Коммутация пакетов
В телекоммуникациях коммутация пакетов — это метод группировки данных в пакеты , которые передаются по цифровой сети . Пакеты состоят из заголовка и полезной нагрузки . Данные в заголовке используются сетевым оборудованием для направления пакета к месту назначения, где полезная нагрузка извлекается и используется операционной системой , прикладным программным обеспечением или протоколами более высокого уровня . Коммутация пакетов является основной основой для передачи данных в компьютерных сетях по всему миру.
В начале 1960-х годов американский ученый -компьютерщик Пол Баран разработал концепцию, которую он назвал «распределенной адаптивной коммутацией блоков сообщений», с целью обеспечения отказоустойчивого и эффективного метода маршрутизации телекоммуникационных сообщений в рамках исследовательской программы корпорации RAND . , финансируемый Министерством обороны США . [1] Его идеи противоречили тогдашним установленным принципам предварительного распределения пропускной способности сети , примером чего является развитие телекоммуникаций в системе Белла .. Новая концепция не нашла большого отклика среди разработчиков сетей до независимой работы британского ученого-компьютерщика Дональда Дэвиса в Национальной физической лаборатории (Соединенное Королевство) в 1965 году. Дэвису приписывают введение современного термина « коммутация пакетов» и создание множества сетей с коммутацией пакетов в десятилетие. последующее, включая включение концепции в дизайн ARPANET в Соединенных Штатах. [2] [3]
Маршрутизация и передача данных с помощью адресованных пакетов, так что канал занят только во время передачи пакета, а после завершения передачи канал становится доступным для передачи другого трафика . [4] [5]
Коммутация пакетов позволяет доставлять потоки данных с переменной скоростью передачи данных, реализованные в виде последовательностей пакетов, по компьютерной сети , которая распределяет ресурсы передачи по мере необходимости, используя методы статистического мультиплексирования или динамического выделения полосы пропускания . По мере того, как они проходят через сетевое оборудование , такое как коммутаторы и маршрутизаторы, пакеты принимаются, буферизируются, ставятся в очередь и повторно передаются ( хранятся и пересылаются ), что приводит к переменной задержке и пропускной способности в зависимости от пропускной способности канала и нагрузки трафика в сети. Пакеты обычно пересылаются промежуточными сетевыми узлами асинхронно по принципу « первым пришел — первым вышел» .буферизации, но может быть перенаправлен в соответствии с некоторой дисциплиной планирования для справедливой постановки в очередь , формирования трафика или для дифференцированного или гарантированного качества обслуживания , например, взвешенная справедливая организация очереди или дырявое ведро . Связь на основе пакетов может быть реализована с промежуточными узлами пересылки (коммутаторами и маршрутизаторами ) или без них. В случае общей физической среды (такой как радио или 10BASE5 ) пакеты могут быть доставлены в соответствии со схемой множественного доступа .
Коммутация пакетов контрастирует с другой основной сетевой парадигмой, коммутацией каналов , методом, который предварительно выделяет выделенную полосу пропускания сети специально для каждого сеанса связи, каждый из которых имеет постоянную скорость передачи данных и задержку между узлами. В случае платных услуг, таких как услуги сотовой связи , коммутация каналов характеризуется платой за единицу времени соединения, даже когда данные не передаются, в то время как коммутация пакетов может характеризоваться платой за единицу передаваемой информации, например символов. , пакеты или сообщения.
Коммутатор пакетов состоит из четырех компонентов: входных портов, выходных портов, процессора маршрутизации и коммутационной матрицы. [6]
