Wat is pakketwisseling: modi en vertragingen

Probeer Ons Instrument Voor Het Oplossen Van Problemen





We leven in een tijdperk waarin elk proces snel en responsief is. Pakketschakeling is zo'n technologie die tegenwoordig wordt gebruikt op datanetwerken zoals de Internet , LAN, WAN. De ontwikkeling van Voice over Internet Protocol (VoIP) maakte pakketschakeling mogelijk om eenvoudig data en spraakverkeer te verzenden. Hierdoor konden bedrijven enorme voordelen ervaren in termen van kosten, efficiëntie en schaalbaarheid. Dit schakelen verwijst naar het routeren en verzenden van gegevens op een efficiënte manier via het kanaal / netwerk met minimale latentie. Het kanaal wordt na voltooiing van de uitzending beschikbaar gemaakt voor andere doeleinden.

Wat is pakketwisseling?

Definitie: Pakketschakeling verwijst naar een reeks protocollen die een verbindingsloze benadering van netwerkschakeling gebruiken om de pakketten te verzenden. Bij deze omschakeling worden de berichten verbroken en gegroepeerd in kleine eenheden, pakketten genaamd. Deze pakketten worden afzonderlijk via een digitaal netwerk verzonden om hun bestemming te bereiken. Pakketten hoeven niet dezelfde route te volgen om hun bestemming te bereiken. Aangezien alle pakketten in een andere volgorde op een bestemming aankomen, wordt het originele bericht opnieuw gecompileerd door de bestemming zelf. Het pakketschakelschema wordt hieronder getoond.




Bij deze omschakeling bestaan ​​pakketten uit twee delen: een header en een payload. Met de informatie in de header kan netwerkhardware / tussenknooppunt ervoor zorgen dat de pakketten naar hun bestemming worden geleid, terwijl de definitieve gegevens worden gedragen door de payload.

Elk pakket heeft een bron- en bestemmingsadres om onafhankelijk over een netwerk met een variabele bitsnelheid te reizen. Pakketten worden asynchroon doorgestuurd door tussenliggende knooppunten vanwege congestie, wachtrijen, enzovoort, en volgt daarom verschillende routes. Deze pakketten komen in een andere volgorde op de bestemming aan en de bestemming zorgt ervoor dat de gegevens van hetzelfde bestand opnieuw worden samengesteld.



Het bericht bestaat uit vier pakketten: A, B, C en D. Elk pakket bestaat uit een bron- en bestemmingsadres en volgt meer dan één route om de bestemming vanaf de bron te bereiken, zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding.

Pakket wisselen

Pakket wisselen

Modi van pakketwisseling

Pakketschakeling is onderverdeeld in twee hoofdtypen. Zij zijn:


Verbindingsgeoriënteerde pakketwisseling

Dit staat ook bekend als virtuele circuitschakeling, waarvoor een installatiefase of virtuele verbinding nodig is om een ​​pad tot stand te brengen voordat de verzending plaatsvindt. Met het signaleringsprotocol wordt een vooraf gedefinieerd pad ingesteld om de verzender, ontvanger en alle pakketten van hetzelfde bericht in staat te stellen dit pad te volgen. Switches / routers bieden virtueel circuit-ID om de virtuele verbinding te herkennen. De gegevens bij dit type omschakeling worden opgesplitst in kleine eenheden. Aan deze kleine eenheden wordt een volgnummer toegevoegd. In dit proces worden drie fasen beschreven. Ze zijn opgezet, gegevensoverdracht en afbouwfase.

Verbindingsgeoriënteerde pakketwisseling

Verbindingsgeoriënteerde pakketschakeling

In de setup-fase wordt adresinformatie alleen naar elk knooppunt overgedragen. Zodra de route naar de bestemming is gevonden, wordt een invoer toegevoegd aan de schakeltabel van elk tussenknooppunt.

In de gegevensoverdrachtsfase kan de pakketkop informatie bevatten zoals lengte, tijdstempel en volgnummer. Deze informatie kan voor verschillende pakketten verschillen.

Een van de prominente toepassingen van verbindingsgeoriënteerde pakketschakeling is het geschakelde WAN. Protocollen zoals X.25, Frame-Relay, ATM (asynchrone overdrachtsmodus) en multi-protocollabelschakeling gebruiken dit type schakelaanpak.

Verbindingsloze pakketschakeling

Switching zonder verbinding is in de volksmond bekend als datagram-omschakeling. Hier bevat elk pakket een bron- en bestemmingsadres en poortadres en andere noodzakelijke informatie. Soms zijn de pakketten gelabeld met een volgnummer.

Bij datagrampakketschakeling doorkruisen de pakketten onafhankelijk en in verschillende routes, waardoor de pakketten die op de bestemming aankomen mogelijk niet in de juiste volgorde worden afgeleverd. Als pakketten in een ongeordend formaat op de bestemming aankomen, zal het originele bericht worden opgehaald op basis van de volgnummers van de pakketten.

Betrouwbare levering van pakketten bij verbindingsloos schakelen is niet gegarandeerd. Het is dus nodig om end-to-end-systemen van aanvullende protocollen te voorzien.

Verbindingsloos-pakket-schakelen

Verbindingsloze pakketschakeling

Vertragingen bij pakketwisseling

De vier soorten vertragingen bij deze omschakeling zijn:

Transmissie vertraging

Het verwijst eenvoudig naar de tijd die nodig is om alle pakketten te verzenden, of de tijd die nodig is om alle databits op het communicatiemedium te absorberen. Overdragen vertraging hangt af van de lengte van het pakket en de bandbreedte van het netwerk.

Transmissievertraging = datagrootte / bandbreedte = (L / B) seconde

Voortplantingsvertraging

Voortplantingsvertraging verwijst naar de tijd die de bits nodig hebben om van bron naar bestemming te reizen via de link. Afstand en voortplantingssnelheid zijn de factoren die de voortplantingsvertraging beïnvloeden.

Voortplantingsvertraging = afstand / transmissiesnelheid = d / s

Wachtrijvertraging

Wachtrijvertraging treedt op vanwege de aard van het verkeer in het netwerk. Daarom verwijst het naar de tijd die wordt doorgebracht in een wachtrij totdat het wordt uitgevoerd en wordt het als volgt gedefinieerd -

Gemiddelde wachtrijvertraging = (N-1) L / (2 * R)

Waar ‘N’ het nee is. van pakketten

‘L’ is de grootte van het pakket

‘R’ is de bandbreedte

Verwerkingsvertraging

Het verwijst naar de tijd die nodig is om een ​​pakket te verwerken. Verwerkingsvertraging verwijst ook naar de tijd die nodig is om te controleren op bitfouten, de outputlink te bepalen, enz.

Totale tijd of end-to-end-tijd = transmissievertraging + voortplantingsvertraging + wachtrijvertraging + verwerkingsvertraging

Voordelen van pakketomschakeling Circuitschakeling

Deze omschakeling biedt verschillende voordelen ten opzichte van circuitomschakeling en ze worden hieronder opgesomd:

  • Het levert de gegevens naar een bestemming door hun eigen paden te vinden. Circuitschakeling heeft een speciaal en vooraf gedefinieerd kanaal.
  • Het is zeer betrouwbaar omdat ontbrekende pakketten worden gedetecteerd door het schakelen van bestemmingscircuits en heeft deze optie niet.
  • Het gebruikt minder bandbreedte omdat pakketten snel naar het bestemmingscircuit worden gerouteerd, waarbij het schakelen een speciale bandbreedte moet hebben.
  • Het kanaal in deze omschakeling is beschikbaar voor andere transmissies zodra pakketten worden gerouteerd, circuitschakeling neemt het kanaal in beslag totdat de spraakcommunicatie is voltooid
  • Het is kosteneffectief en gemakkelijker om circuitschakeling te implementeren is duur

Nadelen van pakketomschakeling Circuitschakeling

Ondanks dat het verschillende voordelen biedt, biedt deze overstap ook nadelen, die hieronder worden opgesomd:

  • Aangezien de verplaatsing van pakketten niet synchroon is bij deze omschakeling, is het mogelijk niet geschikt in communicatietoepassingen zoals spraakoproepen, terwijl circuitschakeling zeer geschikt is voor spraakoproepen.
  • Pakketten verplaatsen zich niet op een georganiseerde manier, er moeten volgnummers worden opgegeven om elk pakket te identificeren dat de schakeling de hoogste prioriteit geeft aan het kanaal om de beste ervaring aan de gebruikers te bieden
  • Bij deze omschakeling is de complexiteit hoog bij elk knooppunt, aangezien pakketten via meerdere paden worden gerouteerd om de bestemming te bereiken, wat leidt tot gegevensverlies of vertraging bij het afleveren van de pakketten. Circuitschakeling zorgt ervoor dat er geen gegevensverlies is
  • Deze omschakeling heeft aanvullende en veilige protocollen nodig om de gegevens te beschermen, wat leidt tot een aanzienlijke stijging van de implementatiekosten. Circuitschakeling heeft een speciaal kanaal voor één service en één individuele route.

Veelgestelde vragen

1). Wat is datapakketwisseling?

De datapakketschakeling is een benadering die wordt gebruikt om de gegevens in de vorm van pakketten over een netwerk over te dragen. De gegevens worden opgedeeld in kleine eenheden van variabele lengte, ook wel pakketten genoemd. Elk pakket met gegevens reist samen met het netwerk.

2). Wie heeft pakketwisseling uitgevonden?

De Amerikaanse wetenschapper 'Paul Baran' onderzocht het concept van pakketschakeling in 1960. In 1965 ontwikkelde Donald Davies een soortgelijk routeringsconcept en noemde het pakketschakeling.

3). Wat zijn de schakeltechnieken?

Er zijn drie soorten omschakelingstechnieken: pakketschakeling, circuitschakeling en berichtwisseling.

4). Wat bedoel je met overstappen?

Schakelen is een soort techniek waarmee knooppunten gegevens kunnen besturen of schakelen om ervoor te zorgen dat deze tussen bepaalde punten op een netwerk worden verzonden.

5). Wat is verbindingsloze pakketschakeling?

Verbindingsloze pakketschakeling is in de volksmond bekend als datagramschakeling. Hier wordt het bericht verbroken en in pakketten verdeeld. Elk pakket heeft een bron- en bestemmingsadres om onafhankelijk over een netwerk te reizen. Pakketten worden asynchroon doorgestuurd door tussenliggende knooppunten vanwege congestie, wachtrijen, enzovoort, en volgen daarom verschillende routes. Deze pakketten komen in een andere volgorde op de bestemming aan en de bestemming zorgt ervoor dat de gegevens van hetzelfde bestand opnieuw worden samengesteld.

Daarom hebben we in dit artikel het concept van pakketschakeling besproken. De twee technieken van pakketschakeling met verschillende voor- en nadelen worden besproken waardoor de lezer kan begrijpen welke de beste technologie zou zijn om te gebruiken voor continue en effectieve communicatie. Een eenvoudig voorbeeld van moderne pakketschakeling zijn e-mail en webpagina's die WAN gebruiken en normale telefoondiensten worden beschouwd als een voorbeeld van circuitschakeltechnologie.