Vivim en una època en què cada procés és ràpid i sensible. El canvi de paquets és una d'aquestes tecnologies que s'utilitza avui en dia en xarxes de dades com la internet , LAN, WAN. El desenvolupament de Voice over Internet Protocol (VoIP), va permetre el canvi de paquets per transmetre fàcilment dades i trànsit de veu. Això va permetre a les empreses experimentar enormes avantatges en termes de cost, eficiència i escalabilitat. Això commutació es refereix a l'encaminament i transmissió de dades d'una manera eficient a través del canal / xarxa amb una latència mínima. El canal es posa a disposició per a altres propòsits un cop finalitzada la transmissió.
Què és el canvi de paquets?
Definició: El canvi de paquets fa referència a un conjunt de protocols que utilitzen un enfocament de commutació de xarxa sense connexió per transmetre els paquets. En aquest canvi, els missatges es trenquen i s'agrupen en petites unitats anomenades paquets. Aquests paquets es transmeten individualment a través d’una xarxa digital per arribar al seu destí. Els paquets no han de seguir la mateixa ruta per arribar al seu destí. Com que tots els paquets arriben a una destinació en un ordre diferent, el propi destí recompila el missatge original. A continuació es mostra el diagrama de commutació de paquets.
En aquest canvi, els paquets tenen dues parts: una capçalera i una càrrega útil. La informació de la capçalera permet que el maquinari de xarxa / el node intermedi assegureu-vos que els paquets estiguin dirigits cap a la seva destinació, mentre que les dades definitives les transporta la càrrega útil.
Cada paquet té una adreça d'origen i destinació per viatjar independentment per una xarxa amb una taxa de bits variable. Els paquets s’envien de manera asíncrona per intermedis nodes a causa de la congestió, la cua, etc., i per tant segueix rutes diferents. Aquests paquets arriben a la destinació en un ordre diferent i la destinació garanteix tornar a muntar les dades del mateix fitxer.
El missatge consta de quatre paquets: A, B, C i D. Cada paquet consta de l'adreça d'origen i de destinació i segueix més d'una ruta per arribar a la destinació des de l'origen, tal com es mostra a la figura següent.
commutació de paquets
Modes de commutació de paquets
El canvi de paquets es classifica en dos tipus principals. Ells són:
Canvi de paquets orientat a la connexió
Això també es coneix com a commutació de circuits virtuals, que requereix una fase de configuració o connexió virtual per establir un camí abans de la transmissió. Amb el protocol de senyalització, es configura un camí predefinit per permetre que l'emissor, el receptor i tots els paquets del mateix missatge segueixin aquest camí. Proporcionen commutadors / enrutadors virtual identificador de circuit per reconèixer la connexió virtual. Les dades d’aquest tipus de commutació es divideixen en unitats petites. A aquestes petites unitats s’afegeix un número de seqüència. En aquest procés, es descriuen tres fases. Es configuren, es transfereixen les dades i es desfan.
Canvi de paquets orientat a la connexió
A la fase de configuració, la informació de l'adreça només es transfereix a cada node. Tan aviat com es troba la ruta cap a la destinació, s'afegeix una entrada a la taula de commutació de cada node intermedi.
A la fase de transferència de dades, la capçalera del paquet pot contenir informació com la longitud, la marca de temps i el número de seqüència. Aquesta informació pot ser diferent per a diferents paquets.
Una de les aplicacions més destacades del canvi de paquets orientat a la connexió es troba a la WAN commutada. Protocols com X.25, Frame-Relay, ATM (mode de transferència asíncrona) i el canvi d’etiquetes multiprotocols utilitzen aquest tipus d’enfocament de commutació.
Canvi de paquets sense connexió
El canvi de tipus sense connexió es coneix popularment com a commutació de datagrames. Aquí, cada paquet comprèn una adreça d'origen i destinació i una adreça de port i altra informació necessària. De vegades, els paquets s’etiqueten amb un número de seqüència.
En el canvi de paquets de datagrames, els paquets es desplacen de manera independent i en diferents rutes, de manera que els paquets que arriben a la destinació poden estar lliurats fora de comanda. Quan els paquets arribin a la destinació en un format no ordenat, el missatge original es recuperarà en funció dels números de seqüència dels paquets.
No es garanteix l’enviament fiable de paquets en commutació sense connexió. Per tant, cal que els sistemes de punta a punta tinguin protocols addicionals.
Canvi de paquets sense connexió
Retards en el canvi de paquets
Els quatre tipus de retards en aquest canvi són:
Retard de transmissió
Simplement es refereix al temps que es triga a enviar tots els paquets, o bé, es triga a absorbir tots els bits de dades al mitjà de comunicació. Transmissió delay es basa en la longitud del paquet i l’amplada de banda de la xarxa.
Retard de transmissió = mida de les dades / amplada de banda = (L / B) segon
Retard de propagació
El retard de propagació es refereix al temps que han trigat els bits a viatjar des de la font fins a la destinació per l’enllaç. La distància i la velocitat de propagació són els factors que afecten el retard de propagació.
Retard de propagació = distància / velocitat de transmissió = d / s
Retard a la cua
El retard a la cua es produeix a causa de la naturalesa del trànsit a la xarxa. Per tant, fa referència al temps passat esperant a una cua fins que s’executa i es defineix de la manera següent:
Retard mitjà de la cua = (N-1) L / (2 * R)
On ‘N’ és el núm. de paquets
'L' és la mida del paquet
'R' és l'amplada de banda
Retard de processament
Es refereix al temps que es triga a processar un paquet. El retard de processament també fa referència al temps necessari per comprovar si hi ha errors de bits, determinar l'enllaç de sortida, etc.
Temps total o temps d'extrem a extrem = Retard de transmissió + Retard de propagació + Retard de cua + Retard de processament
Avantatges de la commutació de circuits per commutació de paquets
Aquesta commutació ofereix diversos avantatges en comparació amb la commutació de circuits i es detallen a continuació:
- Ofereix les dades a una destinació en trobar els seus propis camins. El canvi de circuit té un canal dedicat i predefinit.
- És altament fiable, ja que el canvi de circuit de destinació detecta els paquets que falten no té aquesta opció.
- Utilitza una menor amplada de banda ja que els paquets s’encaminen ràpidament cap al circuit de destinació; el canvi hauria de tenir una amplada de banda dedicada.
- El canal d’aquesta commutació està disponible per a altres transmissions tan bon punt s’encaminin els paquets, la commutació de circuits ocupa el canal fins que es completa la comunicació de veu
- És rendible i és més fàcil implementar la commutació de circuits
Desavantatges de la commutació de circuits per commutació de paquets
Tot i oferir diversos avantatges, aquest canvi també ofereix desavantatges, que es detallen a continuació:
- Com que el moviment dels paquets no és sincrònic en aquest canvi, pot no ser adequat en aplicacions de comunicació com les trucades de veu, mentre que el canvi de circuit és molt adequat per a les trucades de veu
- Els paquets no es mouen de manera organitzada, s’han de proporcionar números de seqüència per identificar cada circuit de paquets; la commutació dóna la màxima prioritat al canal per donar la millor experiència als usuaris.
- En aquest canvi, la complexitat és elevada a cada node, ja que els paquets s’encaminen per diversos camins per arribar a la destinació, cosa que provoca la pèrdua de dades o el retard en la distribució del circuit de paquets.
- Aquest canvi necessita protocols addicionals i segurs per protegir les dades, cosa que comporta un augment significatiu dels costos d’implementació El canvi de circuit té un canal dedicat per a un servei i una ruta individual.
Preguntes freqüents
1). Què és el canvi de paquets de dades?
El canvi de paquets de dades és un enfocament utilitzat per transferir les dades a través d’una xarxa en forma de paquets. Les dades es divideixen en petites unitats de longitud variable conegudes com a paquets. Cada paquet que conté dades viatja juntament amb la xarxa.
2). Qui va inventar el canvi de paquets?
El científic nord-americà ‘Paul Baran’ va explorar el concepte de commutació de paquets el 1960. El 1965, Donald Davies va desenvolupar un concepte d’encaminament similar i el va anomenar com a commutació de paquets.
3). Quines són les tècniques de commutació?
Hi ha tres tipus de tècniques de commutació: commutació de paquets, commutació de circuits i commutació de missatges.
4). Què voleu dir amb el canvi?
El canvi és un tipus de tècnica mitjançant la qual els nodes poden controlar o canviar dades per assegurar-se que es transmeten entre punts determinats d’una xarxa.
5). Què és el canvi de paquets sense connexió?
El canvi de paquet sense connexió es coneix popularment com a commutació de datagrames. Aquí, el missatge es trenca i es divideix en paquets. Cada paquet té una adreça d'origen i destinació per viatjar independentment per una xarxa. Els paquets són reenviats de manera asíncrona per nodes intermedis a causa de la congestió, la cua, etc., i per tant segueixen rutes diferents. Aquests paquets arriben a la destinació en un ordre diferent i la destinació garanteix tornar a muntar les dades del mateix fitxer.
Així, en aquest article, hem debatut sobre el concepte de commutació de paquets. Els dos tècniques de commutació de paquets es discuteixen diversos avantatges i desavantatges que permeten al lector comprendre quina seria la millor tecnologia que s’utilitzaria per a una comunicació contínua i efectiva. Un exemple senzill de canvi de paquet actual és el correu electrònic i les pàgines web que utilitzen WAN i el servei telefònic normal es considera un exemple de tecnologia de commutació de circuits.
