En oversigt over kredsløbskobling og pakkeskift

Hvad skifter?

I den moderne verden er vi forbundet med alle, enten via internet eller via en telefonforbindelse. I dette enorme netværk, når der foretages et telefonopkald, eller når vi får adgang til et websted, overføres dataene fra det ene netværk til det andet netværk. Selv for at få adgang til en simpel webside er der adgang til mange computere (servere) for at give dig de ønskede data, du leder efter. Uanset om du er inde i et lukket netværk eller i et stort netværkssegment, er skift den vigtigste mekanisme, der udveksler informationen mellem forskellige netværk eller forskellige computere. Skift er den måde, der dirigerer data eller enhver digital information mod dit netværk indtil slutpunktet.

Antag, at du søger efter en hvilken som helst type kredsløbsrelateret information på internettet eller leder efter et hobbyprojekt inden for elektronik, eller hvis du åbner circuitdigest.com for at finde en bestemt artikel om elektronik, der er masser af dataflytning, der sker bag dit computernetværk. Disse bevægelser styres af netværksafbrydere, der anvender forskellige omskiftningsteknikker i forskellige netværksforbindelser.

Forskellige typer data bruger forskellige typer skifteteknikker, der har deres egne fordele og ulemper. Der er tre typer skifteteknikker til rådighed: Circuit Switching, Packet Switching og Message Switching. Kredsløb og pakkeskift er de mest populære blandt disse tre.

Skift af kredsløb

Kredsløbskift er en koblingsmetode, hvor der oprettes en ende-til-ende-sti mellem to stationer i et netværk, inden dataoverførslen påbegyndes.

Circuit switch har tre faser: Circuit etablering, Overførsel af data og afbrydelse af kredsløb.

Metode til kredsløbskobling har en fast datahastighed, og begge abonnenter skal bruge denne faste hastighed. Kredsløbskift er den enkleste metode til datakommunikation, hvor der oprettes dedikerede fysiske forbindelser mellem to individuelle afsendere og modtager. For at oprette disse dedikerede forbindelser er et sæt switches forbundet med fysiske links.

I nedenstående billede er tre computere på venstre side forbundet med tre desktops-pc'er på højre side med fysiske links, afhængigt af de fire kredsløbsomskiftere. Hvis kredsløbskoblingen ikke bruges, skal de forbindes med punkt-til-punkt-forbindelser, hvor der kræves mange antal dedikerede linjer, hvilket ikke kun øger forbindelsesomkostningerne, men også øger systemets kompleksitet.

Routingbeslutningen, i tilfælde af kredsløbskift, træffes, når routingstien etableres i netværket. Efter at den dedikerede rutesti er etableret, sendes dataene kontinuerligt til modtagerens destination. Forbindelsen opretholdes indtil slutningen af ​​samtalen.

Tre faser i kredsløbskoblingskommunikation

Start til slut kommunikation i Circuit Switching sker ved hjælp af denne formation-

Under installationsfasen etableres i kredsløbskoblingsnetværket en dedikeret routing eller forbindelsessti mellem afsenderen og modtageren. I denne periode skal adressering fra ende til slut, ligesom kildeadressen, destinationsadressen skabe en forbindelse mellem to fysiske enheder. Kredsløbskiftet sker i de fysiske lag.

Dataoverførsel sker kun, når installationsfasen er afsluttet, og kun når en fysisk, dedikeret sti er etableret. Ingen adresseringsmetode er involveret i denne fase. Omskifterne bruger tidsslot (TDM) eller det besatte bånd (FDM) til at dirigere dataene fra afsenderen til modtageren. En ting skal huske på, at dataoverførslen er kontinuerlig, og der kan være perioder med stilhed i dataoverførslen. Alle interne forbindelser foretages i duplex-form.

Ved den sidste faseafbrydelsesfase, når en af ​​abonnenterne i netværket, afsenderen eller modtageren skal afbryde stien, sendes et afbrydelsessignal til alle involverede kontakter for at frigøre ressourcen og afbryde forbindelsen. Denne fase kaldes også nedrivningsfase i kredsløbskiftemetode.

En kredsløbskontakt opretter en midlertidig forbindelse mellem et inputlink med et outputlink. Der findes forskellige typer kontakter med flere indgange og udgangslinjer.

Generelt bruges kredsløbskobling i telefonlinjer.

Fordele ved kredsløbskobling

Circuit Switching Method giver store fordele i specifikke tilfælde. Fordelene er som følger -

1. Datahastigheden er fast og dedikeret, fordi forbindelsen oprettes ved hjælp af dedikeret fysisk forbindelse eller kredsløb.
2. Da der er dedikerede transmissionsruteveje involveret, er det et godt valg til kontinuerlig transmission over en lang varighed.
3. Datatransmissionsforsinkelsen er ubetydelig. Ingen ventetid er involveret i afbrydere. Så dataene transmitteres uden forudgående forsinkelse i transmissionen. Dette er bestemt en positiv fordel ved Circuit Switching-metoden.

Ulemper ved kredsløbskift

Bortset fra fordelene har kredsløbskift også nogle ulemper.

1. Uanset om kommunikationskanalen er ledig eller optaget, kunne den dedikerede kanal ikke bruges til anden datatransmission.
2. Det kræver mere båndbredde, og kontinuerlig transmission giver spild af båndbredde, når der er en stilhedsperiode.
3. Det er meget ineffektivt, når man bruger systemressourcen. Vi kan ikke bruge ressourcen til anden forbindelse, da den er allokeret til hele samtalen.
4. Det tager enorm tid at etablere fysiske forbindelser mellem afsendere og modtagere.

Pakkeskift

Pakkeskift er en metode til dataoverførsel, hvor dataene opdeles i små stykker af variable længder og derefter transmitteres til netværkslinjen. Brudte stykker data kaldes pakker. Efter at have modtaget disse ødelagte data eller pakker, samles alle igen på destinationen og danner således en komplet fil. På grund af denne metode overføres dataene hurtigt og på en effektiv måde. I denne metode kræves ingen forudindstilling eller ressourcereservation som kredsløbsskiftemetode.

Denne metode bruger Store og Frem teknikker. Så hvert hop gemmer pakken først og videresender derefter pakkerne til den næste værtsdestination. Hver pakke indeholder kontrolinformation, kildeadresse og destinationsadresse. På grund af denne kan pakker bruge enhver rute eller stier i et eksisterende netværk.

VC-baseret pakkeskift

VC-baseret pakkeomskiftning er en tilstand til pakkeomskiftning, hvor en logisk sti eller et virtuelt kredsløb forbindes mellem afsender og modtager. VC står for Virtual Circuit. I denne tilstand af pakkeskiftoperation oprettes en foruddefineret rute, og alle pakker følger de foruddefinerede stier. Alle routere eller switche, der er involveret i den logiske forbindelse, får et unikt Virtual Circuit ID til entydigt at identificere de virtuelle forbindelser. Det også har den samme trefaset protokol, der bruges i kredsløbskobling, Setup Phase, Dataoverførsel fase og Tear ned fase.

I ovenstående billede er 4 pc'er forbundet med et 4-switch-netværk, og datastrømmen skifter til pakke i virtuel kredsløbstilstand. Som vi kan se, er kontakter forbundet med hinanden og deler kommunikationsstien med hinanden. Nu i det virtuelle kredsløb skal der etableres en foruddefineret rute. Hvis vi ønsker at overføre data fra PC1 til PC 4, dirigeres stien fra SW1 til SW2 til SW3 og derefter til PC4. Denne rute er foruddefineret, og alle SW1, SW2, SW3 er forsynet med et unikt ID til at identificere datastierne, så dataene er bundet af stierne og kunne ikke vælge en anden rute.

Datagrambaseret pakkeskift

Datagramskift er helt forskellig fra VC-baseret pakkeomskiftningsteknologi. I Datagram-skift afhænger stien af ​​dataene. Pakkerne har alle de nødvendige oplysninger som kilde-adresse, destinationsadresse og havneidentitet osv. Så i forbindelsesløs datagrambaseret pakkeskiftemodus behandles hver pakke uafhængigt. De kan vælge forskellige ruter, og routingbeslutningerne træffes dynamisk, når data transmitteres inde i netværket. Så på destinationen kan pakkerne modtages ude af rækkefølge eller i enhver rækkefølge, der er ingen foruddefineret rute, og den garanterede pakkelevering er ikke mulig. For at sikre garanteret pakkemodtagelse skal der konfigureres yderligere slutsystemprotokoller.

I denne tilstand af pakkeomskiftning er der ingen opsætning, transmission og nedrivning er involveret.

Igen i ovenstående billede er 4 computere forbundet, og vi overfører data fra PC1 til PC4. Dataene indeholder to pakker mærket som 1 og 2. Som vi kan se, i Datagram-tilstand, valgte pakke 1 at følge SW1-SW4-SW3-stien, mens Packet 2 valgte stien til SW1-SW5-SW3 og endelig nåede PC4. Pakkerne kan vælge forskellige stier afhængigt af forsinkelsestid og overbelastning på andre stier i Datagram-pakkeomskiftningsnetværk.

Fordele ved pakkeskift

Pakkeskift giver fordele i forhold til kredsløbskift. Pakkeomskiftningsnetværk er designet til at overvinde ulemperne ved Circuit Switching-metoden.

1. Effektiv med hensyn til båndbredde.
2. Transmissionsforsinkelse er minimum
3. Manglende pakker kan detekteres af destinationen.
4. Omkostningseffektiv implementering.
5. Pålidelig, når optaget sti eller sammenbrud i links registreres i netværket. Pakker kan overføres af andre links eller kan bruge en anden sti.

Ulemper ved pakkeskift

Pakkeskift møder også få ulemper.

1. Pakkeskift følger ikke nogen bestemt rækkefølge for at sende pakken en efter en.
2. Manglende pakke forekommer i stor datatransmission.
3. Hver pakke skal være kodet med sekvensnumre, modtager- og afsenderadresse og anden information.
4. Routing er kompleks i noderne, da pakker kan følge flere stier.
5. Når omdirigering af en eller anden grund sker, øges forsinkelsen i modtagelsen af ​​pakkerne.

Forskelle mellem kredsløbskobling og pakkeskift

Vi har allerede fået en idé om, hvad der er forskellene mellem kredsløbskobling og pakkeskift. Lad os se forskellene i et tabelformat for bedre forståelse-

Forskelle	Skift af kredsløb	Pakkeskift
Trin involvering	I kredsløbskobling kræves 3-faset opsætning for total samtale. Forbindelsesetablering, dataoverførsel, nedbrydning af forbindelse	I tilfælde af pakkeskift kan vi foretage dataoverførsel direkte.
Destinationsadresse	Hele sti-adressen leveres af kilden.	Hver datapakke kender kun den endelige destinationsadresse, routingstien afhænger af routers beslutning.
Databehandling	Databehandling finder sted på kildesystemet.	Databehandling finder sted på noder og kildesystemer.
Ensartet forsinkelse mellem dataenheder	Ensartet forsinkelse sker.	Forsinkelsen mellem dataenheder er ikke ensartet.
Pålidelighed	Circuit Switching er mere pålidelig sammenlignet med Packet Switching	Packet Switching er mindre pålidelig sammenlignet med Circuit Switching.
Ressource spild	Ressourceaffald er højt i kredsløbskift.	Ressourcespild er mindre i pakkeskift.
Opbevar og fremad teknik	Det bruger ikke butik og forward-teknik	Det bruger butik og fremad teknik
Overbelastning	Overbelastning sker ved kun forbindelse Etableringstid.	Konkurrence kan forekomme i dataoverførselsfasen.
Transmissionsdata	Kilden foretager transmission af dataene.	Overførsel af data udføres af kilden, routere.