ir iepriekš noteikts, un visiem SW1, SW2, SW3 tiek piešķirts unikāls ID, lai identificētu datu ceļus, tāpēc dati ir saistīti ar ceļiem un nevarēja izvēlēties citu maršrutu.

Datagrammas pakešu komutācija

Datagramma pārslēgšanās pilnīgi atšķiras no VC balstītas pakešu komutācijas tehnoloģijas. Pārslēdzot datagrammu, ceļš ir atkarīgs no datiem. Paketēm ir visa nepieciešamā informācija, piemēram, avota adrese, galamērķa adrese un porta identitāte utt. Tātad bezkontakta datagrammu pakešu komutācijas režīmā katra pakete tiek apstrādāta neatkarīgi. Viņi var izvēlēties dažādus maršrutus, un maršruta lēmumi tiek pieņemti dinamiski, kad dati tiek pārraidīti tīkla iekšienē. Tātad galamērķī paketes var saņemt ārpus kārtas vai jebkurā secībā, nav iepriekš noteikta maršruta un garantēta pakešu piegāde nav iespējama. Lai nodrošinātu garantētu pakešu saņemšanu, ir jākonfigurē papildu gala sistēmas protokoli.

Šajā pakešu komutācijas režīmā nav iestatīšanas, pārraides un nojaukšanas fāzes.

Atkal augšējā attēlā ir pievienoti 4 datori, un mēs pārsūtām datus no PC1 uz PC4. Dati satur divas paketes, kas apzīmētas kā 1 un 2. Kā redzams, Datagram režīmā 1. pakete izvēlējās sekot SW1- SW4-SW3 ceļam, bet 2. pakete izvēlējās SW1- SW5-SW3 maršrutu un visbeidzot sasniedza PC4. Paketes var izvēlēties atšķirīgu ceļu atkarībā no aizkaves laika un pārslodzes uz citiem ceļiem Datagram pakešu komutācijas tīklā.

Pakešu komutācijas priekšrocības

Pakešu komutācija piedāvā priekšrocības salīdzinājumā ar ķēdes komutāciju. Pakešu komutācijas tīkls ir paredzēts, lai pārvarētu ķēdes komutācijas metodes trūkumus.

1. Efektīva joslas platuma ziņā.
2. Pārraides kavēšanās ir minimāla
3. Trūkstošās paketes var noteikt pēc mērķa.
4. Izmaksu ziņā efektīva ieviešana.
5. Uzticami, ja tīklā tiek konstatēts aizņemta ceļa vai saišu sadalījums. Paketes var pārsūtīt, izmantojot citas saites, vai arī tās var izmantot citu ceļu.

Pakešu komutācijas trūkumi

Arī pakešu maiņai ir daži trūkumi.

1. Pakešu pārsūtīšana neievēro noteiktu kārtību, kā pārsūtīt pakešu pa vienam.
2. Liela apjoma datu pārraides laikā trūkst pakešu.
3. Katra pakete ir jākodē ar kārtas numuriem, saņēmēja un sūtītāja adresi un citu informāciju.
4. Maršrutēšana mezglos ir sarežģīta, jo paketes var iet vairākus ceļus.
5. Ja kāda iemesla dēļ notiek maršruta maiņa, aizkavējas pakešu saņemšana.

Atšķirības starp ķēdes komutāciju un pakešu komutāciju

Mēs jau guvām ideju par to, kādas ir atšķirības starp ķēdes komutāciju un pakešu komutāciju. Apskatīsim tabulas formāta atšķirības, lai labāk izprastu-

Atšķirības	Kontūru pārslēgšana	Pakešu komutācija
Soļi Iesaistīšanās	Ķēdes komutācijā kopīgai sarunai ir nepieciešama 3 fāžu iestatīšana. Savienojuma izveide, datu pārsūtīšana, savienojuma nojaukšana	Pakešu komutācijas gadījumā mēs varam veikt datu pārsūtīšanu tieši.
Galamērķa adrese	Visu ceļa adresi nodrošina avots.	Katra datu pakete zina tikai galamērķa adresi, maršrutēšanas ceļš ir atkarīgs no maršrutētāju lēmuma.
Datu apstrāde	Datu apstrāde notiek sistēmā Source.	Datu apstrāde notiek mezglos un avotu sistēmās.
Vienota aizkave starp datu vienībām	Notiek vienota kavēšanās.	Kavēšanās starp datu vienībām nav vienmērīga.
Uzticamība	Ķēdes komutācija ir ticamāka salīdzinājumā ar pakešpiedziņu	Pakešu komutācija ir mazāk uzticama salīdzinājumā ar ķēdes komutāciju.
Resursu izšķērdēšana	Resursu izšķiešana ir liela ķēdes komutācijā.	Resursu izšķiešana pakešu komutācijā ir mazāka.
Veikala un pārsūtīšanas tehnika	Tas neizmanto veikala un uz priekšu tehniku	Tas izmanto veikala un uz priekšu tehniku
Sastrēgumi	Sastrēgumi rodas tikai savienojuma izveides laikā.	Datu pārsūtīšanas posmā var notikt strīds.
Pārraides dati	Avots veic datu pārsūtīšanu.	Datu pārsūtīšanu veic avots, maršrutētāji.