什么是包交换:模式和延迟

我们生活在一个每个过程都是快速响应的时代。分组交换就是目前在数据网络上使用的一种技术互联网局域网,广域网。网络语音协议(VoIP)的发展，使分组交换能够方便地传输数据和语音流量。这使得企业可以在成本、效率和可伸缩性方面体验到巨大的好处。这切换指通过通道/网络以最小延迟的有效方式路由和传输数据。信道在传输完成后可用于其他目的。

什么是分组交换?

定义:包交换是指使用无连接网络交换方法来传输包的一组协议。在这种交换中，消息被分解并分组为称为包的小单元。这些数据包通过数字网络被单独传输以到达目的地。数据包不需要遵循相同的路线到达目的地。当所有的信息包以不同的顺序到达目的地时，原始消息由目的地本身重新编译。包交换图如下所示。

在这种交换中，信息包有两个部分——报头和有效负载。报头中的信息允许网络硬件/中间节点确保包被定向到它的目的地，而明确的数据被负载携带。

每个包都有一个源地址和目的地址，以便在可变比特率的网络上独立地传输。报文由中间体异步转发节点由于拥堵、排队等原因，于是遵循不同的路线。这些数据包以不同的顺序到达目的地，目的地确保重新组合同一文件的数据。

报文由A、B、C、d四个包组成，每个包由源地址和目的地址组成，如下图所示，从源地址到达目的地址需要遵循多条路径。

分组交换模式

分组交换分为两种主要类型。它们是:

面向连接的分组交换

这也被称为虚拟电路交换，在传输之前需要一个设置阶段或虚拟连接来建立路径。通过信令协议，建立了一个预定义的路径，使发送方、接收方和同一消息的所有数据包都能遵循该路径。交换机/路由器提供虚拟识别虚拟连接的电路ID。在这种类型的交换中，数据被分割成小单元。在这些小单位上加一个序列号。在这一过程中，分为三个阶段。它们是建立、数据传输和销毁阶段。

在设置阶段，地址信息只传输到每个节点。一旦找到到目的地的路由，每个中间节点的交换表就会添加一个表项。

在数据传输阶段，包头可能包含诸如长度、时间戳和序列号等信息。对于不同的数据包，这个信息是不同的。

面向连接的分组交换的一个突出应用是在交换的广域网中。像X.25、帧中继、ATM(异步传输模式)和多协议标签交换这样的协议使用这种类型的交换方法。

无连接的分组交换

无连接类型交换通常称为数据报交换。在这里，每个数据包包括一个源地址、目的地址和端口地址以及其他必要的信息。有时，数据包被标记为一个序列号。

在数据报包交换中，包以不同的路线独立地遍历，因此到达目的地的包可能是无序传送的。当数据包以无序格式到达目的地时，应根据数据包的序列号检索原始消息。

在无连接的交换中不能保证包的可靠传送。因此，需要为端到端系统提供附加协议。

分组交换中的延迟

在这种切换中有四种延迟类型:

传输延迟

它仅仅是指发送所有数据包所花费的时间，或者是将所有数据位吸收到通信媒体上所花费的时间。传输延迟依赖于数据包的长度和网络的带宽。

传输延迟=数据大小/带宽= (L/B)秒

传播延迟

传播延迟是指比特在链路上从源到目的所花费的时间。距离和传播速度是影响传播延迟的因素。

传播延迟=距离/传输速度= d/s

排队延迟

排队延迟的发生是由于网络流量的性质。因此，它指的是在队列中等待执行的时间，定义如下-

平均排队延迟= (N-1) L/ (2*R)

N是no。的数据包

“L”是数据包的大小

“R”是带宽

处理延迟

它指的是处理一个数据包所花费的时间。处理延迟也指检查误码、确定输出链路等所需的时间。

总时间或端到端时间=传输延迟+传播延迟+排队延迟+处理延迟

分组交换与电路交换的优点

与电路开关相比，这种开关有很多优点，如下所示:

• 它通过寻找目的地自己的路径将数据传送到目的地;电路交换有一个专用的和预定义的通道。
• 它是高度可靠的，因为丢失的数据包被目的地检测;电路开关没有这个选项。
• 它使用较小的带宽作为包被快速路由到目的地;电路开关应该有专用的带宽。
• 一旦数据包被路由，这个交换中的通道就可用于其他传输;电路交换占据信道，直到语音通信完成
• 它具有成本效益，易于实施;电路切换很昂贵

分组交换在电路交换中的缺点

尽管有各种好处，但这种转换也有缺点，如下所示:

• 由于在这种交换中包的移动是不同步的，它可能不适用于语音呼叫等通信应用;而电路交换则非常适合语音通话
• 信息包不以有组织的方式移动，应该提供序列号来识别每个信息包;电路切换给予通道最高的优先级，给用户最好的体验
• 在这种交换中，由于数据包要经过多条路径才能到达目的地，在每个节点上的复杂度很高，导致数据丢失或数据包交付延迟;电路交换确保数据不会丢失
• 这种转换需要额外的安全协议来保护数据，导致实现成本显著上升;电路交换为一个业务和一个单独的路由有一个专用通道。

常见问题

1).什么是数据包交换?

数据包交换是一种以数据包的形式在网络上传输数据的方法。数据被分成可变长度的小单位，称为包。每个包含数据的信息包沿着网络传播。

谁发明了分组交换?

美国科学家保罗·巴兰(Paul Baran)在1960年探索了分组交换的概念。1965年，Donald Davies开发了一个类似的路由概念，并将其命名为包交换。

3)切换技巧是什么?

交换技术有三种类型——分组交换、电路交换和消息交换。

你说转换是什么意思?

交换是一种技术，通过它节点可以控制或交换数据，以确保它在网络上的给定点之间传输。

什么是无连接包交换?

无连接包交换通常称为数据报交换。在这里，消息被分解并分成多个包。每个包都有一个源地址和目的地址，以便在网络上独立地传输。由于拥塞、排队等原因，中间节点异步转发数据包，因此遵循不同的路径。这些数据包以不同的顺序到达目的地，目的地确保重新组合同一文件的数据。

因此，在本文中，我们讨论了分组交换的概念。这两个分组交换技术讨论了各种优点和缺点，让读者了解哪一种技术将被用于持续和有效的交流。现代分组交换的一个简单例子是使用广域网的电子邮件和网页，而普通的电话服务被认为是电路交换技术的一个例子。