Een overzicht van circuitschakeling en pakketschakeling

Wat is overstappen?

In de moderne wereld zijn we met iedereen verbonden, via internet of via een telefoonverbinding. In dit enorme netwerk worden de gegevens van het ene netwerk naar het andere netwerk overgedragen wanneer er wordt gebeld of wanneer we een website bezoeken. Zelfs om toegang te krijgen tot een eenvoudige webpagina, worden veel computers (servers) benaderd om u de gewenste gegevens te verstrekken waarnaar u op zoek bent. Of u zich nu in een gesloten netwerk bevindt of in een groot netwerksegment, Switching is het belangrijkste mechanisme dat de informatie uitwisselt tussen verschillende netwerken of verschillende computer (s). Overschakelen is de manier waarop gegevens of andere digitale informatie naar uw netwerk worden geleid tot het eindpunt.

Stel dat u op internet naar elk type circuitgerelateerde informatie zoekt of op zoek bent naar een hobbyproject in elektronica, of als u circuitdigest.com opent om een specifiek artikel over elektronica te vinden, dan vinden er veel gegevensverplaatsingen plaats achter uw computernetwerk. Deze bewegingen worden gestuurd door de netwerkswitches die verschillende schakeltechnieken gebruiken in verschillende netwerkknooppunten.

Verschillende soorten data gebruiken verschillende soorten schakeltechnieken die hun eigen voor- en nadelen hebben. Er zijn drie soorten schakeltechnieken beschikbaar: Circuit Switching, Packet Switching en Message Switching. Circuit- en pakketschakeling zijn de meest populaire van deze drie.

Circuit schakelen

Circuit switching is een schakelmethode waarbij een end-to-end-pad wordt gecreëerd tussen twee stations binnen een netwerk voordat de gegevensoverdracht wordt gestart.

Circuitschakeling heeft drie fasen: circuitopbouw, gegevensoverdracht en circuitontkoppeling.

Circuitschakelmethode heeft een vaste gegevenssnelheid en beide abonnees moeten op deze vaste snelheid werken. Circuit switching is de eenvoudigste methode van datacommunicatie waarbij speciale fysieke verbindingen tot stand worden gebracht tussen twee afzonderlijke zenders en ontvangers. Om deze speciale verbindingen te maken, is een set schakelaars verbonden door fysieke links.

In de onderstaande afbeelding zijn drie computers aan de linkerkant verbonden met drie desktops-pc's aan de rechterkant met fysieke verbindingen, afhankelijk van de vier circuitschakelaars. Als de circuitschakeling niet wordt gebruikt, moeten ze worden verbonden met point-to-point-verbindingen, waarbij een groot aantal toegewijde lijnen vereist is, wat niet alleen de verbindingskosten verhoogt, maar ook de complexiteit van het systeem verhoogt.

De routeringsbeslissing wordt, in het geval van circuitschakeling, genomen wanneer het routeringspad in het netwerk tot stand wordt gebracht. Nadat het toegewijde routeringspad tot stand is gebracht, worden de gegevens continu naar de ontvangerbestemming verzonden. De verbinding wordt behouden tot het einde van het gesprek.

Drie fasen in circuitschakelcommunicatie

De communicatie van begin tot eind in Circuit Switching wordt gedaan met behulp van deze formatie-

Tijdens de installatiefase wordt in het circuitgeschakelde netwerk een speciaal routerings- of verbindingspad tot stand gebracht tussen de zender en de ontvanger. In deze periode moet end-to-end-adressering, net als het bronadres, het bestemmingsadres een verbinding tot stand brengen tussen twee fysieke apparaten. De circuitschakeling gebeurt in de fysieke lagen.

Gegevensoverdracht vindt alleen plaats nadat de installatiefase is voltooid en alleen wanneer een fysiek, speciaal pad is vastgesteld. In deze fase is geen adresseringsmethode betrokken. De schakelaars gebruiken tijdslot (TDM) of de bezette band (FDM) om de gegevens van de zender naar de ontvanger te leiden. Een ding moet in gedachten houden dat het verzenden van gegevens continu is en dat er periodes van stilte kunnen zijn bij het verzenden van gegevens. Alle interne verbindingen zijn gemaakt in duplexvorm.

Bij de laatste fase van het verbreken van het circuit, wanneer een van de abonnees in het netwerk, de zender of de ontvanger het pad moet verbreken, wordt een verbrekingssignaal naar alle betrokken schakelaars gestuurd om de bron vrij te geven en de verbinding te verbreken. Deze fase wordt ook wel de Teardown-fase genoemd in de circuitschakelmethode.

Een circuitschakelaar creëert een tijdelijke verbinding tussen een inputlink met een outputlink. Er zijn verschillende soorten schakelaars beschikbaar met meerdere in- en uitgangslijnen.

Over het algemeen wordt Circuit Switching gebruikt in telefoonlijnen.

Voordelen van Circuit Switching

Circuit Switching Method biedt grote voordelen in specifieke gevallen. De voordelen zijn als volgt-

De gegevenssnelheid is vast en toegewijd omdat de verbinding tot stand wordt gebracht met behulp van een speciale fysieke verbinding of circuits.
Aangezien er speciale transmissierouteringspaden bij betrokken zijn, is het een goede keuze voor continue transmissie over een lange duur.
De vertraging van de datatransmissie is verwaarloosbaar. Er is geen wachttijd bij het wisselen. De gegevens worden dus zonder enige vertraging in de verzending verzonden. Dit is absoluut een positief voordeel van de Circuit Switching-methode.

Nadelen van Circuit Switching

Afgezien van de voordelen, heeft circuitschakeling ook enkele nadelen.

Of het communicatiekanaal nu vrij of bezet is, het toegewezen kanaal kan niet worden gebruikt voor andere datatransmissie.
Het vereist meer bandbreedte en continue transmissie zorgt voor verspilling van bandbreedte wanneer er een stilteperiode is.
Het is zeer inefficiënt bij het gebruik van de systeembronnen. We kunnen de bron niet gebruiken voor een andere verbinding, aangezien deze is toegewezen voor het hele gesprek.
Het tot stand brengen van fysieke verbindingen tussen zenders en ontvangers kost enorm veel tijd.

Pakket wisselen

Pakketschakeling is een methode voor gegevensoverdracht waarbij de gegevens worden opgesplitst in kleine stukjes van variabele lengte en vervolgens worden verzonden naar de netwerklijn. Gebroken gegevens worden pakketjes genoemd. Na het ontvangen van die kapotte gegevens of pakketten, worden ze allemaal weer in elkaar gezet op de bestemming en maken zo een compleet bestand. Dankzij deze methode worden de gegevens snel en efficiënt overgedragen. Bij deze methode is geen voorinstelling of reservering van middelen vereist, zoals de methode voor het schakelen van circuits.

Deze methode maakt gebruik van Store and Forward-technieken. Dus elke hop slaat het pakket eerst op en stuurt de pakketten vervolgens door naar de volgende hostbestemming. Elk pakket bevat besturingsinformatie, bronadres en bestemmingsadres. Hierdoor kunnen pakketten elke route of paden in een bestaand netwerk gebruiken.

Op VC gebaseerde pakketwisseling

Op VC gebaseerde pakketschakeling is een modus van pakketschakeling waarbij een logisch pad of virtuele circuitverbinding tot stand wordt gebracht tussen zender en ontvanger. VC staat voor Virtual Circuit. In deze modus van pakketschakeling wordt een vooraf gedefinieerde route gemaakt en zullen alle pakketten de vooraf gedefinieerde paden volgen. Alle routers of switches die bij de logische verbinding betrokken zijn, krijgen een unieke Virtual Circuit ID om de virtuele verbindingen uniek te identificeren. Ook heeft dezelfde drie-fasen protocol dat circuit switching, Instelfase, gegevensoverdrachtsfase en Tear downfase.

In de bovenstaande afbeelding zijn 4 pc's verbonden met een netwerk met 4 schakelaars en de datastroom is pakketschakeling in virtuele circuitmodus. Zoals we kunnen zien, zijn schakelaars met elkaar verbonden en delen ze het communicatiepad met elkaar. Nu moet in het virtuele circuit een vooraf gedefinieerde route worden vastgesteld. Als we gegevens van PC1 naar PC 4 willen overbrengen, zal het pad van SW1 naar SW2 naar SW3 en uiteindelijk naar PC4 worden geleid. Deze route is voorgedefinieerd en alle SW1, SW2, SW3 zijn voorzien van een unieke ID om de datapaden te identificeren, dus de data zijn gebonden aan de paden en kunnen geen andere route kiezen.

Op datagram gebaseerde pakketwisseling

Datagram-omschakeling is compleet anders dan op VC gebaseerde pakketschakeltechnologie. Bij datagram-omschakeling is het pad afhankelijk van de gegevens. De pakketten hebben alle benodigde informatie zoals bronadres, bestemmingsadres en poortidentiteit enz. Dus in verbindingsloze datagram-gebaseerde pakketschakelmodus wordt elk pakket onafhankelijk behandeld. Ze kunnen verschillende routes kiezen en de routeringsbeslissingen worden dynamisch genomen wanneer gegevens binnen het netwerk worden verzonden. Op de bestemming kunnen de pakketten dus niet in de juiste volgorde of in een willekeurige volgorde worden ontvangen, er is geen vooraf gedefinieerde route en de gegarandeerde pakketbezorging is niet mogelijk. Om een gegarandeerde pakketontvangst te garanderen, moeten aanvullende eindsysteemprotocollen worden geconfigureerd.

Bij deze modus van pakketschakeling is er geen sprake van een setup-, verzend- en demontagefase.

Nogmaals in de bovenstaande afbeelding, zijn 4 computers verbonden en zetten we gegevens over van PC1 naar PC4. De data bevat twee pakketten gelabeld als 1 en 2. Zoals we kunnen zien, koos pakket 1 in datagrammodus ervoor om het SW1-SW4-SW3-pad te volgen, terwijl pakket 2 het routepad van SW1-SW5-SW3 koos en uiteindelijk PC4 bereikte. De pakketten kunnen een ander pad kiezen, afhankelijk van de vertragingstijd en congestie op andere paden in datagram-pakketschakelingsnetwerk.

Voordelen van pakketwisseling

Pakketschakeling biedt voordelen ten opzichte van circuitschakeling. Pakketschakelingsnetwerk is ontworpen om de nadelen van de Circuit Switching-methode te overwinnen.

Efficiënt in termen van bandbreedte.
Transmissievertraging is minimaal
Ontbrekende pakketten kunnen worden gedetecteerd door de bestemming.
Kostenbesparende implementatie.
Betrouwbaar wanneer een bezet pad of defecte verbindingen in het netwerk worden gedetecteerd. Pakketten kunnen worden verzonden via andere links of kunnen een ander pad gebruiken.

Nadelen van pakketwisseling

Pakketomschakeling kent ook enkele nadelen.

Pakketwisseling volgt geen bepaalde volgorde om het pakket een voor een te verzenden.
Pakket ontbreekt bij grote gegevensoverdracht.
Elk pakket moet worden gecodeerd met volgnummers, het adres van de ontvanger en de afzender en andere informatie.
Routing is complex in de knooppunten, omdat pakketten meerdere paden kunnen volgen.
Wanneer om de een of andere reden herroutering plaatsvindt, neemt de vertraging bij het ontvangen van de pakketten toe.

Verschillen tussen Circuit Switching en Packet Switching

We hebben al een idee over wat de verschillen zijn tussen circuitschakeling en pakketschakeling. Laten we de verschillen in een tabelformaat bekijken voor een beter begrip-

Verschillen	Circuit schakelen	Pakket wisselen
Stappen Betrokkenheid	Bij circuitschakeling is een driefasige opstelling vereist voor een totale conversatie. Verbinding tot stand brengen, gegevensoverdracht, verbreken van verbindingen	In het geval van Packet Switching kunnen we gegevens rechtstreeks overdragen.
Bestemmingsadres	Het volledige padadres wordt geleverd door de bron.	Elk datapakket kent alleen het uiteindelijke bestemmingsadres, het routeringspad hangt af van de beslissing van de router.
Gegevensverwerking	De gegevensverwerking vindt plaats op het bronsysteem.	Gegevensverwerking vindt plaats op knooppunten en bronsystemen.
Uniforme vertraging tussen gegevenseenheden	Uniforme vertraging gebeurt.	De vertraging tussen data-eenheden is niet uniform.
Betrouwbaarheid	Circuit Switching is betrouwbaarder in vergelijking met Packet Switching	Packet Switching is minder betrouwbaar in vergelijking met Circuit Switching.
Afval van hulpbronnen	De verspilling van hulpbronnen is hoog bij Circuit Switching.	Het verspillen van hulpbronnen is minder bij pakketwisseling.
Store and Forward-techniek	Het gebruikt geen store and forward-techniek	Het maakt gebruik van store and forward-techniek
Congestie	Congestie treedt alleen op bij het tot stand brengen van een verbinding.	Betwisting kan plaatsvinden in de fase van gegevensoverdracht.
Transmissiegegevens	De bron zorgt voor de verzending van de gegevens.	De overdracht van gegevens gebeurt door de bron, routers.