En oversikt over kretsveksling og pakkeveksling

Hva er å bytte?

I moderne verden er vi koblet til alle, enten via internett eller via en telefonforbindelse. I dette enorme nettverket, når vi ringer, eller når vi får tilgang til et nettsted, blir dataene overført fra det ene nettverket til det andre nettverket. Selv for å få tilgang til en enkel webside, er det tilgang til mange datamaskiner (servere) for å gi deg de ønskede dataene du leter etter. Enten du befinner deg i et lukket nettverk eller i et stort nettverkssegment, er bytte den viktigste mekanismen som utveksler informasjonen mellom forskjellige nettverk eller forskjellige datamaskiner. Bytte er måten som styrer data eller digital informasjon mot nettverket ditt til sluttpunktet.

Anta at du søker etter hvilken som helst type kretsrelatert informasjon på internett eller ser etter et hobbyprosjekt innen elektronikk, eller hvis du åpner circuitdigest.com for å finne en spesifikk artikkel om elektronikk, det er mye databevegelse som skjer bak datanettverket ditt. Disse bevegelsene er styrt av nettverksbryterne som bruker forskjellige koblingsteknikker i forskjellige nettverkskryss.

Ulike typer data bruker forskjellige typer bytteteknikker som har sine egne fordeler og ulemper. Det er tre typer koblingsteknikker tilgjengelig: Circuit Switching, Packet Switching and Message Switching. Krets- og pakkeskift er de mest populære blant disse tre.

Kretsbytte

Kretsveksling er en svitsjemetode der en ende-til-ende-bane opprettes mellom to stasjoner i et nettverk før dataoverføringen startes.

Kretsbryter har tre faser: Kretsetablering, Overføring av data og kobling av krets.

Metoden for kretsveksling har en fast datahastighet, og begge abonnentene trenger å operere med denne faste hastigheten. Kretsbytte er den enkleste metoden for datakommunikasjon der det opprettes dedikerte fysiske forbindelser mellom to individuelle avsendere og mottakere. For å opprette disse dedikerte tilkoblingene kobles et sett med brytere med fysiske lenker.

I bildet nedenfor er tre datamaskiner på venstre side koblet til tre stasjonære PC-er på høyre side med fysiske koblinger, avhengig av de fire kretsbryterne. Hvis kretsbryteren ikke brukes, må de kobles til punkt-til-punkt-tilkoblinger, der mange antall dedikerte linjer kreves, noe som ikke bare vil øke tilkoblingskostnaden, men også øke systemets kompleksitet.

Rutebeslutningen, i tilfelle kretsbytte, tas når rutebanen etableres i nettverket. Etter at den dedikerte rutebanen er etablert, sendes dataene kontinuerlig til mottakerdestinasjonen. Forbindelsen opprettholdes til slutten av samtalen.

Tre faser i kretsbyttekommunikasjon

Start til slutt kommunikasjon i Circuit Switching gjøres ved hjelp av denne formasjonen-

I installasjonsfasen, i kretsbryternettverket, etableres en dedikert ruting eller tilkoblingsbane mellom avsenderen og mottakeren. I denne perioden End to End-adressering, som kildeadressen, må destinasjonsadressen opprette en forbindelse mellom to fysiske enheter. Kretsbryteren skjer i de fysiske lagene.

Dataoverføring skjer bare etter at installasjonsfasen er fullført, og bare når en fysisk, dedikert bane er etablert. Ingen adresseringsmetode er involvert i denne fasen. Bryterne bruker tidsluke (TDM) eller okkupert bånd (FDM) for å dirigere dataene fra avsenderen til mottakeren. En ting må huske på at dataoverføringen er kontinuerlig, og det kan være perioder med stillhet i dataoverføring. Alle interne tilkoblinger er laget i tosidig form.

Ved den siste faseoppkoblingsfasen, når en av abonnentene i nettverket, avsenderen eller mottakeren trenger å koble fra banen, sendes et frakoblingssignal til alle involverte brytere for å frigjøre ressursen og bryte forbindelsen. Denne fasen også kalt som nedbrytningsfase i kretsbrytermetoden.

En kretsbryter oppretter en midlertidig forbindelse mellom en inngangslenk med en utgangslenk. Det er forskjellige typer brytere tilgjengelig med flere innganger og utgangslinjer.

Generelt brukes kretsbryter i telefonlinjer.

Fordeler med kretsbytte

Circuit Switching Method gir store fordeler i spesifikke tilfeller. Fordelene er som følger-

1. Datahastigheten er fast og dedikert fordi forbindelsen opprettes ved hjelp av dedikert fysisk tilkobling eller kretser.
2. Siden det er dedikerte overføringsveier involvert, er det et godt valg for kontinuerlig overføring over lang varighet.
3. Datatransmisjonsforsinkelsen er ubetydelig. Ingen ventetid er involvert i brytere. Så data blir overført uten noen forsinkelse i overføringen. Dette er definitivt en positiv fordel med Circuit Switching-metoden.

Ulemper ved kretsbytte

Annet enn fordelene, har kretsbytte også noen ulemper.

1. Enten kommunikasjonskanalen er ledig eller opptatt, kunne ikke den dedikerte kanalen brukes til annen dataoverføring.
2. Det krever mer båndbredde, og kontinuerlig overføring gir sløsing med båndbredde når det er en stillhetstid.
3. Det er svært ineffektivt når du bruker systemressursen. Vi kan ikke bruke ressursen til annen tilkobling ettersom den er tildelt for hele samtalen.
4. Det tar enorm tid å etablere fysiske forbindelser mellom avsendere og mottakere.

Pakkebytte

Pakkeveksling er en metode for dataoverføring der data blir brutt i små biter av variabel lengde og deretter overført til nettverkslinjen. Ødelagte data kalles pakker. Etter å ha mottatt de ødelagte dataene eller pakkene, blir alle satt sammen igjen på destinasjonen og dermed laget en komplett fil. På grunn av denne metoden blir dataene overført raskt og på en effektiv måte. I denne metoden er det ikke nødvendig med forhåndsoppsett eller ressursreservasjon som kretsbrytermetode.

Denne metoden bruker Store and Forward-teknikker. Så hvert humle vil lagre pakken først og deretter videresende pakkene til neste vertsdestinasjon. Hver pakke inneholder kontrollinformasjon, kildeadresse og destinasjonsadresse. På grunn av dette kan pakkene bruke hvilken som helst rute eller sti i et eksisterende nettverk.

VC-basert pakkeveksling

VC-basert pakkeveksling er en modus for pakkeveksling der en logisk bane eller en virtuell kretsforbindelse gjøres mellom avsender og mottaker. VC står for Virtual Circuit. I denne modusen for pakkeveksling opprettes en forhåndsdefinert rute, og alle pakker vil følge de forhåndsdefinerte banene. Alle rutere eller brytere som er involvert i den logiske forbindelsen får en unik Virtual Circuit ID for å identifisere de virtuelle tilkoblingene. Den også har den samme tre-fase protokoll som brukes i sambandskobling, oppkoplingsfase, Dataoverføring fase og rive ned fase.

I bildet ovenfor er 4 PCer koblet til et 4-bryter nettverk, og datastrømmen vil være pakkebryter i virtuell kretsmodus. Som vi kan se er brytere koblet til hverandre og deler kommunikasjonsstien med hverandre. Nå i den virtuelle kretsen, må en forhåndsdefinert rute etableres. Hvis vi ønsker å overføre data fra PC1 til PC 4, blir banen dirigert fra SW1 til SW2 til SW3 og deretter til PC4. Denne ruten er forhåndsdefinert og All SW1, SW2, SW3 er utstyrt med en unik ID for å identifisere datastiene, slik at dataene er bundet av stiene og ikke kunne velge en annen rute.

Datagrambasert pakkeveksling

Datagram-bytte er helt forskjellig fra VC-basert pakkevekslingsteknologi. I Datagram-bytte er banen avhengig av dataene. Pakkene har all nødvendig informasjon som kildeadresse, destinasjonsadresse og portidentitet osv. Så i forbindelsesløs datagrambasert pakkevekslingsmodus blir hver pakke behandlet uavhengig. De kan velge forskjellige ruter, og rutingsbeslutningene tas dynamisk når data overføres i nettverket. Så på destinasjonen kan pakkene mottas ute av drift eller i hvilken som helst rekkefølge, det er ingen forhåndsdefinert rute, og den garanterte pakkeleveringen er ikke mulig. For å sikre garantert pakkemottak, må ytterligere systemprotokoller konfigureres.

I denne modusen for pakkebytte er det ingen oppsett, overføring og nedrivning er involvert.

Igjen i bildet ovenfor er 4 datamaskiner koblet til og vi overfører data fra PC1 til PC4. Dataene inneholder to pakker merket som 1 og 2. Som vi ser, i Datagram-modus valgte pakke 1 å følge SW1-SW4-SW3-banen, mens Packet 2 valgte rutebanen til SW1-SW5-SW3 og til slutt nådde PC4. Pakkene kan velge forskjellige veier, avhengig av forsinkelsestid og overbelastning på andre baner i Datagram-pakkesvitsjenettverket.

Fordeler med pakkebytte

Pakkebytte gir fordeler i forhold til kretsbryter. Pakkebryternettverk er designet for å overvinne ulempene med Circuit Switching-metoden.

1. Effektiv når det gjelder båndbredde.
2. Sendingsforsinkelse er minimum
3. Manglende pakker kan oppdages av destinasjonen.
4. Kostnadseffektiv implementering.
5. Pålitelig når opptatt sti eller sammenbrudd i koblinger oppdages i nettverket. Pakker kan overføres med andre lenker eller kan bruke en annen bane.

Ulemper med pakkebytte

Pakkebytte møter også få ulemper.

1. Pakkeveksling følger ikke noen bestemt rekkefølge for å overføre pakken en etter en.
2. Manglende pakke forekommer ved stor dataoverføring.
3. Hver pakke må være kodet med sekvensnummer, mottaker- og avsenderadresse og annen informasjon.
4. Ruting er komplisert i nodene, da pakker kan følge flere stier.
5. Når omdirigering skjer av en eller annen grunn, økes forsinkelsen i mottak av pakker.

Forskjeller mellom kretsbryter og pakkeskift

Vi har allerede fått en ide om hva som er forskjellene mellom kretsbytte og pakkesvitsj. La oss se forskjellene i et tabellformat for bedre forståelse-

Forskjeller	Kretsbytte	Pakkebytte
Trinn Involvering	I kretsbytte kreves 3-faset oppsett for total samtale. Opprettelse av tilkobling, dataoverføring, nedbrytning av tilkobling	Når det gjelder pakkeswitching, kan vi foreta dataoverføring direkte.
Ankomstadresse	Hele sti-adressen er oppgitt av kilden.	Hver datapakke kjenner bare den endelige destinasjonsadressen. Ruteveien avhenger av ruterenes beslutning.
Databehandling	Databehandling finner sted på kildesystemet.	Databehandling finner sted på noder og kildesystemer.
Ensartet forsinkelse mellom dataenheter	Uniform Forsinkelse skjer.	Forsinkelsen mellom dataenhetene er ikke ensartet.
Pålitelighet	Circuit Switching er mer pålitelig sammenlignet med Packet Switching	Pakkebytte er mindre pålitelig sammenlignet med kretsbryter.
Ressursavfall	Ressursavfall er høyt i kretsbytte.	Ressursavfall er mindre i pakkebytte.
Lagre og videresend teknikk	Den bruker ikke butikk- og fremoverteknikk	Den bruker butikk- og fremoverteknikk
Opphopning	Overbelastning skjer ved bare tilkobling Etableringstid.	Konkurranse kan forekomme i dataoverføringsfasen.
Overføringsdata	Kilden overfører dataene.	Overføring av data gjøres av kilden, rutere.