Mēs dzīvojam laikmetā, kurā katrs process ir ātrs un atsaucīgs. Pakešu komutācija ir viena no šādām tehnoloģijām, ko mūsdienās izmanto tādos datu tīklos kā Internets , LAN, WAN. Balss pārraides interneta protokola (VoIP) attīstība ļāva pakešdatora pārslēgšanu, lai viegli pārsūtītu datus un balss trafiku. Tas ļāva uzņēmumiem gūt milzīgas priekšrocības izmaksu, efektivitātes un mērogojamības ziņā. Šis pārslēgšanās attiecas uz datu efektīvu maršrutēšanu un pārsūtīšanu caur kanālu / tīklu ar minimālu latentumu. Pēc pārraides pabeigšanas kanāls ir pieejams citiem mērķiem.
Kas ir pakešu komutācija?
Definīcija: Pakešu komutācija attiecas uz protokolu kopumu, kurā pakešu pārsūtīšanai tiek izmantota tīkla pārslēgšanas pieeja bez savienojuma. Veicot šo pārslēgšanos, ziņojumi tiek sadalīti un grupēti mazās vienībās, ko sauc par paketēm. Šīs paketes tiek individuāli nosūtītas pa digitālo tīklu, lai sasniegtu galamērķi. Lai sasniegtu galamērķi, paketēm nav jāiet pa to pašu maršrutu. Tā kā visas paketes galamērķī nonāk citā secībā, sākotnējais ziņojums tiek kompilēts pats galamērķis. Pakešu komutācijas shēma ir parādīta zemāk.
Šajā komutācijā paketēm ir divas daļas - galvene un lietderīgā krava. Informācija galvenē ļauj tīkla aparatūrai / starpposma mezglam pārliecināties, ka paketes ir virzītas uz tās galamērķi, bet noteiktos datus nes lietderīgā krava.
Katrai paketei ir avota un mērķa adrese, lai neatkarīgi pārvietotos pa tīklu ar mainīgu bitu pārraides ātrumu. Paketes tiek pārsūtītas asinhroni, izmantojot starpposmu mezgli sastrēgumu, rindu utt. dēļ, un līdz ar to iet pa dažādiem ceļiem. Šīs paketes galamērķī nonāk citā secībā, un galamērķis nodrošina tā paša faila datu atkārtotu apkopošanu.
Ziņojums sastāv no četrām paketēm - A, B, C un D. Katra pakete sastāv no avota un galamērķa adreses un seko vairāk nekā vienam maršrutam, lai sasniegtu galamērķi no avota, kā parādīts zemāk redzamajā attēlā.
pakešu komutācija
Pakešu komutācijas režīmi
Pakešu komutācija tiek klasificēta divos galvenajos veidos. Viņi ir:
Uz savienojumu orientēta pakešu komutācija
To sauc arī par virtuālās ķēdes komutāciju, kurai pirms pārraides ir nepieciešams iestatīšanas posms vai virtuāls savienojums, lai izveidotu ceļu. Izmantojot signalizācijas protokolu, tiek iestatīts iepriekš noteikts ceļš, lai sūtītājs, saņēmējs un visas viena ziņojuma paketes varētu sekot šim ceļam. Slēdži / maršrutētāji nodrošina virtuāls ķēdes ID, lai atpazītu virtuālo savienojumu. Šāda veida komutācijas dati ir sadalīti mazās vienībās. Šīm mazajām vienībām tiek pievienots kārtas numurs. Šajā procesā tiek aprakstītas trīs fāzes. Tie ir izveidoti, datu pārsūtīšana un nojaukšanas fāze.
Uz savienojumu orientēta pakešu komutācija
Iestatīšanas posmā informācija par adresi tiek pārsūtīta tikai uz katru mezglu. Tiklīdz ir atrasts ceļš uz galamērķi, katra starpmezgla komutācijas tabulā tiek pievienots ieraksts.
Datu pārsūtīšanas fāzē pakešu galvenē var būt informācija, piemēram, garums, laika zīmogs un kārtas numurs. Dažādām paketēm šī informācija var būt atšķirīga.
Viena no ievērojamākajām uz savienojumu orientēto pakešu komutācijas lietojumprogrammām ir komutētajā WAN. Tādi protokoli kā X.25, Frame-Relay, ATM (asinhronais pārsūtīšanas režīms) un daudzprotokolu etiķešu pārslēgšana izmanto šāda veida pārslēgšanās pieeju.
Bez savienojuma pakešu komutācija
Bezkontakta tipa komutācija tautā tiek dēvēta par datagrammas komutāciju. Šeit katra pakete satur avota un galamērķa adresi, ostas adresi un citu nepieciešamo informāciju. Dažreiz paketes tiek apzīmētas ar kārtas numuru.
Datagramma pakešu maiņā paketes šķērso neatkarīgi un dažādos maršrutos, tāpēc paketes, kas nonāk galamērķī, var tikt piegādātas ārpus pasūtījuma. Kad paketes galamērķī nonāk nesakārtotā formātā, sākotnējo ziņojumu iegūst, pamatojoties uz pakešu kārtas numuriem.
Ticama pakešu piegāde bezkontakta komutācijas gadījumā netiek garantēta. Tātad ir nepieciešams nodrošināt end-to-end sistēmas ar papildu protokoliem.
Bez savienojuma pakešu komutācija
Kavēšanās pakešu komutācijā
Četri šīs pārslēgšanās aizkavēšanās veidi ir:
Pārraides kavēšanās
Tas vienkārši attiecas uz laiku, kas nepieciešams visu pakešu izsūtīšanai, vai arī tiek patērēts laiks, lai absorbētu visus datu bitus sakaru vidē. Pārnešana aizkave ir atkarīga no paketes garuma un tīkla joslas platuma.
Pārraides aizkave = datu lielums / joslas platums = (L / B) sekunde
Pavairošanas aizkave
Pavairošanas aizkave attiecas uz laiku, kas bitiem vajadzīgs, lai pārvietotos no avota uz galamērķi pa saiti. Attālums un izplatīšanās ātrums ir faktori, kas ietekmē izplatīšanās kavēšanos.
Pavairošanas aizkave = attālums / pārraides ātrums = d / s
Rindas aizkavēšanās
Rindas aizkavēšanās notiek tīkla trafika rakstura dēļ. Tāpēc tas attiecas uz laiku, kas pavadīts, gaidot rindā, līdz tas tiek izpildīts, un tiek definēts šādi:
Vidējā rindas kavēšanās = (N-1) L / (2 * R)
Kur ‘N’ ir nr. paciņu
‘L’ ir paciņas lielums
‘R’ ir joslas platums
Apstrādes kavēšanās
Tas attiecas uz laiku, kas nepieciešams pakešu apstrādei. Apstrādes kavēšanās attiecas arī uz laiku, kas nepieciešams, lai pārbaudītu bitu kļūdas, noteiktu izejas saiti utt.
Kopējais laiks vai beigu laiks = pārraides aizkave + pavairošanas aizkave + rindas aizkave + apstrādes aizkave
Pakešu komutācijas priekšrocības, salīdzinot ar ķēdes komutāciju
Šī komutācija piedāvā dažādas priekšrocības salīdzinājumā ar ķēdes komutāciju, un tās ir uzskaitītas zemāk:
- Tas piegādā datus galamērķim, atrodot savus ceļus ķēdes komutācijai ir īpašs un iepriekš noteikts kanāls.
- Tas ir ļoti uzticams, jo trūkstošās paketes nosaka galamērķa ķēdes komutācijai nav šīs iespējas.
- Tas izmanto mazāku joslas platumu, jo paketes tiek ātri novirzītas uz galamērķa ķēdi. Komutācijai vajadzētu būt īpašam joslas platumam.
- Šīs komutācijas kanāls ir pieejams citām pārraidēm, tiklīdz paketes tiek novirzītas, ķēdes pārslēgšana aizņem kanālu līdz balss sakaru pabeigšanai
- Tas ir rentabli, un vienkāršāk ir ieviest ķēžu komutāciju
Trūkumi pakešu komutācijā, izmantojot ķēdes komutāciju
Neskatoties uz dažādu priekšrocību piedāvājumu, šī maiņa piedāvā arī turpmāk minētos trūkumus:
- Tā kā pakešu kustība šajā komutācijā nav sinhrona, tā var nebūt piemērota sakaru lietojumprogrammās, piemēram, balss zvaniem, savukārt ķēdes komutācija ir ļoti piemērota balss zvaniem
- Paketes nepārvietojas organizētā veidā, jānorāda kārtas numuri, lai identificētu katru pakešu ķēdi, pārslēdzot kanālam visaugstāko prioritāti, lai lietotājiem sniegtu vislabāko pieredzi
- Šajā komutācijā katra mezgla sarežģītība ir augsta, jo paketes tiek virzītas pa vairākiem ceļiem, lai sasniegtu galamērķi, kā rezultātā tiek zaudēti dati vai aizkavēta pakešu piegāde. Komutācijas pārslēgšana nodrošina, ka nav datu zudumu
- Šai komutācijai nepieciešami papildu un droši protokoli, lai aizsargātu datus, kā rezultātā ievērojami palielinās ieviešanas izmaksas. Komutācijas pārslēgšanai ir paredzēts īpašs kanāls vienam pakalpojumam un vienam atsevišķam maršrutam.
Bieži uzdotie jautājumi
1). Kas ir datu pakešu komutācija?
Datu pakešu komutācija ir pieeja, ko izmanto datu pārsūtīšanai pa tīklu pakešu veidā. Dati ir sadalīti mazās mainīga garuma vienībās, kas pazīstamas kā paketes. Katra pakete, kurā ir dati, pārvietojas kopā ar tīklu.
2). Kas izgudroja pakešu komutāciju?
Amerikāņu zinātnieks ‘Paul Baran’ 1960. gadā izpētīja pakešu maiņas jēdzienu. 1965. gadā Donalds Deivijs izstrādāja līdzīgu maršrutēšanas koncepciju un nosauca to par pakešu maiņu.
3). Kādas ir pārslēgšanās metodes?
Ir trīs veidu komutācijas paņēmieni - pakešu komutācija, ķēdes komutācija un ziņojumu komutācija.
4). Ko jūs domājat ar pārslēgšanos?
Komutācija ir tāda veida tehnika, ar kuras palīdzību mezgli var kontrolēt vai pārslēgt datus, lai nodrošinātu to pārsūtīšanu starp noteiktajiem tīkla punktiem.
5). Kas ir bezsaistes pakešu komutācija?
Bezvadu pakešu komutācija tautā tiek dēvēta par datagrammas komutāciju. Šeit ziņojums ir sadalīts un sadalīts paketēs. Katrai paketei ir avota un galamērķa adrese, lai neatkarīgi pārvietotos pa tīklu. Paketes tiek pārsūtītas asinhroni ar starpposma mezgliem sastrēgumu, rindas utt. Dēļ, un tāpēc tās iet pa dažādiem ceļiem. Šīs paketes galamērķī nonāk citā secībā, un galamērķis nodrošina tā paša faila datu atkārtotu apkopošanu.
Tādējādi šajā rakstā mēs esam apsprieduši pakešu komutācijas jēdzienu. Tie divi pakešu komutācijas paņēmieni ar dažādām priekšrocībām un trūkumiem tiek apspriesti, ļaujot lasītājam saprast, kura būtu labākā tehnoloģija, ko izmantot nepārtrauktai un efektīvai saziņai. Vienkāršs mūsdienu pakešu komutācijas piemērs ir e-pasts un Web lapas, kurās tiek izmantots WAN, un parasto tālruņa pakalpojumu uzskata par ķēdes komutācijas tehnoloģijas piemēru.
