Живеем в епоха, в която всеки процес е бърз и отзивчив. Превключването на пакети е една такава технология, използвана в днешно време в мрежи за данни като интернет , LAN, WAN. Разработването на Voice over Internet Protocol (VoIP), активирано превключване на пакети за лесно предаване на данни и гласов трафик. Това позволи на бизнеса да изпита огромни предимства по отношение на разходите, ефективността и мащабируемостта. Това превключване се отнася до маршрутизиране и предаване на данни по ефективен начин през канала / мрежата с минимална латентност. Каналът се предоставя за други цели след завършване на предаването.
Какво е превключване на пакети?
Определение: Превключването на пакети се отнася до набор от протоколи, който използва подход за комутация на мрежа без връзка, за да предава пакетите. При това превключване съобщенията се разбиват и групират в малки единици, наречени пакети. Тези пакети се предават индивидуално през цифрова мрежа, за да достигнат до местоназначението си. Пакетите не трябва да следват един и същ маршрут, за да стигнат до местоназначението си. Тъй като всички пакети пристигат в дестинация в различен ред, оригиналното съобщение се прекомпилира от самата дестинация. Диаграмата за превключване на пакети е показана по-долу.
При това превключване пакетите имат две части - хедър и полезен товар. Информацията в заглавката позволява на мрежовия хардуер / междинен възел да се увери, че пакетите са насочени към местоназначението си, докато определените данни се носят от полезния товар.
Всеки пакет има адрес на източник и дестинация, за да пътува независимо през мрежа с променлива битрейт. Пакетите се препращат асинхронно от междинни възли поради задръствания, опашки и т.н. и следователно следва различни маршрути. Тези пакети пристигат до местоназначението в различен ред и местоназначението осигурява повторно събиране на данните от същия файл.
Съобщението се състои от четири пакета - A, B, C и D. Всеки пакет се състои от адрес на източника и местоназначението и следва повече от един маршрут за достигане до местоназначението от източника, както е показано на фигурата по-долу.
превключване на пакети
Режими на комутация на пакети
Превключването на пакети се класифицира на два основни типа. Те са:
Ориентирано към връзка пакетно превключване
Това е известно и като превключване на виртуална верига, което изисква фаза на настройка или виртуална връзка, за да се установи път преди предаването. С протокола за сигнализация се задава предварително дефиниран път, за да се даде възможност на подателя, получателя и всички пакети от едно и също съобщение да следват този път. Превключватели / рутери осигуряват виртуален идентификатор на веригата за разпознаване на виртуалната връзка. Данните при този тип превключване са разделени на малки единици. Към тези малки единици се добавя пореден номер. В този процес са описани три фази. Те са настроени, трансфер на данни и фаза на разрушаване.
Ориентирана към връзка-комутация на пакети
Във фазата на настройка информацията за адреса се прехвърля само към всеки възел. Веднага щом бъде намерен маршрутът до местоназначението, към таблицата за превключване на всеки междинен възел се добавя запис.
Във фазата на прехвърляне на данни заглавката на пакета може да съдържа информация като дължина, времеви клеймо и пореден номер. Тази информация може да бъде различна за различните пакети.
Едно от известните приложения на ориентираната към връзката пакетна комутация е в комутираната WAN. Протоколи като X.25, Frame-Relay, ATM (режим на асинхронен трансфер) и превключване на етикети с няколко протокола използват този тип комутационен подход.
Безжично превключване на пакети
Превключването без тип връзка е популярно като превключване на дейтаграми. Тук всеки пакет съдържа адрес на източник и местоназначение и адрес на порт и друга необходима информация. Понякога пакетите са етикетирани с пореден номер.
При превключване на пакети от дейтаграми пакетите се прехвърлят независимо и по различни маршрути, така че пакетите, които пристигат в дестинацията, може да са доставени извън поръчката. Тъй като пакетите пристигат до местоназначението в неподреден формат, оригиналното съобщение се извлича въз основа на поредните номера на пакетите.
Не се гарантира надеждна доставка на пакети при превключване без връзка. Така че е необходимо осигуряване на системи от край до край с допълнителни протоколи.
Комутация без пакети без връзка
Забавяния при превключване на пакети
Четирите вида закъснения при това превключване са:
Забавяне на предаването
Той просто се отнася до времето, необходимо за изпращане на всички пакети, или времето, необходимо за поглъщане на всички битове с данни върху комуникационния носител. Предаване delay се разчита на дължината на пакета и честотната лента на мрежата.
Забавяне на предаването = размер на данни / честотна лента = (L / B) секунда
Забавяне на разпространението
Забавянето на разпространението се отнася до времето, необходимо на битовете за пътуване от източника до местоназначението по връзката. Разстоянието и скоростта на разпространение са факторите, които оказват влияние върху забавянето на разпространението.
Забавяне на разпространението = разстояние / скорост на предаване = d / s
Забавяне на опашката
Закъснението на опашката възниква поради естеството на трафика в мрежата. Следователно той се отнася до времето, прекарано в чакане на опашка, докато се изпълни и се дефинира по следния начин -
Средно забавяне на опашката = (N-1) L / (2 * R)
Където „N“ е не. на пакетите
‘L’ е размерът на пакета
„R“ е честотната лента
Закъснение при обработка
Отнася се за времето, необходимо за обработка на пакет. Закъснението при обработката се отнася и до времето, необходимо за проверка за грешки в битовете, определяне на изходната връзка и др
Общо време или време от край до край = забавяне на предаването + забавяне на разпространението + забавяне на опашката + забавяне на обработката
Предимства на превключването на пакети през комутацията на вериги
Това превключване предлага различни предимства в сравнение с превключването на вериги и те са изброени по-долу:
- Той доставя данните до дестинация, като намира собствените си пътища, превключването на веригата има специален и предварително дефиниран канал.
- Той е изключително надежден, тъй като липсващите пакети се откриват при превключване на веригата на дестинация, която няма тази опция.
- Той използва по-малка честотна лента, тъй като пакетите бързо се насочват към целевата верига, превключването трябва да има специална честотна лента.
- Каналът при това превключване е достъпен за други предавания, веднага щом пакетите бъдат пренасочени, превключването на веригата заема канала до завършване на гласовата комуникация
- Изгодно е и по-лесно е да се приложи превключването на вериги е скъпо
Недостатъци на комутацията на пакети през комутацията на вериги
Въпреки че предлага различни предимства, това превключване предлага и недостатъци, които са изброени по-долу:
- Тъй като движението на пакетите не е синхронно при това превключване, може да не е подходящо в комуникационни приложения като гласови повиквания, докато превключването на вериги е изключително подходящо за гласови повиквания
- Пакетите не се движат по организиран начин, трябва да се предоставят поредни номера, за да се идентифицира превключването на всяка пакетна верига, дава най-висок приоритет на канала, за да даде най-доброто изживяване на потребителите
- При това превключване сложността е висока на всеки възел, тъй като пакетите се пренасочват по множество пътища, за да достигнат до местоназначението, което води до загуба на данни или закъснение при доставката на превключването на веригата на пакетите гарантира, че няма загуба на данни
- Това превключване се нуждае от допълнителни и сигурни протоколи за защита на данните, което води до значително увеличение на разходите за внедряване. Превключването на вериги има специален канал за една услуга и един индивидуален маршрут.
Често задавани въпроси
1). Какво представлява превключването на пакети данни?
Превключването на пакети данни е подход, използван за прехвърляне на данни през мрежа под формата на пакети. Данните се разбиват на малки единици с променлива дължина, известни като пакети. Всеки пакет с данни в него пътува заедно с мрежата.
2). Кой е изобретил превключване на пакети?
Американският учен „Пол Баран“ изследва концепцията за превключване на пакети през 1960 г. През 1965 г. Доналд Дейвис разработва подобна концепция за маршрутизация и я нарече превключване на пакети.
3). Какви са техниките за превключване?
Има три вида техники на превключване - превключване на пакети, превключване на вериги и превключване на съобщения.
4). Какво имаш предвид под смяна?
Превключването е вид техника, чрез която възлите могат да контролират или превключват данни, за да гарантират, че те се предават между дадени точки в мрежата.
5). Какво представлява превключване на пакети без връзка?
Превключването на пакети без връзка е популярно като превключване на дейтаграми. Тук съобщението е разбито и разделено на пакети. Всеки пакет има адрес на източник и местоназначение, за да пътува независимо по мрежа. Пакетите се препращат асинхронно от междинни възли поради задръствания, опашки и т.н. и следователно следва различни маршрути. Тези пакети пристигат до местоназначението в различен ред и местоназначението осигурява повторно събиране на данните от същия файл.
По този начин в тази статия обсъдихме концепцията за комутация на пакети. Двете техники за превключване на пакети с различни предимства и недостатъци се обсъждат, позволявайки на читателя да разбере коя би била най-добрата технология за непрекъсната и ефективна комуникация. Един прост пример за съвременна комутация на пакети е имейл и уеб страници, използващи WAN, а нормалната телефонна услуга се разглежда като пример за технология за превключване на вериги.
