Grandinių perjungimo ir paketinio perjungimo apžvalga

Kas yra perėjimas?

Šiuolaikiniame pasaulyje mus su visais palaiko internetas arba telefono ryšys. Šiame didžiuliame tinkle, kai skambinama telefonu arba kai mes pasiekiame kokią nors svetainę, duomenys perkeliami iš vieno tinklo į kitą tinklą. Net norint pasiekti paprastą tinklalapį, prieinama prie daugelio kompiuterių (serverių), kad būtų galima pateikti norimus duomenis, kurių ieškote. Nesvarbu, ar esate uždarame tinkle, ar dideliame tinklo segmente, perjungimas yra svarbiausias mechanizmas, kuris keičiasi informacija tarp skirtingų tinklų ar skirtingų kompiuterių. Perjungimas yra būdas nukreipti duomenis ar bet kokią skaitmeninę informaciją į jūsų tinklą iki galo.

Tarkime, kad ieškote bet kokios rūšies su grandinėmis susijusios informacijos internete arba ieškote hobio elektronikos srityje projekto, arba jei atidarote circuitdigest.com ir rasite konkretų straipsnį apie elektroniką, už jūsų kompiuterių tinklo vyksta daugybė duomenų judėjimo. Šiuos judesius valdo tinklo jungikliai, kurie įvairiose tinklo sankryžose naudoja įvairius perjungimo būdus.

Skirtingi duomenų tipai naudoja skirtingus keitimo būdus, kurie turi savų privalumų ir trūkumų. Yra trijų rūšių perjungimo būdai: grandinės perjungimas, paketinis ir pranešimų perjungimas. Grandinių ir paketų perjungimas yra populiariausias tarp šių trijų.

Grandinės perjungimas

Grandinės perjungimas yra perjungimo būdas, kai prieš pradedant duomenų perdavimą, tarp dviejų tinklo stočių sukuriamas galas iki galo.

Grandinės perjungimas turi tris fazes: grandinės nustatymas, duomenų perdavimas ir grandinės atjungimas.

Grandinės perjungimo metodas turi fiksuotą duomenų perdavimo spartą ir abu abonentai turi veikti tokiu fiksuotu greičiu. Grandinės perjungimas yra paprasčiausias duomenų perdavimo būdas, kai tarp dviejų atskirų siuntėjų ir imtuvo užmegzti specialūs fiziniai ryšiai. Norėdami sukurti šias dedikuotas jungtis, jungiklių rinkinys yra sujungtas fizinėmis nuorodomis.

Žemiau esančiame paveikslėlyje trys kompiuteriai kairėje pusėje yra sujungti su trim darbastalių kompiuteriais, esančiais dešinėje pusėje, su fizinėmis jungtimis, atsižvelgiant į keturis grandinės perjungiklius. Jei grandinės perjungimas nenaudojamas, juos reikia sujungti su taškų-taškų jungtimis, kur reikia daugybės paskirtų linijų, o tai ne tik padidins prisijungimo kainą, bet ir padidins sistemos sudėtingumą.

Maršruto sprendimas grandinės perjungimo atveju priimamas, kai tinkle nustatomas maršruto kelias. Nustačius specialų maršruto kelią, duomenys, nuolat pateikiami imtuvo paskirties vietai. Ryšys palaikomas iki pokalbio pabaigos.

Trys grandinės perjungimo ryšio fazės

„Circuit Switching“ komunikacijos pradžia iki pabaigos atliekama naudojant šį

Sąrankos etape grandinės perjungimo tinkle nustatomas specialus maršruto arba ryšio kelias tarp siuntėjo ir imtuvo. Šiuo laikotarpiu adresas nuo pabaigos iki pabaigos, kaip ir šaltinio adresas, turi sukurti ryšį tarp dviejų fizinių įrenginių. Grandinės perjungimas vyksta fiziniuose sluoksniuose.

Duomenų perdavimas įvyksta tik baigus sąrankos etapą ir tik tada, kai nustatomas fizinis, skirtas kelias. Šiame etape nėra taikomas nė vienas adresavimo metodas. Jungikliai naudoja laiko tarpą (TDM) arba užimtą juostą (FDM), kad nukreiptų duomenis iš siuntėjo į imtuvą. Reikia nepamiršti, kad duomenys siunčiami nuolat, o perduodant duomenis gali būti tylos laikotarpių. Visi vidiniai ryšiai daromi dvipusio pavidalo.

Paskutinėje grandinės atjungimo fazėje, kai bet kuriam iš tinklo abonento, siuntėjui ar imtuvui reikia atjungti kelią, atjungimo signalas siunčiamas visiems susijusiems jungikliams, norint išlaisvinti šaltinį ir nutraukti ryšį. Ši fazė taip pat vadinama „ Teardown“ faze grandinės perjungimo metodu.

Grandinės jungiklis sukuria laikiną ryšį tarp įvesties ir išvesties jungčių. Yra įvairių tipų jungikliai, turintys kelias įvestis ir išvesties linijas.

Paprastai grandinių perjungimas naudojamas telefono linijose.

Grandinės perjungimo privalumai

Grandinės perjungimo metodas suteikia didelių pranašumų konkrečiais atvejais. Privalumai yra šie:

1. Duomenų perdavimo sparta yra fiksuota ir skirta, nes ryšys užmegztas naudojant specialų fizinį ryšį ar grandines.
2. Kadangi yra numatyti perdavimo maršruto keliai, tai yra geras pasirinkimas nepertraukiamam perdavimui ilgą laiką.
3. Duomenų perdavimo vėlavimas yra nereikšmingas. Jungikliuose nėra laukimo laiko. Taigi, duomenys perduodami be išankstinio perdavimo delsimo. Tai neabejotinai yra teigiamas grandinės perjungimo metodo pranašumas.

Grandinės perjungimo trūkumai

Be privalumų, grandinės perjungimas taip pat turi tam tikrų trūkumų.

1. Nesvarbu, ar ryšio kanalas yra laisvas, ar užimtas, paskirtas kanalas negalėjo būti naudojamas kitiems duomenims perduoti.
2. Tam reikia didesnio pralaidumo, o nepertraukiamas perdavimas leidžia švaistyti pralaidumą, kai yra tylos periodas.
3. Tai labai neefektyvu naudojant sistemos išteklius. Negalime naudoti ištekliaus kitam ryšiui, nes jis paskirstytas visam pokalbiui.
4. Užmegzti fizinius ryšius tarp siuntėjų ir imtuvų užima daug laiko.

Paketų perjungimas

Paketinis perjungimas yra duomenų perdavimo metodas, kai duomenys suskaidomi į nedidelius kintamo ilgio gabalėlius ir tada perduodami į tinklo liniją. Sugedę duomenys yra vadinami paketais. Gavę tuos sugadintus duomenis ar paketus, visi iš naujo surenkami paskirties vietoje ir taip sukuriamas visas failas. Dėl šio metodo duomenys perduodami greitai ir efektyviai. Taikant šį metodą nereikia išankstinio nustatymo ar išteklių rezervavimo, kaip grandinės perjungimo metodo.

Šis metodas naudoja „Store“ ir „Forward“ metodus. Taigi kiekvienas apynys pirmiausia paketą išsaugos ir tada persiųs paketus į kitą pagrindinio kompiuterio paskirties vietą. Kiekviename pakete yra valdymo informacija, šaltinio adresas ir paskirties adresas. Dėl šios priežasties paketai gali naudoti bet kurį maršrutą ar kelius esamame tinkle.

VC pagrįstas paketinis perjungimas

VC pagrįstas paketų perjungimas yra paketų perjungimo būdas, kai tarp siuntėjo ir imtuvo atliekamas loginis kelias arba virtuali grandinės jungtis. VC reiškia virtualią grandinę. Šiuo paketų perjungimo režimu sukuriamas iš anksto nustatytas maršrutas ir visi paketai eis iš anksto nustatytais keliais. Visiems maršrutizatoriams ar jungikliams, susijusiems su loginiu ryšiu, pateikiamas unikalus virtualiosios grandinės ID, leidžiantis unikaliai identifikuoti virtualias jungtis. Ji taip pat turi tą patį trijų fazių protokolą, naudojamą perjungiant grandinę, sąrankos fazę, duomenų perdavimo fazę ir nugriovimo fazę.

Aukščiau pateiktame paveikslėlyje 4 kompiuteriai yra prijungti prie 4 jungiklių tinklo, o duomenų srautas bus pakeistas paketais virtualios grandinės režimu. Kaip matome, jungikliai yra sujungti vienas su kitu ir dalijasi komunikacijos keliu. Dabar virtualioje grandinėje reikia nustatyti iš anksto nustatytą maršrutą. Jei norime perkelti duomenis iš PC1 į PC 4, kelias bus nukreiptas iš SW1 į SW2 į SW3 ir galiausiai į PC4. Šis maršrutas yra iš anksto nustatytas ir visiems SW1, SW2, SW3 suteikiamas unikalus ID duomenų keliams identifikuoti, todėl duomenys yra susieti keliais ir negalėjo pasirinkti kito maršruto.

Datagramų paketų perjungimas

Datagramų perjungimas visiškai skiriasi nuo VC pagrįstos paketų perjungimo technologijos. Perjungiant Datagramą, kelias priklauso nuo duomenų. Paketuose yra visa reikalinga informacija, pvz., Šaltinio adresas, paskirties adresas ir prievado tapatybė ir kt. Taigi, bekontakčiu duomenų perdavimo paketų perjungimo režimu kiekvienas paketas yra traktuojamas atskirai. Jie gali pasirinkti skirtingus maršrutus, o keliavimo sprendimai priimami dinamiškai, kai duomenys perduodami tinklo viduje. Taigi, paskirties vietoje paketus galima gauti be eilės arba bet kokia seka, nėra iš anksto nustatyto maršruto ir garantuotas paketų pristatymas neįmanomas. Norint užtikrinti garantuotą paketų priėmimą, reikia sukonfigūruoti papildomus galinės sistemos protokolus.

Šiuo paketų perjungimo režimu nėra sąrankos, perdavimo ir išardymo fazių.

Vėl aukščiau pateiktame paveikslėlyje yra prijungti 4 kompiuteriai ir mes perkeliame duomenis iš PC1 į PC4. Duomenyse yra du paketai, pažymėti kaip 1 ir 2. Kaip matome, „Datagram“ režime 1 paketas pasirinko SW1- SW4-SW3 kelią, o 2-asis pasirinko SW1- SW5- SW3 kelią ir galiausiai pasiekė PC4. Paketai gali pasirinkti skirtingą kelią, priklausomai nuo vėlavimo laiko ir perkrovos kituose keliuose Datagram paketų perjungimo tinkle.

Paketinio perjungimo privalumai

Paketinis perjungimas suteikia pranašumų prieš grandinės perjungimą. Paketinio perjungimo tinklas yra skirtas įveikti grandinės perjungimo metodo trūkumus.

1. Efektyvus pralaidumo atžvilgiu.
2. Perdavimo vėlavimas yra minimalus
3. Trūkstamus paketus gali nustatyti paskirties vieta.
4. Ekonomiškas įgyvendinimas.
5. Patikima, kai tinkle aptinkamas užimtas kelias arba nuorodos. Paketus galima perduoti kitomis nuorodomis arba naudoti kitą kelią.

Paketinio perjungimo trūkumai

Paketinis perjungimas taip pat turi keletą trūkumų.

1. Paketų perjungimas neatitinka jokio konkretaus nurodymo perduoti paketą po vieną.
2. Didelių duomenų perdavimo metu trūksta paketų.
3. Kiekvienas paketas turi būti užkoduotas eilės numeriais, gavėjo ir siuntėjo adresais bei kita informacija.
4. Maršrutai mazguose yra sudėtingi, nes paketai gali eiti keliais keliais.
5. Kai dėl kokių nors priežasčių įvyksta maršruto pakeitimas, vėluojama gauti paketus.

Skirtumai tarp grandinės perjungimo ir paketinio perjungimo

Mes jau supratome, kokie yra grandinės perjungimo ir paketinio perjungimo skirtumai. Pažiūrėkime lentelės formato skirtumus, kad geriau suprastume-

Skirtumai	Grandinės perjungimas	Paketų perjungimas
Žingsniai Įtraukimas	Perjungiant grandinę, visam pokalbiui reikalinga 3 fazių sąranka. Ryšio nustatymas, duomenų perdavimas, ryšio nutraukimas	Paketinio perjungimo atveju galime perduoti duomenis tiesiogiai.
Paskirties adresas	Visą kelio adresą pateikia šaltinis.	Kiekvienas duomenų paketas žino tik galutinio adreso adresą, maršruto kelias priklauso nuo maršrutizatoriaus sprendimo.
Duomenų apdorojimas	Duomenų apdorojimas atliekamas „Source“ sistemoje.	Duomenų apdorojimas vyksta mazguose ir šaltinių sistemose.
Vienodas vėlavimas tarp duomenų vienetų	Įvyksta vienodas vėlavimas.	Delsimas tarp duomenų vienetų nėra vienodas.
Patikimumas	Grandinių perjungimas yra patikimesnis, palyginti su paketiniu komutavimu	Paketinis perjungimas yra mažiau patikimas, palyginti su grandinių perjungimu.
Išteklių švaistymas	Išteklių švaistymas yra didelis grandinių perjungime.	Resursų švaistymas yra mažesnis pakeičiant paketus.
„Store and Forward“ technika	Jame nenaudojama saugojimo ir persiuntimo technika	Tam naudojama „store“ ir „forward“ technika
Grūstis	Perkrova atsiranda tik prisijungimo metu.	Duomenų perdavimo etape gali kilti ginčų.
Perdavimo duomenys	Šaltinis perduoda duomenis.	Duomenis perduoda šaltinis, maršrutizatoriai.