Viviamo in un'era in cui ogni processo è veloce e reattivo. La commutazione di pacchetto è una di queste tecnologie utilizzate oggigiorno su reti di dati come il Internet , LAN, WAN. Lo sviluppo del protocollo VoIP (Voice over Internet Protocol), ha consentito la commutazione di pacchetto per trasmettere facilmente dati e traffico vocale. Ciò ha consentito alle aziende di sperimentare enormi vantaggi in termini di costi, efficienza e scalabilità. Questo commutazione si riferisce al routing e alla trasmissione di dati in modo efficiente attraverso il canale / rete con una latenza minima. Il canale viene reso disponibile per altri scopi al termine della trasmissione.
Cos'è il cambio di pacchetto?
Definizione: La commutazione di pacchetto si riferisce a un insieme di protocolli che utilizza un approccio di commutazione di rete senza connessione per trasmettere i pacchetti. In questa commutazione, i messaggi vengono suddivisi e raggruppati in piccole unità chiamate pacchetti. Questi pacchetti vengono trasmessi individualmente attraverso una rete digitale per raggiungere la sua destinazione. Non è necessario che i pacchetti seguano lo stesso percorso per raggiungere la loro destinazione. Poiché tutti i pacchetti arrivano a una destinazione in un ordine diverso, il messaggio originale viene ricompilato dalla destinazione stessa. Il diagramma di commutazione del pacchetto è mostrato di seguito.
In questa commutazione, i pacchetti hanno due parti: un'intestazione e un carico utile. Le informazioni nell'header consentono all'hardware di rete / nodo intermedio di assicurarsi che i pacchetti siano diretti verso la sua destinazione, mentre i dati definiti vengono trasportati dal payload.
Ogni pacchetto ha un indirizzo di origine e uno di destinazione per viaggiare in modo indipendente su una rete con un bitrate variabile. I pacchetti vengono inoltrati in modo asincrono dall'intermedio nodi a causa della congestione, delle code e così via, e quindi segue percorsi diversi. Questi pacchetti arrivano a destinazione in un ordine diverso e la destinazione si assicura di riassemblare i dati dello stesso file.
Il messaggio è composto da quattro pacchetti: A, B, C e D. Ciascun pacchetto è composto da indirizzo di origine e indirizzo di destinazione e segue più di un percorso per raggiungere la destinazione dall'origine, come mostrato nella figura seguente.
commutazione di pacchetto
Modalità di commutazione di pacchetto
La commutazione di pacchetto è classificata in due tipi principali. Sono:
Switching di pacchetto orientato alla connessione
Questo è anche noto come commutazione del circuito virtuale, che richiede una fase di configurazione o una connessione virtuale per stabilire un percorso prima della trasmissione. Con il protocollo di segnalazione, viene impostato un percorso predefinito per consentire al mittente, al destinatario e a tutti i pacchetti dello stesso messaggio di seguire questo percorso. Forniscono switch / router virtuale ID circuito per riconoscere la connessione virtuale. I dati in questo tipo di commutazione sono suddivisi in piccole unità. Un numero progressivo viene aggiunto a queste piccole unità. In questo processo vengono descritte tre fasi. Sono fase di configurazione, trasferimento dati e demolizione.
Commutazione di pacchetti orientata alla connessione
Nella fase di configurazione, le informazioni sull'indirizzo vengono trasferite solo a ciascun nodo. Non appena viene trovato il percorso verso la destinazione, viene aggiunta una voce alla tabella di commutazione di ogni nodo intermedio.
Nella fase di trasferimento dei dati, l'intestazione del pacchetto può contenere informazioni come lunghezza, timestamp e numero di sequenza. Queste informazioni possono essere diverse per pacchetti diversi.
Una delle principali applicazioni della commutazione di pacchetto orientata alla connessione è nella WAN commutata. Protocolli come X.25, Frame-Relay, ATM (modalità di trasferimento asincrono) e la commutazione di etichette multiprotocollo utilizzano questo tipo di approccio di commutazione.
Commutazione di pacchetti senza connessione
La commutazione di tipo senza connessione è comunemente nota come commutazione di datagrammi. In questo caso, ogni pacchetto comprende un indirizzo di origine e di destinazione, un indirizzo di porta e altre informazioni necessarie. A volte, i pacchetti sono etichettati con un numero di sequenza.
Nella commutazione dei pacchetti di datagramma, i pacchetti attraversano indipendentemente e in percorsi diversi, quindi i pacchetti che arrivano a destinazione potrebbero essere consegnati fuori ordine. Quando i pacchetti arrivano a destinazione in un formato non ordinato, il messaggio originale deve essere recuperato in base ai numeri di sequenza dei pacchetti.
La consegna affidabile dei pacchetti nella commutazione senza connessione non è garantita. Quindi, è necessario fornire sistemi end-to-end con protocolli aggiuntivi.
Commutazione a pacchetto senza connessione
Ritardi nella commutazione di pacchetto
I quattro tipi di ritardi in questo passaggio sono:
Ritardo di trasmissione
Si riferisce semplicemente al tempo impiegato per inviare tutti i pacchetti, oppure il tempo è impiegato per assorbire tutti i bit di dati sul mezzo di comunicazione. Trasmissione il ritardo si basa sulla lunghezza del pacchetto e sulla larghezza di banda della rete.
Ritardo di trasmissione = dimensione dati / larghezza di banda = (L / B) secondi
Ritardo di propagazione
Il ritardo di propagazione si riferisce al tempo impiegato dai bit per viaggiare dalla sorgente alla destinazione sul collegamento. La distanza e la velocità di propagazione sono i fattori che influiscono sul ritardo di propagazione.
Ritardo di propagazione = distanza / velocità di trasmissione = d / s
Ritardo in coda
Il ritardo nell'accodamento si verifica a causa della natura del traffico nella rete. Pertanto, si riferisce al tempo trascorso in attesa in una coda fino a quando non viene eseguito ed è definito come segue:
Ritardo medio in coda = (N-1) L / (2 * R)
Dove 'N' è il no. di pacchetti
'L' è la dimensione del pacchetto
'R' è la larghezza di banda
Ritardo di elaborazione
Si riferisce al tempo impiegato per elaborare un pacchetto. Il ritardo di elaborazione si riferisce anche al tempo necessario per verificare la presenza di errori di bit, determinare il collegamento in uscita, ecc.
Tempo totale o tempo end-to-end = ritardo di trasmissione + ritardo di propagazione + ritardo di accodamento + ritardo di elaborazione
Vantaggi della commutazione di pacchetto sulla commutazione di circuito
Questa commutazione offre vari vantaggi rispetto alla commutazione del circuito e sono elencati di seguito:
- Fornisce i dati a una destinazione trovando i propri percorsi di commutazione del circuito ha un canale dedicato e predefinito.
- È altamente affidabile poiché i pacchetti mancanti vengono rilevati dalla commutazione del circuito di destinazione che non dispone di questa opzione.
- Utilizza una larghezza di banda inferiore poiché i pacchetti vengono rapidamente instradati verso il circuito di destinazione, la commutazione dovrebbe avere una larghezza di banda dedicata.
- Il canale in questa commutazione è disponibile per altre trasmissioni non appena i pacchetti vengono instradati la commutazione del circuito occupa il canale fino al completamento della comunicazione vocale
- È conveniente e più facile da implementare la commutazione del circuito è costosa
Svantaggi della commutazione di pacchetto sulla commutazione di circuito
Nonostante offra vari vantaggi, questo passaggio offre anche degli svantaggi, elencati di seguito:
- Poiché il movimento dei pacchetti non è sincrono in questa commutazione, potrebbe non essere adatto in applicazioni di comunicazione come le chiamate vocali mentre la commutazione del circuito è altamente adatta per le chiamate vocali
- I pacchetti non si muovono in modo organizzato, devono essere forniti numeri di sequenza per identificare ogni commutazione del circuito di pacchetto che dà la massima priorità al canale per offrire la migliore esperienza agli utenti
- In questa commutazione, la complessità è elevata in ogni nodo poiché i pacchetti vengono instradati su più percorsi per raggiungere la destinazione, con conseguente perdita di dati o ritardo nella consegna dei pacchetti La commutazione del circuito assicura che non vi sia perdita di dati
- Questa commutazione richiede protocolli aggiuntivi e sicuri per proteggere i dati, portando a un aumento significativo dei costi di implementazione. La commutazione del circuito ha un canale dedicato per un servizio e un percorso individuale.
Domande frequenti
1). Che cos'è la commutazione del pacchetto di dati?
La commutazione del pacchetto di dati è un approccio utilizzato per trasferire i dati su una rete sotto forma di pacchetti. I dati vengono suddivisi in piccole unità di lunghezza variabile note come pacchetti. Ogni pacchetto contenente dati viaggia lungo la rete.
2). Chi ha inventato la commutazione di pacchetto?
Lo scienziato americano 'Paul Baran' ha esplorato il concetto di commutazione di pacchetto nel 1960. Nel 1965, Donald Davies ha sviluppato un concetto di routing simile e lo ha chiamato commutazione di pacchetto.
3). Quali sono le tecniche di commutazione?
Esistono tre tipi di tecniche di commutazione: commutazione di pacchetto, commutazione di circuito e commutazione di messaggi.
4). Cosa intendi per passaggio?
La commutazione è un tipo di tecnica attraverso la quale i nodi possono controllare o scambiare dati per garantire che vengano trasmessi tra determinati punti su una rete.
5). Che cos'è la commutazione di pacchetto senza connessione?
La commutazione di pacchetto senza connessione è comunemente nota come commutazione di datagrammi. Qui il messaggio è spezzato e suddiviso in pacchetti. Ogni pacchetto ha un indirizzo di origine e uno di destinazione per viaggiare in modo indipendente su una rete. I pacchetti vengono inoltrati in modo asincrono dai nodi intermedi a causa di congestione, accodamento e così via, e quindi seguono percorsi diversi. Questi pacchetti arrivano a destinazione in un ordine diverso e la destinazione si assicura di riassemblare i dati dello stesso file.
Pertanto, in questo articolo, abbiamo discusso il concetto di commutazione di pacchetto. Il due tecniche di commutazione di pacchetto con vari vantaggi e svantaggi vengono discussi consentendo al lettore di comprendere quale sarebbe la migliore tecnologia da utilizzare per una comunicazione continua ed efficace. Un semplice esempio di commutazione di pacchetto moderna è la posta elettronica e le pagine Web che utilizzano WAN e il normale servizio telefonico è considerato un esempio di tecnologia di commutazione di circuito.
