Živimo v dobi, ko je vsak postopek hiter in odziven. Preklop paketov je ena takšnih tehnologij, ki se danes uporabljajo v podatkovnih omrežjih, kot je Internet , LAN, WAN. Razvoj protokola Voice over Internet Protocol (VoIP) je omogočil preklapljanje paketov za lažji prenos podatkov in glasovnega prometa. To je podjetjem omogočilo velike koristi v smislu stroškov, učinkovitosti in razširljivosti. To preklapljanje se nanaša na usmerjanje in prenos podatkov na učinkovit način po kanalu / omrežju z minimalno zakasnitvijo. Kanal je na voljo za druge namene po zaključku prenosa.
Kaj je preklapljanje paketov?
Opredelitev: Preklapljanje paketov se nanaša na nabor protokolov, ki za prenos paketov uporablja pristop omrežnega preklapljanja brez povezave. Pri tem preklopu so sporočila razdeljena in združena v majhne enote, imenovane paketi. Ti paketi se posamezno prenašajo po digitalnem omrežju, da dosežejo svoj cilj. Paketom ni treba slediti isti poti, da bi dosegli svoj cilj. Ker vsi paketi prispejo na cilj v drugačnem vrstnem redu, izvirno sporočilo znova sestavi sam. Diagram preklopa paketov je prikazan spodaj.
Pri tem preklopu imajo paketi dva dela - glavo in koristni tovor. Informacije v glavi omogočajo mrežni strojni opremi / vmesnemu vozlišču, da zagotovi, da so paketi usmerjeni proti svojemu cilju, medtem ko določene podatke nosi koristni tovor.
Vsak paket ima izvorni in ciljni naslov za samostojno potovanje po omrežju s spremenljivo bitno hitrostjo. Paketi posredujejo asinhrono vmesni vozlišča zaradi zastojev, čakalnih vrst itd., zato sledi različnim potom. Ti paketi prispejo na cilj v drugačnem vrstnem redu in cilj zagotavlja ponovno sestavo podatkov iste datoteke.
Sporočilo je sestavljeno iz štirih paketov - A, B, C in D. Vsak paket je sestavljen iz naslova vira in cilja in sledi več kot eni poti do cilja od vira, kot je prikazano na spodnji sliki.
preklapljanje paketov
Načini preklopa paketov
Preklapljanje paketov je razdeljeno na dve glavni vrsti. To so:
Preusmeritev paketov, usmerjena na povezavo
To je znano tudi kot preklop navideznega vezja, ki zahteva fazo nastavitve ali navidezno povezavo za vzpostavitev poti pred prenosom. S signalnim protokolom je nastavljena vnaprej določena pot, ki pošiljatelju, prejemniku in vsem paketom istega sporočila omogoča sledenje tej poti. Stikala / usmerjevalniki zagotavljajo virtualni ID vezja za prepoznavanje navidezne povezave. Podatki pri tej vrsti preklapljanja so razdeljeni na majhne enote. Tem majhnim enotam se doda zaporedna številka. V tem postopku so opisane tri faze. Vzpostavljeni so, prenos podatkov in faza rušenja.
Povezava-usmerjeno-paketno preklapljanje
V fazi namestitve se podatki o naslovih prenesejo samo v vsako vozlišče. Takoj, ko je pot do cilja najdena, se v preklopno tabelo vsakega vmesnega vozlišča doda vnos.
V fazi prenosa podatkov lahko glava paketa vsebuje informacije, kot so dolžina, časovni žig in zaporedna številka. Te informacije so lahko različne za različne pakete.
Ena izmed vidnejših aplikacij povezave usmerjenega preklopa paketov je v komutiranem WAN-u. Protokoli, kot so X.25, Frame-Relay, ATM (asinhroni način prenosa) in preklapljanje nalepk z več protokoli, uporabljajo to vrsto preklopnega pristopa.
Preklop paketnega paketa brez povezave
Preklapljanje brez povezave je v javnosti znano kot preklapljanje z datagramom. Tu vsak paket vsebuje izvorni in ciljni naslov ter naslov vrat in druge potrebne informacije. Paketi so včasih označeni z zaporedno številko.
Pri preklapljanju paketov datagramov se paketi premikajo neodvisno in na različnih poteh, zato so lahko paketi, ki prispejo na cilj, dostavljeni po naročilu. Ko paketi prispejo na cilj v neurejeni obliki, se izvirno sporočilo pridobi na podlagi zaporednih številk paketov.
Zanesljiva dostava paketov pri preklopu brez povezave ni zagotovljena. Torej je treba zagotoviti sisteme od konca do konca z dodatnimi protokoli.
Preklapljanje paketov brez povezave
Zamude pri preklopu paketov
Štiri vrste zamud pri tem preklopu so:
Zamuda pri prenosu
Preprosto se nanaša na čas, potreben za pošiljanje vseh paketov, ali čas, potreben za absorpcijo vseh podatkovnih bitov na komunikacijski medij. Prenos zamuda je odvisna od dolžine paketa in pasovne širine omrežja.
Zakasnitev prenosa = velikost podatkov / pasovna širina = (L / B) sekunda
Zakasnitev širjenja
Zakasnitev širjenja se nanaša na čas, ki ga biti potrebujejo za pot od vira do cilja prek povezave. Razdalja in hitrost širjenja sta dejavnika, ki vplivata na zakasnitev širjenja.
Zakasnitev širjenja = razdalja / hitrost prenosa = d / s
Zamuda v čakalni vrsti
Do zakasnitve v čakalni vrsti pride zaradi narave prometa v omrežju. Zato se nanaša na čas, porabljen za čakanje v čakalni vrsti, dokler se ne izvrši, in je opredeljen na naslednji način -
Povprečna zakasnitev čakalne vrste = (N-1) L / (2 * R)
Kjer je „N“ št. paketov
„L“ je velikost paketa
„R“ je pasovna širina
Zakasnitev obdelave
Nanaša se na čas, potreben za obdelavo paketa. Zakasnitev obdelave se nanaša tudi na čas, potreben za preverjanje bitnih napak, določitev izhodne povezave itd.
Skupni čas ali čas od konca do konca = zakasnitev prenosa + zakasnitev širjenja + zakasnitev v čakalni vrsti + zakasnitev obdelave
Prednosti paketnega preklapljanja prek stikalnega stikala
To preklapljanje ponuja različne prednosti v primerjavi s preklapljanjem vezij in so navedene spodaj:
- Podatke dostavi na cilj z iskanjem lastnih poti preklapljanje vezij ima namenski in vnaprej določen kanal.
- Je zelo zanesljiv, saj manjkajoči paketi zaznajo s preklopom ciljnega tokokroga, ki nima te možnosti.
- Uporablja manjšo pasovno širino, saj se paketi hitro preusmerijo v ciljno vezje, preklop pa mora imeti namensko pasovno širino.
- Kanal pri tem preklopu je na voljo za druge prenose takoj, ko so paketi preusmerjeni, preklapljanje zavzame kanal, dokler glasovna komunikacija ni končana
- Je stroškovno učinkovito in lažje izvajati preklapljanje vezij je drago
Pomanjkljivosti paketnega preklapljanja prek stikalnega stikala
Kljub temu, da ponuja različne ugodnosti, to preklapljanje ponuja tudi slabosti, ki so navedene spodaj:
- Ker gibanje paketov pri tem preklapljanju ni sinhrono, morda ni primerno v komunikacijskih aplikacijah, kot so glasovni klici, medtem ko je preklapljanje vezij zelo primerno za glasovne klice
- Paketi se ne premikajo organizirano, zagotoviti je treba zaporedne številke za identifikacijo vsakega paketnega vezja. Preklop daje kanalu največjo prednost, da uporabnikom omogoči najboljšo izkušnjo.
- Pri tem preklapljanju je na vsakem vozlišču zapletenost velika, saj se paketi preusmerijo na več poti, da dosežejo cilj, kar vodi do izgube podatkov ali zamude pri dostavi preklapljanja vezja paketov zagotavlja, da ni izgub
- To preklapljanje potrebuje dodatne in varne protokole za zaščito podatkov, kar vodi do znatnega povečanja stroškov izvedbe Preklapljanje vezij ima namenski kanal za eno storitev in eno posamezno pot.
Pogosta vprašanja
1). Kaj je preklapljanje podatkovnih paketov?
Preklapljanje podatkovnih paketov je pristop, ki se uporablja za prenos podatkov po omrežju v obliki paketov. Podatki so razdeljeni na majhne enote spremenljive dolžine, znane kot paketi. Vsak paket, v katerem so podatki, potuje skupaj z omrežjem.
2). Kdo je izumil preklapljanje paketov?
Ameriški znanstvenik 'Paul Baran' je koncept preklopa paketov raziskal leta 1960. Leta 1965 je Donald Davies razvil podoben koncept usmerjanja in ga poimenoval kot preklapljanje paketov.
3). Katere so tehnike preklopa?
Obstajajo tri vrste preklopnih tehnik - paketno preklapljanje, preklapljanje vezij in preklapljanje sporočil.
4). Kaj mislite s preklopom?
Preklapljanje je vrsta tehnike, s katero vozlišča lahko nadzorujejo ali preklapljajo podatke, da se zagotovi njihov prenos med danimi točkami v omrežju.
5). Kaj je brezkomunikacijsko preklapljanje paketov?
Preklapljanje paketov brez povezave je v javnosti znano kot preklapljanje datagramov. Tu je sporočilo zlomljeno in razdeljeno na pakete. Vsak paket ima izvorni in ciljni naslov za samostojno potovanje po omrežju. Vmesna vozlišča pakete asinhrono posredujejo zaradi zastojev, čakalnih vrst itd., Zato sledijo različnim potem. Ti paketi prispejo na cilj v drugačnem vrstnem redu in cilj zagotavlja ponovno sestavo podatkov iste datoteke.
Tako smo v tem članku obravnavali koncept paketnega preklopa. Dva tehnike preklopa paketov z različnimi prednostmi in slabostmi, ki bralcu omogočajo, da razume, katera bi bila najboljša tehnologija za neprekinjeno in učinkovito komunikacijo. Preprost primer sodobnega preklapljanja paketov so e-pošta in spletne strani, ki uporabljajo WAN, običajna telefonska storitev pa velja za primer tehnologije preklopa vezij.
