Žijeme v době, kdy je každý proces rychlý a citlivý. Přepínání paketů je jednou z takových technologií, která se dnes používá v datových sítích, jako je Internet , LAN, WAN. Vývoj protokolu Voice over Internet Protocol (VoIP) umožnil přepínání paketů pro snadný přenos dat a hlasového provozu. To umožnilo podnikům zažít obrovské výhody, pokud jde o náklady, efektivitu a škálovatelnost. Tento přepínání označuje směrování a přenos dat efektivním způsobem přes kanál / síť s minimální latencí. Po dokončení přenosu je kanál zpřístupněn pro jiné účely.
Co je přepínání paketů?
Definice: Přepínání paketů označuje sadu protokolů, která k přenosu paketů využívá přístup k přepínání sítě bez připojení. Při tomto přepínání jsou zprávy rozděleny a seskupeny do malých jednotek zvaných pakety. Tyto pakety jsou přenášeny jednotlivě přes digitální síť k dosažení svého cíle. Pakety nemusí k dosažení cíle jet stejnou cestou. Protože všechny pakety dorazí do cíle v jiném pořadí, původní zpráva je znovu zkompilována samotným cílem. Schéma přepínání paketů je zobrazeno níže.
Při tomto přepínání mají pakety dvě části - záhlaví a užitečné zatížení. Informace v záhlaví umožňuje síťovému hardwaru / mezilehlému uzlu zajistit, aby pakety směřovaly k jeho cíli, zatímco určitá data jsou přenášena užitečným zatížením.
Každý paket má zdrojovou a cílovou adresu pro nezávislé cestování po síti s proměnlivým datovým tokem. Pakety jsou předávány asynchronně prostředníkem uzly kvůli přetížení, čekání ve frontě atd., a proto se vydává různými cestami. Tyto pakety dorazí do cíle v jiném pořadí a cíl zajistí opětovné sestavení dat stejného souboru.
Zpráva se skládá ze čtyř paketů - A, B, C a D. Každý paket se skládá ze zdrojové a cílové adresy a sleduje více než jednu cestu k dosažení cíle ze zdroje, jak je znázorněno na obrázku níže.
přepínání paketů
Režimy přepínání paketů
Přepínání paketů se dělí na dva hlavní typy. Oni jsou:
Přepínání paketů orientované na připojení
Toto je také známé jako přepínání virtuálních obvodů, které k vytvoření cesty před přenosem vyžaduje fázi nastavení nebo virtuální připojení. U signálního protokolu je nastavena předdefinovaná cesta, která umožňuje odesílateli, příjemci a všem paketům stejné zprávy sledovat tuto cestu. Poskytují přepínače / směrovače virtuální ID obvodu k rozpoznání virtuálního připojení. Data v tomto typu přepínání jsou rozdělena na malé jednotky. K těmto malým jednotkám je přidáno pořadové číslo. V tomto procesu jsou popsány tři fáze. Jsou nastaveny, přenos dat a strhávají fázi.
Přepínání paketů orientované na připojení
Ve fázi nastavení se informace o adrese přenášejí pouze do každého uzlu. Jakmile je nalezena trasa do cíle, je do přepínací tabulky každého mezilehlého uzlu přidán záznam.
Ve fázi přenosu dat může záhlaví paketu obsahovat informace, jako je délka, časové razítko a pořadové číslo. Tato informace se může u různých paketů lišit.
Jednou z významných aplikací přepínání paketů orientovaných na připojení je přepnutá WAN. Protokoly jako X.25, Frame-Relay, ATM (režim asynchronního přenosu) a přepínání štítků s více protokoly používají tento typ přepínání.
Přepínání paketů bez připojení
Přepínání bez připojení je populárně známé jako přepínání datagramu. Zde každý paket obsahuje zdrojovou a cílovou adresu a adresu portu a další potřebné informace. Pakety jsou někdy označeny pořadovým číslem.
Při přepínání paketů datagramu pakety procházejí nezávisle a na různých trasách, takže pakety, které dorazí na místo určení, mohou být doručeny mimo objednávku. Jakmile pakety dorazí na místo určení v neuspořádaném formátu, původní zpráva se načte na základě pořadových čísel paketů.
Spolehlivé doručení paketů při přepínání bez připojení není zaručeno. Je tedy nutné poskytnout end-to-end systémům další protokoly.
Přepínání paketů bez připojení
Zpoždění při přepínání paketů
Čtyři typy zpoždění v tomto přepínání jsou:
Zpoždění přenosu
Jednoduše odkazuje na čas potřebný k odeslání všech paketů, nebo čas potřebný k absorbování všech datových bitů na komunikační médium. Přenos zpoždění závisí na délce paketu a šířce pásma sítě.
Přenosové zpoždění = velikost dat / šířka pásma = (L / B) sekunda
Šíření zpoždění
Propagační zpoždění označuje čas, který bity potřebují na cestu ze zdroje do cíle přes odkaz. Vzdálenost a rychlost šíření jsou faktory, které ovlivňují zpoždění šíření.
Zpoždění šíření = vzdálenost / rychlost přenosu = d / s
Zpoždění ve frontě
Ke zpoždění ve frontě dochází z důvodu povahy provozu v síti. Proto se odkazuje na čas strávený čekáním ve frontě, než se provede, a je definován následovně -
Průměrné zpoždění čekání = (N-1) L / (2 * R)
Kde ‚N‘ je ne. paketů
„L“ je velikost paketu
„R“ je šířka pásma
Zpoždění zpracování
Odkazuje na čas potřebný na zpracování paketu. Zpoždění zpracování také odkazuje na čas potřebný ke kontrole bitových chyb, určení výstupního spojení atd.
Celková doba nebo čas od konce do konce = zpoždění přenosu + zpoždění šíření + zpoždění ve frontě + zpoždění zpracování
Výhody přepínání paketů při přepínání obvodů
Toto přepínání nabízí ve srovnání s přepínáním obvodů různé výhody a jsou uvedeny níže:
- Poskytuje data do cíle hledáním jejich vlastních cest přepínání obvodů má vyhrazený a předdefinovaný kanál.
- Je vysoce spolehlivý, protože chybějící pakety jsou detekovány přepínáním cílového obvodu tuto možnost nemá.
- Využívá menší šířku pásma, protože pakety jsou rychle směrovány k cílovému okruhu, přepínání by mělo mít vyhrazenou šířku pásma.
- Kanál v tomto přepínání je k dispozici pro další přenosy, jakmile jsou směrovány pakety, přepínání obvodů obsadí kanál, dokud není dokončena hlasová komunikace
- Je to nákladově efektivní a snazší implementace přepínání obvodů je nákladná
Nevýhody přepínání paketů přes přepínání obvodů
Navzdory nabídce různých výhod nabízí toto přepínání také nevýhody, které jsou uvedeny níže:
- Protože pohyb paketů není při tomto přepínání synchronní, nemusí být vhodný v komunikačních aplikacích, jako jsou hlasová volání, zatímco přepínání obvodů je velmi vhodné pro hlasová volání
- Pakety se nepohybují organizovaně, měla by být uvedena pořadová čísla pro identifikaci každého paketového okruhu přepínání dává nejvyšší prioritu kanálu, aby poskytoval uživatelům nejlepší zážitek
- V tomto přepínání je složitost v každém uzlu vysoká, protože pakety jsou směrovány přes více cest k dosažení cíle, což vede ke ztrátě dat nebo zpoždění při doručování paketů Přepínání obvodu zajišťuje, že nedojde ke ztrátě dat
- Toto přepínání vyžaduje další a zabezpečené protokoly k ochraně dat, což vede k výraznému nárůstu nákladů na implementaci. Přepínání obvodů má vyhrazený kanál pro jednu službu a jednu individuální trasu.
Časté dotazy
1). Co je přepínání datových paketů?
Přepínání datových paketů je přístup používaný k přenosu dat po síti ve formě paketů. Data jsou rozdělena na malé jednotky proměnné délky známé jako pakety. Každý paket, který má v sobě data, cestuje spolu se sítí.
2). Kdo vynalezl přepojování paketů?
Americký vědec „Paul Baran“ prozkoumal koncept přepojování paketů v roce 1960. V roce 1965 vyvinul Donald Davies podobný koncept směrování a pojmenoval jej jako přepojování paketů.
3). Jaké jsou techniky přepínání?
Existují tři typy technik přepínání - přepínání paketů, přepínání okruhů a přepínání zpráv.
4). Co myslíte tím přepnutím?
Přepínání je typ techniky, kterou mohou uzly ovládat nebo přepínat data, aby zajistily jejich přenos mezi danými body v síti.
5). Co je přepínání paketů bez připojení?
Přepínání paketů bez připojení je populárně známé jako přepínání datagramů. Zde je zpráva přerušena a rozdělena do paketů. Každý paket má zdrojovou a cílovou adresu pro nezávislé cestování po síti. Pakety jsou předávány asynchronně mezilehlými uzly z důvodu přetížení, řazení do fronty atd., A proto se řídí různými trasami. Tyto pakety dorazí do cíle v jiném pořadí a cíl zajistí opětovné sestavení dat stejného souboru.
V tomto článku jsme tedy diskutovali o konceptu přepínání paketů. Dva techniky přepínání paketů jsou diskutovány různé výhody a nevýhody umožňující čtenáři pochopit, která by byla nejlepší technologií pro nepřetržitou a efektivní komunikaci. Jednoduchým příkladem přepínání moderních paketů je e-mail a webové stránky využívající WAN a běžná telefonní služba je považována za příklad technologie přepínání okruhů.
