Katsaus piirikytkentään ja pakettikytkentään

Mitä vaihtaminen on?

Nykyaikaisessa maailmassa olemme yhteydessä kaikkiin, joko Internetin tai puhelinyhteyden kautta. Tässä valtavassa verkossa, kun puhelu soitetaan tai kun käytämme jotakin verkkosivustoa, tiedot siirtyvät verkosta toiseen verkkoon. Jopa yksinkertaiselle verkkosivulle pääsyyn on käytettävissä useita tietokoneita (palvelimia), jotka tarjoavat sinulle haluamasi tiedot. Olitpa suljetun verkon sisällä tai suuressa verkkosegmentissä, vaihto on tärkein mekanismi, joka vaihtaa tietoja eri verkkojen tai eri tietokoneiden välillä. Vaihto on tapa, jolla data tai mikä tahansa digitaalinen tieto ohjataan kohti verkkoasi loppupisteeseen saakka.

Oletetaan, että haet kaikenlaista piiriin liittyvää tietoa Internetistä tai etsit harrastushanketta elektroniikassa, tai jos avaat circuitdigest.com-sivun löytääksesi tietyn artikkelin elektroniikasta, tietoverkon takana tapahtuu paljon tiedonsiirtoa. Nämä liikkeet ohjaavat verkkokytkimet, jotka käyttävät erilaisia ​​kytkentätekniikoita eri verkkoyhteyksissä.

Erilaisissa datatyypeissä käytetään erityyppisiä kytkentätekniikoita, joilla on omat edut ja haitat. Kytkentätekniikoita on kolme tyyppiä: piirikytkentä, pakettikytkentä ja sanomakytkentä. Piiri- ja pakettikytkentä ovat suosituimpia näiden kolmen joukossa.

Piirikytkentä

Piirikytkentä on kytkentämenetelmä, jossa verkon kahden aseman välille luodaan päästä päähän -reitti ennen tiedonsiirron aloittamista.

Piirikytkimellä on kolme vaihetta: Piirin muodostaminen, Tietojen siirtäminen ja piirin katkaisu.

Piirikytkentämenetelmällä on kiinteä tiedonsiirtonopeus, ja molempien tilaajien on toimittava tällä kiinteällä nopeudella. Piirikytkentä on yksinkertaisin tapa tiedonsiirrossa, jossa erilliset fyysiset yhteydet muodostetaan kahden yksittäisen lähettäjän ja vastaanottimen välille. Näiden erillisten yhteyksien luomiseksi kytkinsarja on kytketty fyysisillä linkeillä.

Alla olevassa kuvassa kolme vasemmanpuoleista tietokonetta on yhdistetty kolmella oikealla puolella olevalla pöytätietokoneella fyysisillä linkeillä, riippuen neljästä kytkimestä. Jos piirikytkentää ei käytetä, ne on kytkettävä pisteestä pisteeseen -yhteyksiin, joissa tarvitaan useita erillisiä johtoja, mikä paitsi lisää yhteyksien kustannuksia myös lisää järjestelmän monimutkaisuutta.

Reitityspäätös tehdään piirikytkennän tapauksessa, kun reitityspolku muodostetaan verkkoon. Kun oma reitityspolku on muodostettu, vastaanottajakohteeseen jatkuvasti lähetetty data. Yhteys säilyy keskustelun loppuun saakka.

Kolme vaihetta piirikytkentäviestinnässä

Piirikytkennän alku lopetusviestintään tapahtuu tämän muodostuksen avulla-

Asennusvaiheen aikana piirikytkentäverkossa muodostetaan oma reititys tai yhteysreitti lähettäjän ja vastaanottimen välille. Tänä aikana loppu-osoitteen, kuten lähdeosoitteen, kohdeosoitteen on luotava yhteys kahden fyysisen laitteen välille. Piirikytkentä tapahtuu fyysisissä kerroksissa.

Tiedonsiirto tapahtuu vasta määritysvaiheen jälkeen ja vain, kun fyysinen, oma polku on muodostettu. Mitään osoitustapaa ei käytetä tässä vaiheessa. Kytkimet käyttävät aikaväliä (TDM) tai varattua kaistaa (FDM) tietojen reitittämiseksi lähettäjältä vastaanottimeen. Yksi asia on pidettävä mielessä, että tiedonsiirto on jatkuvaa ja tiedonsiirrossa voi olla hiljaisia ​​aikoja. Kaikki sisäiset liitännät tehdään kaksipuolisena.

Viimeisessä piirin katkaisuvaiheessa, kun jonkun verkon tilaajista, lähettäjistä tai vastaanottimista on katkaistava yhteys polkuun, katkaisusignaali lähetetään kaikille mukana oleville kytkimille resurssin vapauttamiseksi ja yhteyden katkaisemiseksi. Tätä vaihetta kutsutaan myös Teardown-vaiheeksi piirikytkentämenetelmässä.

Piirikytkin luo väliaikaisen yhteyden tulolinkin ja lähtölinkin välille. Saatavilla on erityyppisiä kytkimiä, joissa on useita tuloja ja lähtöjohtoja.

Yleensä piirikytkentää käytetään puhelinlinjoissa.

Piirikytkennän edut

Piirikytkentämenetelmä tarjoaa suuria etuja erityistapauksissa. Edut ovat seuraavat:

1. Datanopeus on kiinteä ja omistettu, koska yhteys muodostetaan käyttämällä omistettua fyysistä yhteyttä tai piirejä.
2. Koska mukana on omistettuja lähetysreittejä, se on hyvä valinta jatkuvaan lähetykseen pitkällä aikavälillä.
3. Tiedonsiirron viive on merkityksetön. Kytkimillä ei ole odotusaikaa. Joten data lähetetään ilman edeltävää viivästystä lähetyksessä. Tämä on ehdottomasti piirikytkentämenetelmän positiivinen etu.

Piirikytkennän haitat

Piirikytkimellä on etujen lisäksi myös joitain haittoja.

1. Riippumatta siitä, onko tietoliikennekanava vapaa vai varattu, erillistä kanavaa ei voitu käyttää muuhun tiedonsiirtoon.
2. Se vaatii enemmän kaistanleveyttä, ja jatkuva lähetys vie kaistanleveyttä hiljaisuuden aikana.
3. Se on erittäin tehoton käytettäessä järjestelmäresurssia. Emme voi käyttää resurssia muuhun yhteyteen, koska se on varattu koko keskusteluun.
4. Lähettäjien ja vastaanottimien välisten fyysisten yhteyksien luominen vie paljon aikaa.

Pakettikytkentä

Pakettikytkentä on tiedonsiirtomenetelmä, jossa data jaetaan pieniksi muuttuvan pituisiksi paloiksi ja siirretään sitten verkkolinjalle. Rikkoutuneita tietoja kutsutaan paketeiksi. Saatuaan nämä rikkinäiset tiedot tai paketit kaikki kootaan uudelleen määränpäähän ja tehdään siten täydellinen tiedosto. Tämän menetelmän ansiosta tietoja siirretään nopeasti ja tehokkaasti. Tässä menetelmässä ei tarvita ennakkoasennusta tai resurssien varaamista, kuten piirikytkentämenetelmää.

Tässä menetelmässä käytetään Store- ja Forward-tekniikoita. Joten kukin hyppy tallentaa paketin ensin ja välittää sitten paketit seuraavaan isäntäkohteeseen. Jokainen paketti sisältää ohjaustiedot, lähdeosoitteen ja kohdeosoitteen. Tämän vuoksi paketit voivat käyttää mitä tahansa reittiä tai polkuja olemassa olevassa verkossa.

VC-pohjainen pakettikytkentä

VC-pohjainen pakettikytkentä on pakettikytkentätapa, jossa looginen polku tai virtuaalipiirin yhteys tehdään lähettäjän ja vastaanottimen välillä. VC tarkoittaa virtuaalipiiriä. Tässä pakettikytkentätoimintatilassa luodaan ennalta määrätty reitti ja kaikki paketit seuraavat ennalta määriteltyjä polkuja. Kaikille loogiseen yhteyteen osallistuville reitittimille tai kytkimille annetaan yksilöllinen virtuaalipiirin tunnus virtuaalisten yhteyksien yksilöimiseksi. Sillä on myös sama kolmivaiheinen protokolla, jota käytetään piirikytkennässä, asetusvaiheessa, tiedonsiirtovaiheessa ja repäisyvaiheessa.

Yllä olevassa kuvassa 4 tietokonetta on kytketty 4- kytkinverkkoon ja datavirta pakettikytkentää virtuaalipiiritilassa. Kuten näemme, kytkimet ovat yhteydessä toisiinsa ja jakavat viestintäradan keskenään. Nyt virtuaalipiirissä on määritettävä ennalta määrätty reitti. Jos haluamme siirtää dataa PC1: ltä PC 4: lle, polku ohjataan SW1: stä SW2: een SW3: een ja sitten lopulta PC4: een. Tämä reitti on ennalta määritelty, ja kaikille SW1, SW2, SW3 on annettu yksilöllinen tunnus datareittien tunnistamiseksi, joten polut sitovat dataa, eivätkä ne voineet valita toista reittiä.

Datagrammainen pakettikytkentä

Datagrammin vaihto on täysin erilainen kuin VC-pohjainen pakettikytkentätekniikka. Datagrammin vaihdossa polku riippuu tiedoista. Paketeilla on kaikki tarvittavat tiedot, kuten lähdeosoite, kohdeosoite ja portin identiteetti jne. Joten yhteydettömässä datagrammipohjaisessa pakettikytkentätilassa kutakin pakettia käsitellään itsenäisesti. He voivat valita erilaisia ​​reittejä, ja reitityspäätökset tehdään dynaamisesti, kun tietoja siirretään verkon sisällä. Joten kohdepaketit voidaan vastaanottaa järjestyksessä tai missä tahansa järjestyksessä, ei ole ennalta määrättyä reittiä ja taattu pakettien toimitus ei ole mahdollista. Taatun pakettivastaanoton turvaamiseksi on määritettävä lisäpäätejärjestelmät.

Tässä pakettikytkentätilassa ei ole asetus-, lähetys- ja repäisyvaihetta.

Jälleen yllä olevassa kuvassa 4 tietokonetta on kytketty ja siirrämme tietoja PC1: stä PC4: ään. Tiedot sisältävät kaksi pakettia, jotka on merkitty numeroilla 1 ja 2. Kuten voimme nähdä, Datagram-tilassa paketti 1 päätti seurata SW1-SW4-SW3-polkua, kun taas paketti 2 valitsi SW1-SW5-SW3 -reitin ja lopulta pääsi PC4: ään. Paketit voivat valita eri polun riippuen viiveajasta ja ruuhkista muilla poluilla Datagram-pakettikytkentäverkossa.

Pakettikytkennän edut

Pakettikytkentä tarjoaa etuja piirikytkentään verrattuna. Pakettikytkentäverkko on suunniteltu voittamaan piirikytkentämenetelmän haitat.

1. Tehokas kaistanleveyden suhteen.
2. Lähetysviive on pienin
3. Kohde voi havaita puuttuvat paketit.
4. Kustannustehokas toteutus.
5. Luotettava, kun verkko havaitsee varatun polun tai linkkien hajoamisen. Paketit voidaan lähettää muilla linkeillä tai ne voivat käyttää eri polkua.

Pakettikytkennän haitat

Pakettikytkennällä on myös muutamia haittoja.

1. Pakettikytkentä ei noudata mitään erityistä järjestystä lähettää paketti yksitellen.
2. Pakettien puuttuminen tapahtuu suuressa tiedonsiirrossa.
3. Jokainen paketti on koodattava järjestysnumeroilla, vastaanottajan ja lähettäjän osoitteella ja muilla tiedoilla.
4. Reititys on solmuissa monimutkainen, koska paketit voivat seurata useita polkuja.
5. Kun reititys tapahtuu jostain syystä, viive pakettien vastaanottamisessa kasvaa.

Erot piirikytkennän ja pakettikytkennän välillä

Saimme jo käsityksen siitä, mitkä ovat erot piirikytkennän ja pakettikytkennän välillä. Katsotaanpa taulukon muodon erot ymmärtämisen parantamiseksi -

Erot	Piirikytkentä	Pakettikytkentä
Vaiheet Osallistuminen	Piirikytkennässä 3-vaiheinen asetus tarvitaan koko keskusteluun. Yhteyden muodostaminen, tiedonsiirto, yhteyden katkeaminen	Pakettikytkennän tapauksessa voimme tehdä tiedonsiirron suoraan.
Määränpään osoite	Lähde antaa koko polkuosoitteen.	Jokainen datapaketti tietää vain lopullisen kohdeosoitteen, reitityspolku riippuu reitittimen päätöksestä.
Tietojenkäsittely	Tietojenkäsittely tapahtuu lähdejärjestelmässä.	Tietojenkäsittely tapahtuu solmuissa ja lähdejärjestelmissä.
Tietoyksiköiden välinen yhtenäinen viive	Yhtenäinen viive tapahtuu.	Tietoyksiköiden välinen viive ei ole tasainen.
Luotettavuus	Piirikytkentä on luotettavampaa pakettikytkentään verrattuna	Pakettikytkentä on vähemmän luotettava kuin piirikytkentä.
Resurssien tuhlaus	Resurssien hukka on suuri piirikytkennässä.	Resurssien tuhlaaminen on vähemmän pakettikytkennässä.
Säilytä ja välitä tekniikka	Se ei käytä tallennus- ja eteenpäin-tekniikkaa	Se käyttää myymälä- ja eteenpäin-tekniikkaa
Ruuhkia	Ruuhkia esiintyy vain yhteyden muodostumisajankohtana.	Kilpailua voi esiintyä tiedonsiirtovaiheessa.
Lähetystiedot	Lähde tekee tiedonsiirron.	Tietojen siirtäminen tapahtuu lähteen, reitittimien kautta.