סקירה כללית של החלפת מעגלים ומיתוג מנות

מה זה החלפה?

בעולם המודרני, אנו מחוברים לכולם, באמצעות האינטרנט או באמצעות חיבור טלפון. ברשת ענקית זו, כאשר מתבצעת שיחת טלפון, או כאשר אנו ניגשים לאתר כלשהו, ​​הנתונים מועברים מרשת אחת לרשת השנייה. אפילו כדי לגשת לדף אינטרנט פשוט, מחשבים (שרתים) רבים ניגשים כדי לספק לך את הנתונים הרצויים שאתה מחפש. בין אם אתה נמצא ברשת סגורה ובין אם בגזרת רשת גדולה, החלפה היא המנגנון החשוב ביותר המחליף את המידע בין רשתות שונות או מחשבים שונים. החלפה היא הדרך המכוונת נתונים או כל מידע דיגיטלי לעבר הרשת שלך עד לנקודת הסיום.

נניח שאתה מחפש כל סוג של מידע הקשור למעגלים באינטרנט או מחפש פרויקט תחביב בתחום האלקטרוניקה, או אם אתה פותח את circuitdigest.com כדי למצוא מאמר ספציפי על אלקטרוניקה, יש הרבה תנועות נתונים שקורות מאחורי רשת המחשבים שלך. תנועות אלה מופנות על ידי מתגי הרשת המשתמשים בטכניקות מיתוג שונות בצמתים שונים של הרשת.

סוגים שונים של נתונים משתמשים בסוגים שונים של טכניקות מיתוג שיש להם יתרונות וחסרונות משלהם. קיימות שלוש סוגים של טכניקות מיתוג: החלפת מעגלים, החלפת מנות והחלפת הודעות. מעגל ומיתוג מנות הם הפופולריים ביותר מבין שלושת אלה.

מיתוג מעגלים

החלפת מעגלים היא שיטת מיתוג בה נוצר נתיב מקצה לקצה בין שתי תחנות ברשת לפני תחילת העברת הנתונים.

למיתוג המעגל שלושה שלבים: הקמת מעגלים, העברת הנתונים וניתוק המעגל.

לשיטת החלפת מעגלים יש קצב נתונים קבוע ושני המנויים צריכים לפעול בקצב קבוע זה. החלפת מעגלים היא השיטה הפשוטה ביותר לתקשורת נתונים בה נוצרים חיבורים פיזיים ייעודיים בין שני שולחים ומקלטים בודדים. כדי ליצור חיבורים ייעודיים אלה, סט מתגים מחובר על ידי קישורים פיזיים.

בתמונה למטה, שלושה מחשבים בצד שמאל מחוברים לשלושה מחשבים שולחניים במחשבים בצד ימין עם קישורים פיזיים, תלוי בארבעת המתגים במעגל. אם לא משתמשים במיתוג המעגל, הם צריכים להיות מחוברים באמצעות חיבורי נקודה לנקודה, שם נדרש מספר רב של קווים ייעודיים, מה שלא רק יגדיל את עלות החיבור אלא גם יגביר את מורכבות המערכת.

החלטת הניתוב, במקרה של החלפת מעגלים, מתקבלת כאשר נקבע נתיב הניתוב ברשת. לאחר קביעת נתיב הניתוב הייעודי הנתונים מוגשים ברציפות ליעד המקלט. הקשר נשמר עד סוף השיחה.

שלושה שלבים בתקשורת החלפת מעגלים

תקשורת ההתחלה לסוף במיתוג מעגלים נעשית באמצעות תצורה זו -

בשלב ההתקנה, ברשת החלפת המעגל, נקבע מסלול ניתוב או חיבור ייעודי בין השולח למקלט. בתקופה זו כתובת קצה לקצה, כמו כתובת המקור, כתובת היעד חייבת ליצור חיבור בין שני מכשירים פיזיים. החלפת המעגל מתרחשת בשכבות הפיזיות.

העברת נתונים מתרחשת רק לאחר סיום שלב ההתקנה ורק כאשר נקבעת דרך פיזית ומסורה. בשלב זה אין שום שיטת התייחסות. המתגים משתמשים בחריץ זמן (TDM) או בפס הכבוש (FDM) כדי לנתב את הנתונים מהשולח למקלט. דבר אחד צריך לזכור כי שליחת הנתונים היא רציפה וייתכנו תקופות של שקט בהעברת הנתונים. כל החיבורים הפנימיים נעשים בצורת דופלקס.

בשלב ניתוק המעגלים הסופי, כאשר כל אחד מהמנויים ברשת, השולח או המקלט צריך לנתק את הנתיב, נשלח אות ניתוק לכל המתגים המעורבים בכדי לשחרר את המשאב ולנתק את החיבור. שלב זה נקרא גם שלב Teardown בשיטת החלפת מעגלים.

מתג מעגל יוצר חיבור זמני בין קישור קלט לקישור פלט. ישנם סוגים שונים של מתגים עם מספר כניסות וקווי יציאה.

בדרך כלל משתמשים במיתוג מעגלים בקווי טלפון.

היתרונות של החלפת מעגלים

שיטת החלפת מעגלים מספקת יתרונות גדולים במקרים ספציפיים. היתרונות הם כדלקמן -

1. קצב הנתונים קבוע ומסור מכיוון שהחיבור נוצר באמצעות חיבור פיזי ייעודי או מעגלים.
2. מכיוון שקיימים מסלולי ניתוב שידור ייעודיים, זוהי בחירה טובה לשידור רציף לאורך זמן.
3. עיכוב העברת הנתונים הוא זניח. זמן המתנה אינו מעורב במתגים. אז הנתונים מועברים ללא כל עיכוב מוקדם בהעברה. זה בהחלט יתרון חיובי בשיטת החלפת מעגלים.

חסרונות של החלפת מעגלים

מלבד היתרונות, למיתוג המעגל יש גם כמה חסרונות.

1. בין אם ערוץ התקשורת פנוי או תפוס, לא ניתן היה להשתמש בערוץ הייעודי להעברת נתונים אחרת.
2. זה דורש יותר רוחב פס, ושידור רציף מציע בזבוז של רוחב פס כשיש תקופת שתיקה.
3. זה מאוד לא יעיל בשימוש במשאב המערכת. איננו יכולים להשתמש במשאב לחיבור אחר מכיוון שהוא מוקצה לכל השיחה.
4. זה לוקח זמן עצום במהלך יצירת קשרים פיזיים בין שולחים למקלטים.

מיתוג מנות

החלפת מנות היא שיטה להעברת נתונים כאשר הנתונים נשברים לחלקים קטנים באורכים משתנים ואז מועברים לקו הרשת. פיסות נתונים שבורות נקראות כמנות. לאחר קבלת אותם נתונים או חבילות שבורות, כולם מורכבים מחדש ביעד ובכך יוצרים קובץ שלם. בשל שיטה זו, הנתונים מועברים במהירות וביעילות. בשיטה זו, אין צורך בהתקנה מראש או בהזמנת משאבים כמו שיטת החלפת מעגלים.

בשיטה זו משתמשים בטכניקות Store ו- Forward. אז כל הופ ישמור את החבילה תחילה ואז יעביר את החבילות ליעד הבא של המארח. כל חבילה מכילה מידע בקרה, כתובת מקור וכתובת יעד. בשל חבילות אלו ניתן להשתמש בכל מסלול או נתיב ברשת קיימת.

החלפת מנות מבוסס VC

מיתוג חבילה מבוסס VC הוא מצב של החלפת מנות שבו נעשה מסלול הגיוני או חיבור מעגל וירטואלי בין השולח למקבל. VC מייצג מעגל וירטואלי. במצב זה של פעולת החלפת מנות, נוצר מסלול מוגדר מראש וכל המנות ילכו אחר הנתיבים שהוגדרו מראש. כל הנתבים או המתגים המעורבים בחיבור הלוגי מספקים מזהה מעגל וירטואלי ייחודי לזיהוי ייחודי של החיבורים הווירטואליים. יש לו גם את אותו פרוטוקול תלת-פאזי המשמש במיתוג מעגלים, שלב הגדרה, שלב העברת נתונים ושלב להפיל.

בתמונה שלעיל, 4 מחשבים מחוברים לרשת 4 מתגים וזרימת הנתונים תהיה החלפת מנות במצב מעגל וירטואלי. כפי שאנו רואים מתגים מחוברים זה לזה וחולקים את נתיב התקשורת זה עם זה. עכשיו במעגל הווירטואלי, צריך לקבוע מסלול מוגדר מראש. אם אנו רוצים להעביר נתונים ממחשב PC1 למחשב 4 הנתיב יופנה מה- SW1 ל- SW2 ל- SW3 ואז לבסוף ל- PC4. מסלול זה מוגדר מראש וכל SW1, SW2, SW3 מסופקים עם מזהה ייחודי לזיהוי נתיבי הנתונים, כך שהנתונים קשורים לנתיבים ולא יכלו לבחור מסלול אחר.

החלפת מנות מבוססות נתונים

החלפת דאטאגרם שונה לחלוטין מטכנולוגיית החלפת מנות מבוססת VC. במיתוג Datagram, הנתיב תלוי בנתונים. לחבילות יש את כל המידע הדרוש כמו כתובת המקור, כתובת היעד וזהות היציאה וכו '. כך שבמצב החלפת מנות מבוסס דאטאגרמה ללא חיבור, כל חבילה מטופלת באופן עצמאי. הם יכולים לבחור מסלולים שונים והחלטות הניתוב מתקבלות באופן דינמי כאשר הנתונים משודרים ברשת. לכן, ביעד ניתן לקבל את החבילות שלא בסדר או בכל רצף, אין מסלול מוגדר מראש ומסירת המנות המובטחת אינה אפשרית. כדי להבטיח קבלת חבילות מובטחת, יש להגדיר פרוטוקולי מערכת קצה נוספים.

במצב זה של החלפת מנות, אין שלב בהגדרה, העברה וניתוק.

שוב בתמונה שלעיל מחוברים 4 מחשבים ואנחנו מעבירים נתונים מ- PC1 ל- PC4. הנתונים מכילים שתי חבילות שכותרתו 1 ו- 2. כפי שאנו רואים, במצב Datagram, חבילה 1 בחרה לעקוב אחר הנתיב SW1-SW4-SW3 ואילו חבילה 2 בחרה בדרך הנתיב של SW1-SW5-SW3 ולבסוף הגיעה ל- PC4. החבילות יכולות לבחור נתיב שונה בהתאם לזמן העיכוב והגודש בנתיבים אחרים ברשת החלפת מנות Datagram.

היתרונות של החלפת מנות

מיתוג מנות מציע יתרונות על פני מיתוג המעגל. רשת החלפת מנות נועדה להתגבר על החסרונות של שיטת החלפת מעגלים.

1. יעיל מבחינת רוחב הפס.
2. עיכוב השידור הוא מינימלי
3. ניתן לאתר חבילות חסרות לפי היעד.
4. יישום חסכוני.
5. אמין כאשר נתיב עסוק או פירוט קישורים מתגלה ברשת. ניתן להעביר מנות באמצעות קישורים אחרים או להשתמש בנתיב אחר.

החסרונות של החלפת מנות

החלפת מנות נתקלת גם בחסרונות מעטים.

1. החלפת מנות אינה פועלת לפי צו מסוים להעברת החבילה אחת אחת.
2. חסר מנות מתרחש בהעברת נתונים גדולה.
3. כל חבילה צריכה להיות מקודדת עם מספרי רצף, כתובת המקלט והשולח ומידע אחר.
4. ניתוב מורכב בצמתים שכן חבילות יכולות לעקוב אחר נתיבים מרובים.
5. כאשר מתבצעת הסבה מחדש מסיבה כלשהי, העיכוב בקבלת החבילות גדל.

הבדלים בין החלפת מעגלים למיתוג מנות

כבר קיבלנו מושג מה ההבדלים בין החלפת מעגלים למיתוג מנות. בואו נראה את ההבדלים בתבנית טבלה להבנה טובה יותר-

הבדלים	מיתוג מעגלים	מיתוג מנות
מעורבות צעדים	במיתוג מעגל, נדרשת הגדרת 3 שלבים לשיחה כוללת. הקמת חיבור, העברת נתונים, פירוק חיבורים	במקרה של החלפת מנות, אנו יכולים לבצע העברת נתונים ישירות.
כתובת יעד	כתובת הנתיב השלמה מסופקת על ידי המקור.	כל מנות נתונים יודעת רק את כתובת היעד הסופית, נתיב הניתוב תלוי בהחלטת הנתבים.
עיבוד נתונים	עיבוד נתונים מתבצע במערכת המקור.	עיבוד נתונים מתרחש בצמתים ובמערכות מקור.
עיכוב אחיד בין יחידות הנתונים	עיכוב אחיד קורה.	העיכוב בין יחידות הנתונים אינו אחיד.
מהימנות	החלפת מעגלים אמינה יותר בהשוואה למיתוג מנות	החלפת מנות פחות אמינה בהשוואה למיתוג מעגלים.
בזבוז משאבים	בזבוז משאבים גבוה במיתוג מעגלים.	בזבוז משאבים פחות בהחלפת מנות.
טכניקת חנות וקדימה	זה לא משתמש בטכניקת חנות וקדימה	הוא משתמש בטכניקה של חנות וקדימה
גוֹדֶשׁ	העומס מתרחש בזמן ההקמה בלבד.	התחרות יכולה להתרחש בשלב העברת הנתונים.
נתוני שידור	המקור מבצע את העברת הנתונים.	העברת הנתונים נעשית על ידי המקור, הנתבים.