Преглед на комутацията на вериги и комутацията на пакети

Какво е превключването?

В съвременния свят сме свързани с всички, или чрез интернет, или чрез телефонна връзка. В тази огромна мрежа, когато се извършва телефонно обаждане или когато имаме достъп до някакъв уебсайт, данните се прехвърлят от едната мрежа в другата. Дори за достъп до обикновена уеб страница се осъществява достъп до много компютри (сървъри), за да ви предоставят желаните данни, които търсите. Независимо дали се намирате в затворена мрежа или в голям мрежов сегмент, превключването е най-важният механизъм, който обменя информацията между различни мрежи или различни компютри. Превключването е начинът, който насочва данни или друга цифрова информация към вашата мрежа до крайната точка.

Да предположим, че търсите какъвто и да е тип информация, свързана с веригата в интернет, или търсите хоби проект в електрониката, или ако отворите circuitdigest.com, за да намерите конкретна статия за електрониката, зад компютърната ви мрежа има много движение на данни. Тези движения се управляват от мрежовите комутатори, които използват различни техники на превключване в различни мрежови кръстовища.

Различните видове данни използват различни видове техники за превключване, които имат свои предимства и недостатъци. Налични са три типа комутационни техники: превключване на вериги, превключване на пакети и превключване на съобщения. Превключването на вериги и пакети е най-популярно сред тези три.

Превключване на вериги

Превключването на вериги е метод на превключване, при който се създава пътека от край до край между две станции в мрежата, преди да започне прехвърлянето на данни.

Превключването на веригата има три фази: установяване на верига, прехвърляне на данни и изключване на веригата.

Методът за превключване на вериги има фиксирана скорост на предаване на данни и двамата абонати трябва да работят с тази фиксирана скорост. Превключването на вериги е най-простият метод за комуникация на данни, при който се установяват специални физически връзки между два отделни подателя и получателя. За да създадете тези специални връзки, набор от ключове са свързани чрез физически връзки.

На изображението по-долу три компютъра от лявата страна са свързани с три настолни компютъра от дясната страна с физически връзки, в зависимост от четирите превключватели на вериги. Ако превключването на веригата не се използва, те трябва да бъдат свързани с връзки от точка до точка, където са необходими много на брой специални линии, което не само ще увеличи цената на връзката, но и ще увеличи сложността на системата.

Решението за маршрутизация, в случай на превключване на веригата, се взема, когато маршрутът за маршрутизиране се установява в мрежата. След като се установи специалният маршрут за маршрутизиране, данните непрекъснато се изпращат до получателя на получателя. Връзката се поддържа до края на разговора.

Три фази в комутацията на комутацията на вериги

Началото до края на комуникацията в Circuit Switching се извършва с помощта на тази формация-

По време на фазата на настройка в мрежата за превключване на вериги се създава специален маршрут или връзка за връзка между подателя и получателя. В този период адресирането от край до край, като адреса на източника, адресът на местоназначението трябва да създаде връзка между две физически устройства. Превключването на веригата се случва във физическите слоеве.

Прехвърлянето на данни става само след завършване на фазата на настройка и само когато е установен физически, специален път. В тази фаза не участва метод за адресиране. Превключвателите използват времеви интервал (TDM) или заетата лента (FDM) за маршрутизиране на данните от подателя към получателя. Трябва да се има предвид едно нещо, че изпращането на данни е непрекъснато и може да има периоди на мълчание при предаването на данни. Всички вътрешни връзки са направени в дуплекс форма.

В последната фаза на прекъсване на веригата, когато някой от абонатите в мрежата, подателят или получателят трябва да прекъсне връзката, сигнал за изключване се изпраща до всички включени комутатори, за да освободи ресурса и да прекъсне връзката. Тази фаза също се нарича фаза на Teardown при метод на превключване на веригата.

Превключвател на верига създава временна връзка между входна връзка с изходна връзка. Предлагат се различни видове превключватели с множество входове и изходни линии.

Като цяло превключването на вериги се използва в телефонните линии.

Предимства на превключването на вериги

Методът за превключване на веригите предоставя големи предимства в конкретни случаи. Предимствата са както следва-

1. Скоростта на предаване на данни е фиксирана и специална, тъй като връзката се установява чрез специална физическа връзка или вериги.
2. Тъй като има включени специални пътища за маршрутизиране на предаването, това е добър избор за непрекъснато предаване за дълго време.
3. Забавянето на предаването на данни е незначително. В превключвателите не е включено време за изчакване. Така че данните се предават без предварително забавяне при предаването. Това определено е положително предимство на метода за превключване на вериги.

Недостатъци на превключването на веригите

Освен предимствата, превключването на вериги също има някои недостатъци.

1. Независимо дали комуникационният канал е свободен или зает, специалният канал не може да се използва за друго предаване на данни.
2. Това изисква повече честотна лента и непрекъснатото предаване предлага загуба на честотна лента, когато има период на мълчание.
3. Той е силно неефективен при използване на системния ресурс. Не можем да използваме ресурса за друга връзка, тъй като той е разпределен за целия разговор.
4. Необходимо е огромно време по време на установяването на физически връзки между податели и получатели.

Превключване на пакети

Превключването на пакети е метод за трансфер на данни, при който данните се разбиват на малки парчета с променлива дължина и след това се предават на мрежовата линия. Счупените парчета данни се извикват като пакети. След получаване на тези счупени данни или пакети, всички се събират отново на местоназначението и по този начин се създава пълен файл. Благодарение на този метод данните се прехвърлят бързо и по ефективен начин. При този метод не се изисква предварителна настройка или резервиране на ресурси като метод за превключване на вериги.

Този метод използва техники Store и Forward. Така всеки хоп ще съхранява първо пакета и след това ще препраща пакетите към следващата дестинация на хоста. Всеки пакет съдържа контролна информация, адрес на източник и адрес на местоназначение. Поради това пакетите могат да използват всеки маршрут или пътища в съществуваща мрежа.

VC базирана комутация на пакети

Превключването на пакети, основано на VC, е режим на комутация на пакети, при който се извършва логическа пътека или връзка с виртуална верига между подател и получател. VC означава Виртуален кръг. В този режим на операция за превключване на пакети се създава предварително зададен маршрут и всички пакети ще следват предварително зададените пътища. Всички рутери или комутатори, които участват в логическата връзка, имат уникален идентификатор на виртуална верига, за да идентифицират уникално виртуалните връзки. Той също има същия трифазен протокол, използван при превключване на вериги, фаза на настройка, фаза на прехвърляне на данни и фаза на разрушаване.

В горното изображение 4 компютъра са свързани с 4 комутационна мрежа и потокът от данни ще бъде превключване на пакети в режим на виртуална верига. Както виждаме, комутаторите са свързани помежду си и споделят комуникационния път помежду си. Сега във виртуалната верига трябва да се установи предварително дефиниран маршрут. Ако искаме да прехвърлим данни от PC1 към PC 4, пътят ще бъде насочен от SW1 към SW2 към SW3 и накрая към PC4. Този маршрут е предварително дефиниран и всички SW1, SW2, SW3 са снабдени с уникален идентификатор за идентифициране на пътищата на данните, така че данните са обвързани с пътищата и не могат да изберат друг маршрут.

Прехвърляне на пакети на базата на дейтаграми

Превключването на дейтаграми е напълно различно от технологията за превключване на пакети, базирана на VC. При превключване на дейтаграми пътят зависи от данните. Пакетите имат цялата необходима информация като адрес на източника, адрес на местоназначение и идентичност на порта и т.н. Така че в режим на превключване на пакети, базиран на дейтаграми без връзка, всеки пакет се третира независимо. Те могат да избират различни маршрути и решенията за маршрутизиране се вземат динамично, когато данните се предават в мрежата. Така че, в местоназначението, пакетите могат да бъдат получени извън ред или във всяка последователност, няма предварително дефиниран маршрут и гарантираната доставка на пакети не е възможна. За да се гарантира гарантирано получаване на пакети, трябва да бъдат конфигурирани допълнителни крайни системни протоколи.

В този режим на превключване на пакети няма настройка, участва фаза на предаване и прекъсване.

Отново в горното изображение, 4 компютъра са свързани и ние прехвърляме данни от PC1 към PC4. Данните съдържат два пакета, обозначени като 1 и 2. Както виждаме, в режим Datagram пакет 1 избра да следва пътя SW1-SW4-SW3, докато пакет 2 избра пътя на маршрута SW1-SW5-SW3 и накрая достигна PC4. Пакетите могат да избират различен път в зависимост от времето на закъснение и задръстванията по други пътища в мрежата за превключване на пакети от Datagram.

Предимства на комутацията на пакети

Превключването на пакети предлага предимства пред превключването на веригата. Мрежата за комутация на пакети е предназначена да преодолее недостатъците на метода за превключване на вериги.

1. Ефективен по отношение на честотната лента.
2. Закъснението на предаването е минимално
3. Липсващите пакети могат да бъдат открити от местоназначението.
4. Рентабилно изпълнение.
5. Надежден, когато в мрежата се открие зает път или прекъсване на връзките. Пакетите могат да се предават по други връзки или могат да използват различен път.

Недостатъци на комутацията на пакети

Превключването на пакети също среща някои недостатъци.

1. Превключването на пакети не следва някакъв определен ред за предаване на пакета един по един.
2. Липсата на пакети се появява при предаване на големи данни.
3. Всеки пакет трябва да бъде кодиран с поредни номера, адрес на получателя и подателя и друга информация.
4. Маршрутизирането е сложно във възлите, тъй като пакетите могат да следват множество пътища.
5. Когато се случи пренасочване по някаква причина, забавянето в получаването на пакетите се увеличава.

Разлики между превключване на вериги и превключване на пакети

Вече имаме представа за това какви са разликите между превключване на вериги и превключване на пакети. Нека видим разликите във формат на таблица за по-добро разбиране -

Разлики	Превключване на веригата	Превключване на пакети
Участие на стъпки	При превключване на вериги се изисква 3-фазна настройка за общ разговор. Установяване на връзка, прехвърляне на данни, прекъсване на връзката	В случай на комутация на пакети, ние можем да направим трансфер на данни директно.
Адрес на дестинацията	Целият адрес на пътя се предоставя от източника.	Всеки пакет от данни знае само крайния адрес на местоназначението, пътят на маршрута зависи от решението на рутера.
Обработка на данни	Обработката на данни се извършва в системата Source.	Обработката на данни се извършва в възли и системи източници.
Равномерно закъснение между единиците за данни	Случва се равномерно забавяне.	Забавянето между единиците за данни не е еднакво.
Надеждност	Превключването на вериги е по-надеждно в сравнение с превключването на пакети	Превключването на пакети е по-малко надеждно в сравнение с превключването на вериги.
Пропиляване на ресурси	Разхищението на ресурси е високо при превключване на вериги.	Разхищението на ресурси е по-малко при превключване на пакети.
Техника за съхранение и предаване	Не използва техника за съхраняване и препращане	Използва техника за съхраняване и препращане
Задръствания	Претоварването възниква само по време на установяване на връзката.	Оспорване може да възникне във фаза на трансфер на данни.
Данни за предаване	Източникът прави предаването на данните.	Предаването на данни се извършва от източника, рутери.