Csomagváltás
A csomagváltás , vagy csomagváltás , vagy csomagátvitel a számítógépes adatok speciális hálózatokban történő továbbítására szolgáló technika. Két fő változatban létezik: datagrammák ( a hálózatban ismert kapcsolatok nélkül továbbított adatok ) és virtuális áramkörök ( a hálózat ismert kapcsolataival továbbított adatok ).
A csomagkapcsolás az adatok összesítésének módszere, amelyet digitális hálózaton keresztül fejlécből és hasznos adatból álló csomagként továbbítanak . A fejlécadatokat a hálózati hardver arra használja, hogy a csomagot a rendeltetési helyre irányítsa, ahol a hasznos terhet az alkalmazásszoftver beolvassa és felhasználja. Packet váltás az elsődleges alapja adatközlés számítógépes hálózatok az egész világon.
(Egy másik technika az áramkör kapcsolása ).
Történelmi
A korai 1960-as években , az amerikai számítógépes tudós Paul Baran kidolgozta a „ Distributed Adaptive Message Block Switching ” azzal a céllal, hogy egy hatékony és hibatűrő útválasztási módszert telekommunikációs üzenetek részeként a program. RAND Corporation kutatás által finanszírozott Amerikai Védelmi Minisztérium . Ez a koncepció szembeállította és ellentmondott a hálózati sávszélesség előzetes allokációjának akkor kialakult elvének, amelyet nagyban fokozott a távközlés fejlődése az Egyesült Államokban a Bell rendszerben . Az új koncepció kevés visszhangot talált a hálózatok megvalósításáért felelősek körében, egészen Donald Davies brit informatikus független munkájáig az Országos Fizikai Laboratóriumban ( Egyesült Királyság ) 1965-ben . Davies is jóvá megalkotta a modern neve „csomag váltás”, egy mód, amely később nevezhető datagram , és miután inspirált tényleges csomagkapcsolt hálózatok a következő évtizedben, ARPANET az Egyesült Államokban. Ezután a Kikládok kísérleti hálózat a Franciaország. A csomagkapcsolást az internet előtt is alkalmazták a CCITT globális nyilvános hálózati alapú szabványos X.25 virtuális áramkörében .
Működés elve
Ez a kapcsolási technika az adatok felosztásán alapul, hogy lehetővé tegye a hálózat ésszerű használatát. Valójában az áramkör-kapcsolással ellentétben az erőforrásokat csak a tényleges használatuk során tartják fenn (például: egy csomag átviteli ideje). Minden csomag egy fejlécből áll, amely tartalmáról és céljáról tartalmaz információkat, amely lehetővé teszi a kapcsoló számára, hogy a csomagot a hálózaton keresztül a végpontjához irányítsa .
A kapcsolási döntés alapja ezért az egyik mező a PDU (Protocol Data Unit, általános elnevezés ISO eredetű kijelöléséről keret , egy sejt, egy csomag, egy datagram egy szegmensét, stb), úgynevezett címke , hogy továbbítva: az a kapcsoló, amely PDU-t fogad, kivonja a címkét, és a kapcsolótáblájában megkeresi azt a bejegyzést, amely megfelel annak az interfésznek, amelyen a PDU-t kapta, és a címke értékének. Ez lehetővé teszi a kapcsoló számára, hogy megtalálja annak az interfésznek a számát, amelyen továbbítja a PDU-t, és opcionálisan a címke új értékét:
- Datagram módban a hálózat egy csomópontját routernek nevezzük . A szóban forgó címke van a célállomás címét szereplő IP fejléc , és elvileg nem változik az út mentén (vannak kivételek bevezetése óta NAT az internet ). Ugyanez igaz egy Ethernet kapcsolóra, ahol a címke a cél MAC-címe . Az egyes csomagoknál megismételt útválasztási táblázat megkeresésével, amely nem triviális kezelés, ez biztosítja, hogy az útválasztó meghibásodása ne vezesse az azt keresztező kapcsolatok megszakadását (feltéve, hogy az irányítási táblák frissítése az áramlási irányban elég gyors).
- Virtuális áramkör üzemmódban a hálózat egy csomópontját kapcsolónak nevezzük ( X.25 , FR , ATM , MPLS szolgáltatás ). Ez csatlakoztatott mód . A címke azonosítja a kapcsolót átlépők közötti aktuális kapcsolatot. Amikor egy csomag megérkezik, a bejövő címke lehetővé teszi az egyes kapcsolók számára, hogy közvetlenül megtalálják a következő használni kívánt linket, valamint a rajta lévő kimenő címkét. Ehhez rögzített levelezést használ, amikor a kapcsolat létrejön. A feldolgozási idő előnye, hogy az egyes csomagokhoz nem fordulunk hozzá egy útválasztási táblához, megegyezik azzal, hogy a kapcsolatot az iniciátorának vissza kell állítania kapcsoló meghibásodása esetén (a NAT funkciót támogató útválasztók által megosztott korlátozás datagram módban osztja meg ).
Koncepció
A csomagváltás egyszerű meghatározása:
"Adatok továbbítása és továbbítása olyan címzett csomagok használatával, hogy az egyik csatorna csak a csomag továbbítása során legyen elfoglalva, és miután az átvitel befejeződött, a csatornát elérhetővé teszik más forgalom átviteléhez." "
A csomagváltás lehetővé teszi a változó bitsebességű adatfolyamok biztosítását , amelyek csomagok szekvenciájaként valósulnak meg egy számítógépes hálózaton, amely statisztikai multiplexelési vagy allokációs technikák alkalmazásával szükség szerint elosztja az átviteli erőforrásokat, dinamikus sávszélesség. A hálózati csomópontokon, például a kapcsolókon és az útválasztókon való áthaladáskor a csomagokat fogadják, pufferolják, sorba állítják és továbbítják (tárolják és továbbítják), ami változó késleltetést és átviteli sebességet eredményez a kapcsolat kapacitásától és a hálózati forgalom terhelésétől függően.
A csomagkapcsolás ellentétben áll egy másik fő hálózati paradigmával , az áramkör-kapcsolással , egy módszerrel, amely előre kiosztja a hálózati sávszélességet, külön kifejezetten az egyes kommunikációs munkamenetekhez; mindegyik állandó bitsebességgel és garantált késéssel rendelkezik a csomópontok között. Számlázható szolgáltatások, például a korai generációs cellás kommunikációs szolgáltatások esetében az áramkör-kapcsolást a csatlakozási idő egységenkénti díja jellemezte, még akkor is, ha nincs adatátvitel, míg a csomagváltást az átvitt információ egységenkénti díja jellemezheti, például karakterek, csomagok vagy üzenetek.
A csomag üzemmódú kommunikáció megvalósítható köztes átviteli csomópontokkal (csomagkapcsolók vagy útválasztók) vagy anélkül. A csomagokat általában a köztes hálózati csomópontokon keresztül aszinkron módon vezetik az első be, az első kimenet módszerrel . De valamilyen ütemterv szerint irányíthatják őket, hogy "várossá" váltsanak egy sort, akár a forgalom alakítására, akár a differenciált vagy garantált QoS-re , például egy súlyozott vásárlási sorra (WFQ) (in) . Megosztott fizikai adathordozó, például rádió ( pl. Wi-Fi ) vagy 10BASE5 Ethernet esetén a csomagok többszörös hozzáférésű multiplexelési sémában is átadhatók .
Virtuális áramkörök vs datagrammák
A CCITT- ben 1976-ban szabványosított X.25 virtuális áramkörök és az IETF-ben 1981-ben szabványosított IP- datagrammok műszaki-gazdasági összehasonlítása sok vita tárgyát képezte a szakemberek között. Franciaországban ez eljutott egy virulens vitáig , amelyet Louis Pouzin , a datagrammak önjelölt feltalálója kezdeményezett. Általában a francia adószolgáltatót célozta meg , különös tekintettel Rémi Desprésre , a Transpac hálózat tervezéséért felelős fő személyre .
Megjegyzések és hivatkozások
Megjegyzések
- WFQ algoritmus
Hivatkozások
- Futura-sciences részletes magyarázat
- cisco.com várakozási torlódások kezelése , elérhető: 9/21/20, www.cisco.com/c/fr_ca/support/docs/quality-of-service-qos/qos-congestion-management-queueing/ 10102-cbwfqdialer.pdf
- Louis Pouzin, " Hogyan találtam ki a datagramot "