Chúng ta đang sống trong thời đại mà mọi quy trình đều nhanh chóng và phản hồi nhanh. Chuyển mạch gói là một trong những công nghệ như vậy được sử dụng ngày nay trên các mạng dữ liệu như Internet , LAN, WAN. Sự phát triển của Giao thức thoại qua Internet (VoIP), cho phép chuyển mạch gói để dễ dàng truyền dữ liệu và lưu lượng thoại. Điều này cho phép các doanh nghiệp trải nghiệm những lợi ích to lớn về chi phí, hiệu quả và khả năng mở rộng. Điều này chuyển đổi đề cập đến việc định tuyến và truyền dữ liệu một cách hiệu quả thông qua kênh / mạng với độ trễ tối thiểu. Kênh được cung cấp cho các mục đích khác sau khi hoàn tất quá trình truyền.
Chuyển mạch gói là gì?
Định nghĩa: Chuyển mạch gói đề cập đến một tập hợp các giao thức sử dụng cách tiếp cận chuyển mạch mạng ít kết nối để truyền các gói tin. Trong quá trình chuyển mạch này, các thông điệp được chia nhỏ và được nhóm lại thành các đơn vị nhỏ gọi là gói tin. Các gói này được truyền riêng lẻ qua một mạng kỹ thuật số để đến đích của nó. Các gói không cần phải đi theo cùng một tuyến đường để đến đích. Khi tất cả các gói đến đích theo một thứ tự khác, thông điệp gốc sẽ được chính đích đó biên dịch lại. Sơ đồ chuyển mạch gói được trình bày dưới đây.
Trong quá trình chuyển đổi này, các gói tin có hai phần - phần đầu và phần tải. Thông tin trong tiêu đề cho phép phần cứng mạng / nút trung gian đảm bảo rằng các gói được hướng đến đích của nó, trong khi dữ liệu xác định được mang bởi trọng tải.
Mỗi gói có địa chỉ nguồn và địa chỉ đích để di chuyển độc lập qua mạng với tốc độ bit thay đổi. Các gói được chuyển tiếp không đồng bộ bởi trung gian điểm giao vì tắc nghẽn, xếp hàng, v.v., và do đó đi theo các tuyến đường khác nhau. Các gói này đến đích theo một thứ tự khác và đích đảm bảo tập hợp lại dữ liệu của cùng một tệp.
Thông báo bao gồm bốn gói - A, B, C và D. Mỗi gói bao gồm địa chỉ nguồn và đích và đi theo nhiều hơn một tuyến đường để đến đích từ nguồn như thể hiện trong hình bên dưới.
chuyển mạch gói
Các phương thức chuyển gói
Chuyển mạch gói được phân thành hai loại chính. Họ đang:
Chuyển mạch gói hướng kết nối
Đây còn được gọi là chuyển mạch kênh ảo, đòi hỏi giai đoạn thiết lập hoặc kết nối ảo để thiết lập đường dẫn trước khi truyền. Với giao thức báo hiệu, một đường dẫn xác định trước được thiết lập để cho phép người gửi, người nhận và tất cả các gói tin của cùng một thông điệp đi theo đường dẫn này. Thiết bị chuyển mạch / bộ định tuyến cung cấp ảo ID mạch để nhận dạng kết nối ảo. Dữ liệu trong kiểu chuyển mạch này được chia thành các đơn vị nhỏ. Một số thứ tự được thêm vào các đơn vị nhỏ này. Trong quá trình này, ba giai đoạn được mô tả. Chúng được thiết lập, truyền dữ liệu và giai đoạn chia nhỏ.
Chuyển mạch gói theo hướng kết nối
Trong giai đoạn thiết lập, thông tin địa chỉ chỉ được chuyển đến mỗi nút. Ngay sau khi tìm thấy đường đến đích, một mục được thêm vào bảng chuyển mạch của mỗi nút trung gian.
Trong giai đoạn truyền dữ liệu, tiêu đề gói có thể chứa thông tin như độ dài, dấu thời gian và số thứ tự. Thông tin này có thể khác nhau đối với các gói khác nhau.
Một trong những ứng dụng nổi bật của chuyển mạch gói hướng kết nối là trong mạng WAN chuyển mạch. Các giao thức như X.25, Frame-Relay, ATM (chế độ truyền không đồng bộ) và chuyển mạch nhãn đa giao thức sử dụng kiểu tiếp cận chuyển mạch này.
Chuyển đổi gói không kết nối
Chuyển mạch kiểu không kết nối được gọi phổ biến là chuyển mạch datagram. Ở đây, mỗi gói tin bao gồm địa chỉ nguồn và địa chỉ đích, địa chỉ cổng và các thông tin cần thiết khác. Đôi khi, các gói được gắn nhãn bằng số thứ tự.
Trong chuyển mạch gói datagram, các gói truyền đi một cách độc lập và theo các lộ trình khác nhau và do đó các gói đến đích có thể được phân phối không theo thứ tự. Khi các gói đến đích ở định dạng không có thứ tự, thông điệp gốc sẽ được lấy ra dựa trên số thứ tự của các gói.
Việc phân phối gói tin đáng tin cậy trong chuyển mạch không kết nối không được đảm bảo. Vì vậy, việc cung cấp các hệ thống end-to-end với các giao thức bổ sung là cần thiết.
Chuyển mạch gói không kết nối
Sự chậm trễ trong chuyển đổi gói
Bốn loại chậm trễ trong việc chuyển đổi này là:
Truyền chậm trễ
Nó chỉ đơn giản đề cập đến thời gian cần thiết để gửi tất cả các gói tin, hoặc, thời gian được thực hiện để hấp thụ tất cả các bit dữ liệu vào phương tiện truyền thông. Quá trình lây truyền độ trễ phụ thuộc vào độ dài của gói và băng thông của mạng.
Độ trễ truyền = kích thước dữ liệu / băng thông = (L / B) giây
Trễ truyền tin
Trễ lan truyền đề cập đến thời gian thực hiện của các bit để di chuyển từ nguồn đến đích qua liên kết. Khoảng cách và tốc độ lan truyền là các yếu tố ảnh hưởng đến độ trễ lan truyền.
Trễ lan truyền = khoảng cách / tốc độ truyền = d / s
Xếp hàng trễ
Sự chậm trễ xếp hàng xảy ra do bản chất của lưu lượng trong mạng. Do đó, nó đề cập đến thời gian chờ đợi trong một hàng đợi cho đến khi nó được thực thi và được định nghĩa như sau:
Độ trễ xếp hàng trung bình = (N-1) L / (2 * R)
Trong đó ‘N’ là không. gói tin
‘L’ là kích thước của gói tin
‘R’ là băng thông
Xử lý chậm trễ
Nó đề cập đến thời gian cần thiết để xử lý một gói tin. Độ trễ xử lý cũng đề cập đến thời gian cần thiết để kiểm tra lỗi bit, xác định liên kết đầu ra, v.v.
Tổng thời gian hoặc Thời gian kết thúc = Trễ truyền + Trễ truyền + Trễ xếp hàng + Trễ xử lý
Ưu điểm của chuyển mạch gói qua chuyển mạch
Việc chuyển đổi này mang lại nhiều lợi ích khác nhau so với chuyển mạch kênh và chúng được liệt kê dưới đây:
- Nó cung cấp dữ liệu đến đích bằng cách tìm đường dẫn riêng của chúng, chuyển mạch có một kênh chuyên dụng và được xác định trước.
- Nó có độ tin cậy cao vì các gói bị thiếu được phát hiện bởi chuyển mạch kênh đích không có tùy chọn này.
- Nó sử dụng băng thông ít hơn vì các gói được định tuyến nhanh chóng tới kênh chuyển mạch đích nên có băng thông chuyên dụng.
- Kênh trong chuyển mạch này có sẵn cho các đường truyền khác ngay sau khi các gói được định tuyến, chuyển mạch kênh chiếm kênh cho đến khi hoàn tất giao tiếp thoại
- Nó tiết kiệm chi phí và dễ dàng thực hiện chuyển mạch kênh
Nhược điểm của chuyển mạch gói qua chuyển mạch
Mặc dù mang lại nhiều lợi ích khác nhau, việc chuyển đổi này cũng mang lại những nhược điểm, được liệt kê dưới đây:
- Do chuyển động của các gói không đồng bộ trong quá trình chuyển mạch này, nó có thể không phù hợp trong các ứng dụng giao tiếp như cuộc gọi thoại trong khi chuyển mạch kênh rất thích hợp cho các cuộc gọi thoại
- Các gói không di chuyển theo cách có tổ chức, số thứ tự phải được cung cấp để xác định từng chuyển mạch gói, ưu tiên cao nhất cho kênh để mang lại trải nghiệm tốt nhất cho người dùng
- Trong chuyển mạch này, độ phức tạp cao ở mỗi nút vì các gói được định tuyến qua nhiều đường để đến đích, dẫn đến mất dữ liệu hoặc chậm trễ trong việc phân phối các gói. Chuyển mạch kênh đảm bảo không bị mất dữ liệu
- Việc chuyển mạch này cần các giao thức bổ sung và an toàn để bảo vệ dữ liệu, dẫn đến chi phí thực hiện tăng lên đáng kể. Chuyển mạch kênh có một kênh dành riêng cho một dịch vụ và một tuyến riêng lẻ.
Câu hỏi thường gặp
1). Chuyển mạch gói dữ liệu là gì?
Chuyển mạch gói dữ liệu là một cách tiếp cận được sử dụng để truyền dữ liệu qua mạng dưới dạng các gói. Dữ liệu được chia thành các đơn vị nhỏ có độ dài thay đổi được gọi là các gói. Mỗi gói dữ liệu trong đó sẽ di chuyển cùng với mạng ..
2). Ai phát minh ra chuyển mạch gói?
Nhà khoa học người Mỹ ‘Paul Baran’ đã khám phá ra khái niệm chuyển mạch gói vào năm 1960. Năm 1965, Donald Davies đã phát triển một khái niệm định tuyến tương tự và đặt tên cho nó là chuyển mạch gói.
3). Các kỹ thuật chuyển mạch là gì?
Có ba loại kỹ thuật chuyển mạch - Chuyển mạch gói, Chuyển mạch kênh và Chuyển mạch bản tin.
4). Ý bạn là gì khi chuyển đổi?
Chuyển mạch là một loại kỹ thuật mà thông qua đó các nút có thể kiểm soát hoặc chuyển đổi dữ liệu để đảm bảo rằng nó được truyền giữa các điểm nhất định trên mạng.
5). Chuyển mạch gói không kết nối là gì?
Chuyển mạch gói không kết nối được gọi phổ biến là chuyển mạch gói dữ liệu. Ở đây, thông báo được chia nhỏ và chia thành các gói. Mỗi gói có địa chỉ nguồn và địa chỉ đích để di chuyển độc lập qua mạng. Các gói được chuyển tiếp không đồng bộ bởi các nút trung gian vì tắc nghẽn, xếp hàng, v.v. và do đó đi theo các tuyến đường khác nhau. Các gói này đến đích theo một thứ tự khác và đích đảm bảo tập hợp lại dữ liệu của cùng một tệp.
Như vậy, trong bài này, chúng ta đã thảo luận về khái niệm chuyển mạch gói. Cả hai kỹ thuật chuyển mạch gói với nhiều ưu điểm và nhược điểm khác nhau được thảo luận cho phép người đọc hiểu được công nghệ nào sẽ là công nghệ tốt nhất được sử dụng để giao tiếp liên tục và hiệu quả. Một ví dụ đơn giản của chuyển mạch gói hiện đại là email và các trang web sử dụng WAN và dịch vụ điện thoại thông thường được coi là một ví dụ về công nghệ chuyển mạch kênh.
