Žijeme v ére, v ktorej je každý proces rýchly a pohotový. Prepínanie paketov je jednou z technológií používaných v dnešnej dobe v dátových sieťach, ako je Internet , LAN, WAN. Vývoj protokolu Voice over Internet Protocol (VoIP) umožnil prepínanie paketov na ľahký prenos dát a hlasovej prevádzky. To umožnilo podnikom zažiť obrovské výhody z hľadiska nákladov, efektívnosti a škálovateľnosti. Toto prepínanie označuje smerovanie a prenos údajov efektívnym spôsobom cez kanál / sieť s minimálnou latenciou. Po dokončení prenosu je kanál sprístupnený na iné účely.
Čo je prepínanie paketov?
Definícia: Prepínanie paketov označuje skupinu protokolov, ktorá na prenos paketov používa prístup prepínania sietí bez pripojenia. Pri tomto prepínaní sú správy rozdelené a zoskupené do malých jednotiek nazývaných pakety. Tieto pakety sa prenášajú jednotlivo cez digitálnu sieť, aby sa dostali na miesto určenia. Pakety nemusia ísť rovnakou cestou, aby sa dostali do cieľa. Pretože všetky pakety prichádzajú na miesto určenia v inom poradí, pôvodná správa sa prekompiluje samotným cieľom. Schéma prepínania paketov je uvedená nižšie.
Pri tomto prepínaní majú pakety dve časti - hlavičku a užitočné zaťaženie. Informácie v záhlaví umožňujú sieťovému hardvéru / sprostredkovateľskému uzlu zabezpečiť, aby pakety smerovali k cieľu, zatiaľ čo konečné dáta nesie užitočné zaťaženie.
Každý paket má zdrojovú a cieľovú adresu na samostatné cestovanie po sieti s premenlivým dátovým tokom. Pakety sú preposielané asynchrónne prostredníkom uzly z dôvodu preťaženia, čakania v rade atď., a preto vedie rôznymi cestami. Tieto pakety dorazia na miesto určenia v inom poradí a cieľ zabezpečí opätovné zostavenie údajov toho istého súboru.
Správa sa skladá zo štyroch paketov - A, B, C a D. Každý paket pozostáva zo zdrojovej a cieľovej adresy a vedie viac ako jednou cestou k cieľu zo zdroja, ako je znázornené na obrázku nižšie.
prepínanie paketov
Režimy prepínania paketov
Prepínanie paketov je rozdelené do dvoch hlavných typov. Oni sú:
Prepínanie paketov zamerané na pripojenie
Toto je tiež známe ako prepínanie virtuálnych obvodov, ktoré na vytvorenie cesty pred prenosom vyžaduje fázu nastavenia alebo virtuálne pripojenie. Pri signalizačnom protokole je nastavená preddefinovaná cesta, ktorá umožňuje odosielateľovi, prijímateľovi a všetkým paketom rovnakej správy sledovať túto cestu. Poskytujú prepínače / smerovače virtuálne ID obvodu na rozpoznanie virtuálneho pripojenia. Údaje v tomto type prepínania sú rozdelené na malé jednotky. K týmto malým jednotkám sa pridá poradové číslo. V tomto procese sú opísané tri fázy. Sú pripravené, prenos dát a strhávajú fázu.
Prepínanie paketov orientované na pripojenie
Vo fáze nastavenia sa informácie o adrese prenášajú iba do každého uzla. Hneď ako sa nájde trasa do cieľa, do tabuľky prepínania každého medziľahlého uzla sa pridá záznam.
Vo fáze dátového prenosu môže hlavička paketu obsahovať informácie, ako je dĺžka, časová značka a poradové číslo. Tieto informácie môžu byť pre rôzne pakety odlišné.
Jednou z významných aplikácií prepínania paketov zameraných na pripojenie je prepínaná WAN. Protokoly ako X.25, Frame-Relay, ATM (režim asynchrónneho prenosu) a prepínanie štítkov s viacerými protokolmi používajú tento typ prístupu prepínania.
Prepínanie paketov bez pripojenia
Prepínanie bez pripojenia je populárne známe ako prepínanie datagramov. Tu obsahuje každý paket zdrojovú a cieľovú adresu a adresu portu a ďalšie potrebné informácie. Pakety sú niekedy označené poradovým číslom.
Pri prepínaní paketov datagramov prechádzajú pakety nezávisle a rôznymi cestami, takže pakety, ktoré dorazia na miesto určenia, môžu byť mimo objednávky. Keď pakety dorazia na miesto určenia v nezoradenom formáte, pôvodná správa sa získa na základe poradových čísel paketov.
Spoľahlivé doručenie paketov pri prepájaní bez spojenia nie je zaručené. Je teda potrebné zabezpečiť end-to-end systémy s ďalšími protokolmi.
Prepínanie paketov bez pripojenia
Oneskorenia pri prepínaní paketov
Štyri typy oneskorení pri tomto prepnutí sú:
Prenosové oneskorenie
Jednoducho sa týka času potrebného na odoslanie všetkých paketov alebo času potrebného na absorbovanie všetkých dátových bitov na komunikačné médium. Prenos oneskorenie závisí od dĺžky paketu a šírky pásma siete.
Prenosové oneskorenie = veľkosť dát / šírka pásma = (L / B) s
Propagačné oneskorenie
Propagačné oneskorenie predstavuje čas, ktorý bity potrebujú na cestu zo zdroja do cieľa cez odkaz. Vzdialenosť a rýchlosť šírenia sú faktory, ktoré ovplyvňujú oneskorenie šírenia.
Propagačné oneskorenie = vzdialenosť / prenosová rýchlosť = d / s
Meškanie v poradí
K oneskoreniu v poradí dochádza z dôvodu charakteru prenosu v sieti. Preto sa vzťahuje na čas strávený čakaním vo fronte, kým sa vykoná, a je definovaný takto -
Priemerné oneskorenie čakania = (N-1) L / (2 * R)
Kde ‘N’ je č. balíkov
„L“ je veľkosť paketu
„R“ je šírka pásma
Oneskorenie spracovania
Týka sa času potrebného na spracovanie paketu. Oneskorenie spracovania sa tiež týka času potrebného na kontrolu bitových chýb, určenie výstupného spojenia atď.
Celkový čas alebo čas od konca do konca = oneskorenie prenosu + oneskorenie šírenia + oneskorenie vo fronte + oneskorenie spracovania
Výhody prepínania paketov pri prepínaní obvodov
Toto prepínanie ponúka v porovnaní so prepínaním obvodov rôzne výhody a sú uvedené nižšie:
- Poskytuje údaje do cieľa hľadaním ich vlastných ciest prepínanie obvodov má vyhradený a preddefinovaný kanál.
- Je vysoko spoľahlivý, pretože chýbajúce pakety sú detekované prepnutím cieľového obvodu túto možnosť nemá.
- Používa menšiu šírku pásma, pretože pakety sú rýchlo smerované k cieľovému okruhu. Prepínanie by malo mať vyhradenú šírku pásma.
- Kanál v tomto prepínaní je k dispozícii pre ďalšie prenosy, akonáhle sú smerované pakety, prepínanie obvodov obsadí kanál, kým nie je dokončená hlasová komunikácia
- Je to nákladovo efektívne a ľahšie uskutočniteľné prepínanie obvodov je drahé
Nevýhody prepínania paketov cez prepínanie obvodov
Napriek tomu, že ponúka rôzne výhody, ponúka toto prepínanie aj nevýhody, ktoré sú uvedené nižšie:
- Pretože pohyb paketov nie je pri tomto prepínaní synchrónny, nemusí to byť vhodné v komunikačných aplikáciách, ako sú hlasové hovory, zatiaľ čo prepínanie okruhov je pre hlasové volania veľmi vhodné.
- Pakety sa nepohybujú organizovane, mali by sa uviesť poradové čísla, aby sa identifikovalo, že každý okruh paketov dáva najvyššiu prioritu kanálu, aby používateľom poskytoval čo najlepší zážitok
- Pri tomto prepínaní je zložitosť v každom uzle vysoká, pretože pakety sú smerované cez viac ciest k cieľu, čo vedie k strate údajov alebo oneskoreniu pri doručovaní paketov. Prepínanie obvodov zaisťuje, že nedôjde k strate údajov
- Toto prepínanie vyžaduje ďalšie a bezpečné protokoly na ochranu údajov, čo vedie k výraznému zvýšeniu nákladov na implementáciu. Prepínanie okruhov má vyhradený kanál pre jednu službu a jednu samostatnú trasu.
Časté otázky
1). Čo je prepínanie dátových paketov?
Prepínanie dátových paketov je prístup, ktorý sa používa na prenos údajov po sieti vo forme paketov. Dáta sú rozdelené na malé jednotky premenlivej dĺžky známe ako pakety. Každý paket, ktorý má v sebe dáta, cestuje spolu so sieťou.
2). Kto vynašiel prepínanie paketov?
Americký vedec „Paul Baran“ skúmal koncept prepínania paketov v roku 1960. V roku 1965 vyvinul Donald Davies podobný koncept smerovania a pomenoval ho ako prepájanie paketov.
3). Aké sú techniky prepínania?
Existujú tri typy prepínacích techník - prepínanie paketov, prepínanie okruhov a prepínanie správ.
4). Čo myslíš tým prepnutím?
Prepínanie je typ techniky, prostredníctvom ktorej môžu uzly riadiť alebo prepínať údaje, aby sa zabezpečilo, že sa prenášajú medzi danými bodmi v sieti.
5). Čo je prepájanie paketov bez pripojenia?
Prepínanie paketov bez pripojenia je populárne známe ako prepínanie datagramov. Tu je správa prerušená a rozdelená na pakety. Každý paket má zdrojovú a cieľovú adresu na samostatné cestovanie po sieti. Pakety sú preposielané asynchrónne medziľahlými uzlami z dôvodu preťaženia, zaradenia do frontu atď., A preto nasledujú rôzne trasy. Tieto pakety dorazia na miesto určenia v inom poradí a cieľ zabezpečí opätovné zostavenie údajov toho istého súboru.
V tomto článku sme teda diskutovali o koncepcii prepínania paketov. Dva techniky prepínania paketov sú diskutované rôzne výhody a nevýhody, ktoré umožňujú čitateľovi pochopiť, ktorá by bola najlepšou technológiou pre nepretržitú a efektívnu komunikáciu. Jednoduchým príkladom moderného prepínania paketov sú e-mailové a webové stránky využívajúce sieť WAN a bežná telefónna služba sa považuje za príklad technológie prepínania okruhov.
