การสลับแพ็กเก็ตคืออะไร: โหมดและความล่าช้า

เราอยู่ในยุคที่ทุกกระบวนการรวดเร็วและตอบสนอง การสลับแพ็กเก็ตเป็นเทคโนโลยีหนึ่งที่ใช้ในเครือข่ายข้อมูลเช่น อินเทอร์เน็ต , LAN, WAN. การพัฒนา Voice over Internet Protocol (VoIP) เปิดใช้งานการสลับแพ็กเก็ตเพื่อส่งข้อมูลและการรับส่งข้อมูลด้วยเสียงได้อย่างง่ายดาย สิ่งนี้ทำให้ธุรกิจได้รับประโยชน์มหาศาลทั้งในด้านต้นทุนประสิทธิภาพและความสามารถในการขยายขนาด นี้ การสลับ หมายถึงการกำหนดเส้นทางและการส่งข้อมูลอย่างมีประสิทธิภาพผ่านช่องทาง / เครือข่ายโดยมีเวลาแฝงน้อยที่สุด ช่องนี้มีไว้เพื่อวัตถุประสงค์อื่นเมื่อเสร็จสิ้นการส่งสัญญาณ

Packet Switching คืออะไร?

คำจำกัดความ: การสลับแพ็กเก็ตหมายถึงชุดของโปรโตคอลที่ใช้วิธีการสลับเครือข่ายแบบไม่ต้องเชื่อมต่อเพื่อส่งแพ็กเก็ต ในการสลับนี้ข้อความจะแตกและจัดกลุ่มเป็นหน่วยเล็ก ๆ ที่เรียกว่าแพ็กเก็ต แพ็กเก็ตเหล่านี้จะถูกส่งแยกกันผ่านเครือข่ายดิจิทัลเพื่อไปยังปลายทาง แพ็กเก็ตไม่จำเป็นต้องไปตามเส้นทางเดียวกันเพื่อไปยังจุดหมายปลายทาง เมื่อแพ็กเก็ตทั้งหมดมาถึงปลายทางในลำดับที่แตกต่างกันข้อความต้นฉบับจะถูกคอมไพล์ใหม่โดยปลายทางเอง แผนภาพการสลับแพ็กเก็ตแสดงอยู่ด้านล่าง

ในการสลับนี้แพ็คเก็ตมีสองส่วนคือส่วนหัวและส่วนของข้อมูล ข้อมูลในส่วนหัวช่วยให้ฮาร์ดแวร์เครือข่าย / โหนดระดับกลางตรวจสอบให้แน่ใจว่าแพ็กเก็ตถูกส่งไปยังปลายทางในขณะที่ข้อมูลที่แน่นอนจะดำเนินการโดย payload

แต่ละแพ็กเก็ตมีที่อยู่ต้นทางและปลายทางเพื่อเดินทางอย่างอิสระผ่านเครือข่ายที่มีบิตเรตตัวแปร แพ็กเก็ตจะถูกส่งต่อแบบอะซิงโครนัสโดยตัวกลาง โหนด เนื่องจากความแออัดการเข้าคิวและอื่น ๆ จึงไปตามเส้นทางที่แตกต่างกัน แพ็กเก็ตเหล่านี้มาถึงปลายทางในลำดับที่แตกต่างกันและปลายทางจะทำให้มั่นใจได้ว่าจะรวบรวมข้อมูลของไฟล์เดียวกันอีกครั้ง

ข้อความประกอบด้วยสี่แพ็กเก็ต - A, B, C และ D แต่ละแพ็กเก็ตประกอบด้วยต้นทางและแอดเดรสปลายทางและติดตามมากกว่าหนึ่งเส้นทางเพื่อไปยังปลายทางจากต้นทางดังแสดงในรูปด้านล่าง

การสลับแพ็คเก็ต

โหมดการสลับแพ็กเก็ต

การสลับแพ็กเก็ตแบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก พวกเขาคือ:

Connection-oriented Packet Switching

สิ่งนี้เรียกอีกอย่างว่าการสลับวงจรเสมือนซึ่งต้องใช้เฟสการตั้งค่าหรือการเชื่อมต่อเสมือนเพื่อสร้างเส้นทางก่อนส่ง ด้วยโปรโตคอลการส่งสัญญาณเส้นทางที่กำหนดไว้ล่วงหน้าจะถูกตั้งค่าเพื่อให้ผู้ส่งผู้รับและแพ็กเก็ตทั้งหมดของข้อความเดียวกันไปตามเส้นทางนี้ สวิตช์ / เราเตอร์ให้ เสมือน ID วงจรเพื่อรับรู้การเชื่อมต่อเสมือน ข้อมูลในการสลับประเภทนี้จะแยกออกเป็นหน่วยย่อย ๆ หมายเลขลำดับจะถูกเพิ่มเข้าไปในหน่วยเล็ก ๆ เหล่านี้ ในกระบวนการนี้จะอธิบายถึงสามขั้นตอน มีการตั้งค่าการถ่ายโอนข้อมูลและขั้นตอนการฉีกขาด

การเชื่อมต่อที่มุ่งเน้นการสลับแพ็คเก็ต

ในขั้นตอนการตั้งค่าข้อมูลที่อยู่จะถูกโอนไปยังแต่ละโหนดเท่านั้น ทันทีที่พบเส้นทางไปยังปลายทางรายการจะถูกเพิ่มลงในตารางการสลับของแต่ละโหนดระดับกลาง

ในขั้นตอนการถ่ายโอนข้อมูลส่วนหัวของแพ็กเก็ตอาจมีข้อมูลเช่นความยาวการประทับเวลาและหมายเลขลำดับ ข้อมูลนี้อาจแตกต่างกันสำหรับแพ็กเก็ตต่างๆ

หนึ่งในแอพพลิเคชั่นที่โดดเด่นของการสลับแพ็กเก็ตที่เน้นการเชื่อมต่ออยู่ใน WAN ที่เปลี่ยน โปรโตคอลเช่น X.25, Frame-Relay, ATM (โหมดการถ่ายโอนแบบอะซิงโครนัส) และการสลับฉลากหลายโปรโตคอลใช้วิธีการสลับประเภทนี้

การสลับแพ็กเก็ตแบบไม่มีการเชื่อมต่อ

Connectionless type Switching นิยมเรียกว่าการสลับดาต้าแกรม ที่นี่แต่ละแพ็คเก็ตประกอบด้วยที่อยู่ต้นทางและปลายทางและที่อยู่พอร์ตและข้อมูลที่จำเป็นอื่น ๆ บางครั้งแพ็คเก็ตจะมีหมายเลขลำดับกำกับไว้

ในการสลับแพ็กเก็ตดาตาแกรมแพ็กเก็ตจะเคลื่อนที่อย่างอิสระและในเส้นทางที่แตกต่างกันดังนั้นแพ็กเก็ตที่มาถึงปลายทางอาจเป็นการจัดส่งที่ไม่ตรงตามคำสั่ง เมื่อแพ็กเก็ตมาถึงปลายทางในรูปแบบที่ไม่มีการเรียงลำดับข้อความต้นฉบับจะถูกเรียกคืนตามหมายเลขลำดับของแพ็กเก็ต

ไม่รับประกันการส่งแพ็กเก็ตที่เชื่อถือได้ในการสลับแบบไม่เชื่อมต่อ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีระบบ end-to-end ที่มีโปรโตคอลเพิ่มเติม

Connectionless-packet-switching

ความล่าช้าในการสลับแพ็กเก็ต

ความล่าช้าสี่ประเภทในการเปลี่ยนนี้คือ:

ความล่าช้าในการส่ง

มันหมายถึงเวลาที่ใช้ในการส่งแพ็กเก็ตทั้งหมดหรือใช้เวลาในการดูดซับบิตข้อมูลทั้งหมดไปยังสื่อการสื่อสาร การแพร่เชื้อ ความล่าช้าขึ้นอยู่กับความยาวของแพ็คเก็ตและแบนด์วิดท์ของเครือข่าย

ความล่าช้าในการส่ง = ขนาดข้อมูล / แบนด์วิดท์ = (L / B) วินาที

ความล่าช้าในการขยายพันธุ์

ความล่าช้าในการแพร่กระจายหมายถึงเวลาที่บิตใช้ในการเดินทางจากต้นทางไปยังปลายทางผ่านลิงก์ ระยะทางและความเร็วในการแพร่กระจายเป็นปัจจัยที่ส่งผลต่อความล่าช้าในการแพร่กระจาย

ความล่าช้าในการขยายพันธุ์ = ระยะทาง / ความเร็วในการส่ง = d / s

การเข้าคิวล่าช้า

ความล่าช้าในการเข้าคิวเกิดขึ้นเนื่องจากลักษณะของการรับส่งข้อมูลในเครือข่าย ดังนั้นจึงหมายถึงเวลาที่ใช้ในการรอคิวจนกว่าจะได้รับการดำเนินการและกำหนดไว้ดังนี้ -

ความล่าช้าในการเข้าคิวเฉลี่ย = (N-1) L / (2 * R)

โดยที่ 'N' คือหมายเลข จำนวนแพ็คเก็ต

'L' คือขนาดของแพ็คเก็ต

'R' คือแบนด์วิดท์

ความล่าช้าในการประมวลผล

หมายถึงเวลาที่ใช้ในการประมวลผลแพ็กเก็ต ความล่าช้าในการประมวลผลยังหมายถึงเวลาที่ต้องใช้ในการตรวจสอบข้อผิดพลาดของบิตกำหนดลิงค์เอาต์พุตเป็นต้น

เวลาทั้งหมดหรือเวลาตั้งแต่ต้นจนจบ = ความล่าช้าในการส่ง + ความล่าช้าในการขยายพันธุ์ + ความล่าช้าในการรอคิว + ความล่าช้าในการประมวลผล

ข้อดีของ Packet Switching Over Circuit Switching

การสลับนี้ให้ประโยชน์มากมายเมื่อเทียบกับการสลับวงจรและมีการระบุไว้ด้านล่าง:

• ส่งข้อมูลไปยังปลายทางโดยการค้นหาการสลับวงจรเส้นทางของตนเองมีช่องสัญญาณเฉพาะและกำหนดไว้ล่วงหน้า
• มีความน่าเชื่อถือสูงเนื่องจากตรวจพบแพ็กเก็ตที่ขาดหายไปโดยการสลับวงจรปลายทางไม่มีตัวเลือกนี้
• ใช้แบนด์วิดท์น้อยกว่าเนื่องจากแพ็กเก็ตถูกส่งไปยังการสลับวงจรปลายทางอย่างรวดเร็วควรมีแบนด์วิดท์เฉพาะ
• ช่องสัญญาณในการสลับนี้พร้อมใช้งานสำหรับการส่งสัญญาณอื่น ๆ ทันทีที่แพ็คเก็ตถูกกำหนดเส้นทางการสลับวงจรครอบครองช่องสัญญาณจนกว่าการสื่อสารด้วยเสียงจะเสร็จสิ้น
• มันคุ้มค่าและง่ายต่อการใช้การสลับวงจรมีราคาแพง

ข้อเสียของการสลับแพ็กเก็ตมากกว่าการสลับวงจร

แม้จะมีประโยชน์มากมาย แต่การเปลี่ยนนี้ก็มีข้อเสียเช่นกันซึ่งแสดงไว้ด้านล่าง:

• เนื่องจากการเคลื่อนที่ของแพ็กเก็ตไม่ได้เป็นแบบซิงโครนัสในการสลับนี้จึงอาจไม่เหมาะสมในแอปพลิเคชันการสื่อสารเช่นการโทรด้วยเสียงในขณะที่การสลับวงจรเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการโทร
• แพ็คเก็ตไม่เคลื่อนไหวอย่างเป็นระเบียบควรระบุหมายเลขลำดับเพื่อระบุการสลับวงจรแพ็กเก็ตแต่ละครั้งจะให้ความสำคัญสูงสุดสำหรับช่องเพื่อมอบประสบการณ์ที่ดีที่สุดให้กับผู้ใช้
• ในการสลับนี้ความซับซ้อนจะสูงในแต่ละโหนดเนื่องจากแพ็กเก็ตถูกกำหนดเส้นทางผ่านหลายเส้นทางเพื่อไปยังปลายทางซึ่งนำไปสู่การสูญเสียข้อมูลหรือความล่าช้าในการส่งมอบการสลับวงจรแพ็กเก็ตทำให้แน่ใจว่าไม่มีข้อมูลสูญหาย
• การสลับนี้ต้องการโปรโตคอลเพิ่มเติมและปลอดภัยเพื่อปกป้องข้อมูลซึ่งนำไปสู่การเพิ่มขึ้นอย่างมากในการดำเนินการวงจรต้นทุนการสลับมีช่องสัญญาณเฉพาะสำหรับบริการเดียวและเส้นทางเดียว

คำถามที่พบบ่อย

1). การสลับแพ็กเก็ตข้อมูลคืออะไร?

การสลับแพ็กเก็ตข้อมูลเป็นวิธีการที่ใช้ในการถ่ายโอนข้อมูลผ่านเครือข่ายในรูปแบบของแพ็กเก็ต ข้อมูลถูกแบ่งออกเป็นหน่วยเล็ก ๆ ที่มีความยาวผันแปรที่เรียกว่าแพ็กเก็ต แต่ละแพ็กเก็ตที่มีข้อมูลจะเดินทางไปพร้อมกับเครือข่าย ..

2). ใครเป็นผู้คิดค้นการสลับแพ็กเก็ต

นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันชื่อ ‘Paul Baran’ ได้สำรวจแนวคิดของการสลับแพ็กเก็ตในปี 1960 ในปี 1965 โดนัลด์เดวีส์ได้พัฒนาแนวคิดการกำหนดเส้นทางที่คล้ายกันและตั้งชื่อมันว่าการสลับแพ็กเก็ต

3). เทคนิคการสลับมีอะไรบ้าง?

เทคนิคการสลับมีสามประเภท ได้แก่ การสลับแพ็คเก็ตการสลับวงจรและการสลับข้อความ

4). คุณหมายถึงอะไรโดยการสลับ?

การสลับเป็นเทคนิคประเภทหนึ่งที่โหนดสามารถควบคุมหรือสลับข้อมูลเพื่อให้แน่ใจว่ามีการส่งระหว่างจุดที่กำหนดบนเครือข่าย

5). การสลับแพ็กเก็ตแบบไม่เชื่อมต่อคืออะไร?

Connectionless Packet Switching นิยมเรียกว่าการสลับดาต้าแกรม ที่นี่ข้อความแตกและแบ่งออกเป็นแพ็คเก็ต แต่ละแพ็กเก็ตมีที่อยู่ต้นทางและปลายทางเพื่อเดินทางผ่านเครือข่ายอย่างอิสระ แพ็กเก็ตถูกส่งต่อแบบอะซิงโครนัสโดยโหนดกลางเนื่องจากความแออัดการเข้าคิวและอื่น ๆ และด้วยเหตุนี้จึงเป็นไปตามเส้นทางที่แตกต่างกัน แพ็กเก็ตเหล่านี้มาถึงปลายทางในลำดับที่แตกต่างกันและปลายทางจะทำให้มั่นใจได้ว่าจะรวบรวมข้อมูลของไฟล์เดียวกันอีกครั้ง

ดังนั้นในบทความนี้เราได้กล่าวถึงแนวคิดของการสลับแพ็กเก็ต ทั้งสอง เทคนิคการเปลี่ยนแพ็กเก็ต โดยมีการกล่าวถึงข้อดีและข้อเสียต่างๆเพื่อให้ผู้อ่านเข้าใจว่าซึ่งจะเป็นเทคโนโลยีที่ดีที่สุดที่จะใช้เพื่อการสื่อสารที่ต่อเนื่องและมีประสิทธิภาพ ตัวอย่างง่ายๆของการสลับแพ็กเก็ตในปัจจุบันคืออีเมลและหน้าเว็บที่ใช้ WAN และบริการโทรศัพท์ปกติถือเป็นตัวอย่างของเทคโนโลยีการสลับวงจร