1． Tecnología de conmutación de circuitos
La tecnología de conmutación de redes ha pasado por cuatro etapas de desarrollo: tecnología de conmutación de circuitos, tecnología de conmutación de mensajes, tecnología de conmutación de paquetes y tecnología ATM. La red telefónica pública (red PSTN) y la red móvil (incluidas la red GSM y la red CDMA) utilizan tecnología de conmutación de circuitos. Su característica básica es que adopta un enfoque orientado a la conexión antes de que las dos partes puedan comunicarse, deben asignar una línea. Para los circuitos de comunicación de ancho de banda fijo, ambas partes comunicantes ocuparán los recursos asignados durante el proceso de comunicación hasta el final de la comunicación, y se deben utilizar los protocolos de señalización relevantes durante el establecimiento y liberación del circuito. La ventaja de este método es que puede garantizar suficiente ancho de banda para los usuarios durante el proceso de comunicación y tiene un gran rendimiento en tiempo real, un pequeño retraso y un bajo costo del equipo de conmutación. Sin embargo, la desventaja es que la tasa de utilización del ancho de banda de la red no es alta. Cuando se establece un circuito, el circuito asignado siempre está ocupado independientemente de si las partes que se comunican están en una conversación.
2. Tecnología de conmutación de mensajes
La tecnología de conmutación de mensajes es similar a la tecnología de conmutación de paquetes. También utiliza un mecanismo de almacenamiento y reenvío. Sin embargo, la conmutación de mensajes utiliza mensajes como unidades de transmisión. Dado que la longitud de los mensajes varía mucho, los mensajes son largos. Puede causar un gran retraso y es difícil asignar buffers para cada nodo. Para satisfacer las necesidades de mensajes de varias longitudes y lograr una alta eficiencia, los nodos deben asignar buffers de diferentes tamaños; de lo contrario, habrá transmisión de datos. falla. En aplicaciones prácticas, la conmutación de mensajes se utiliza principalmente para transmitir servicios de comunicación con mensajes cortos y bajos requisitos de tiempo real, como las redes telegráficas públicas. La conmutación de mensajes apareció antes que la conmutación de paquetes. La conmutación de paquetes se basa en la conmutación de mensajes y divide los mensajes en grupos para su transmisión. Equilibra el retraso de la transmisión y la eficiencia de la transmisión y se utiliza ampliamente.
3. Tecnología de conmutación de paquetes
La tecnología de conmutación de circuitos es adecuada principalmente para transmitir servicios relacionados con la voz. Este método de conmutación de red tiene grandes limitaciones para los servicios de datos. En primer lugar, la comunicación de datos tiene muchas ráfagas y la velocidad de bits máxima y la velocidad de bits promedio son bastante diferentes. Si se utiliza la tecnología de conmutación de circuitos, asignar el ancho de banda del circuito de acuerdo con la velocidad de bits máxima provocará una gran pérdida de recursos. Según la velocidad de bits promedio, la asignación de ancho de banda provocará una gran pérdida de datos. En segundo lugar, en comparación con los servicios de voz, los servicios de datos no tienen requisitos estrictos en cuanto a retardo, pero requieren una transmisión sin errores. Las señales de voz pueden tener un cierto grado de distorsión, pero el rendimiento en tiempo real debe ser alto. La tecnología de conmutación de paquetes es un método de conmutación propuesto en función de las características de los servicios de comunicación de datos. Su característica básica es que adopta un método de almacenamiento y reenvío para la falta de conexión, dividiendo los datos a transmitir en muchos pequeños datos de acuerdo con un determinado. longitud y almacenarlos en Los campos de encabezado correspondientes para el enrutamiento y verificación de datos se agregan antes de los datos, como la unidad básica de transmisión de datos, es decir, paquetes. Al utilizar la tecnología de conmutación de paquetes, no es necesario establecer una conexión antes de la comunicación. Cada nodo primero recibe el paquete enviado por el nodo anterior y lo guarda en el búfer, y luego selecciona el enlace apropiado según la información de la dirección en el encabezado del paquete. Enviado al siguiente nodo, para que el ancho de banda se pueda asignar dinámicamente de acuerdo con los requisitos del usuario y las capacidades de la red durante el proceso de comunicación. La conmutación de paquetes tiene una mayor utilización del circuito que la conmutación de circuitos, pero el retraso es mayor.
Servicios proporcionados por conmutación de paquetes
Circuito virtual conmutado: se refiere a una conexión lógica temporal establecida entre dos usuarios.
Circuito virtual permanente: se refiere a una conexión lógica permanente establecida entre dos usuarios. Tan pronto como el usuario enciende la computadora, se establece automáticamente un circuito virtual permanente.
Red de conmutación de paquetes
La red de datagramas es una red sin conexión
La red de circuito virtual es una red orientada a la conexión para que cada conexión en la conexión mantenga información de estado.
Características y comparaciones de la conmutación de rutas, mensajes y paquetes
(1) Conmutación de circuitos: antes de la comunicación, la conmutación de circuitos necesita establecer una ruta física entre las partes que se comunican que sea exclusiva de Las rutas de ambas partes (que están conectadas segmento por segmento mediante equipos de conmutación y enlaces entre las partes que se comunican) tienen las siguientes ventajas y desventajas.
Ventajas:
① Dado que la línea de comunicación está dedicada a ambos usuarios de la comunicación y los datos son directos, el retraso en la transmisión de datos es muy pequeño.
② Una vez que se establece la ruta física entre las dos partes que se comunican, las dos partes pueden comunicarse en cualquier momento con un sólido rendimiento en tiempo real.
③Cuando las dos partes se comunican, los datos se transmiten en el orden de envío y no hay ningún problema de desorden.
④La conmutación de circuitos es adecuada para transmitir señales tanto analógicas como digitales.
⑤El equipo de conmutación (interruptores, etc.) y el control de la conmutación del circuito son relativamente simples.
Desventajas:
①El tiempo promedio de establecimiento de conexión de conmutación de circuitos es demasiado largo para la comunicación por computadora.
② Una vez establecida la conexión de conmutación de circuitos, el canal físico está ocupado exclusivamente por ambas partes que se comunican. Incluso si la línea de comunicación está inactiva, otros usuarios no pueden utilizarla, por lo que la utilización del canal es baja. .
③ Durante la conmutación de circuitos, los datos se transmiten directamente y es difícil para terminales de diferentes tipos, especificaciones y velocidades comunicarse entre sí, y también es difícil controlar los errores durante el proceso de comunicación.
(2) Intercambio de mensajes: el intercambio de mensajes se basa en el mensaje como unidad de intercambio de datos. El mensaje lleva la dirección de destino, la dirección de origen y otra información. El método de transmisión de almacenamiento y reenvío se utiliza. Por lo tanto, el nodo de conmutación tiene las siguientes ventajas y desventajas:
Ventajas:
① El intercambio de mensajes no requiere el establecimiento previo de una línea de comunicación dedicada para ambas partes que se comunican. No hay retraso en el establecimiento de la conexión y los usuarios pueden enviar mensajes en cualquier momento.
② Debido al uso del modo de transmisión de almacenamiento y reenvío, tiene las siguientes ventajas: a Es fácil configurar instalaciones de verificación de código y retransmisión de datos en el intercambio de mensajes, y también el nodo de conmutación. tiene selección de ruta, por lo que cuando falla una determinada ruta de transmisión, se vuelve a seleccionar otra ruta para transmitir datos, lo que mejora la confiabilidad de la transmisión. b. Es posible que las partes emisora y receptora no estén disponibles al mismo tiempo. Esto facilita la comunicación entre computadoras de diferentes tipos, especificaciones y velocidades; c. Proporciona servicios de múltiples objetivos, es decir, se puede enviar un mensaje a múltiples direcciones de destino al mismo tiempo, lo cual es difícil de lograr en la conmutación de circuitos; Establezca la prioridad de transmisión de datos para que los mensajes con alta prioridad se conviertan primero.
③Las partes comunicantes no ocupan una línea de comunicación fija, sino que ocupan parcialmente esta ruta física en diferentes momentos, lo que mejora en gran medida la utilización de la línea de comunicación.
Desventajas:
① Dado que los datos deben pasar por el proceso de almacenamiento y reenvío después de ingresar al nodo de conmutación, esto provoca retrasos en el reenvío (incluida la recepción de mensajes, la verificación de la exactitud, la puesta en cola, ( tiempo de envío, etc.), y cuanto mayor es el tráfico de la red, mayor es el retraso causado. Por lo tanto, la naturaleza en tiempo real del intercambio de mensajes es deficiente y no es adecuada para transmitir datos comerciales interactivos o en tiempo real.
② El intercambio de mensajes sólo aplica a señales digitales.
③Dado que no hay límite en la longitud del mensaje y cada nodo intermedio debe recibir el mensaje completo, cuando la línea de salida no está inactiva, es posible que sea necesario almacenar y esperar varios mensajes completos. Requiere que cada nodo de la red tenga un búfer grande. Para reducir costos y reducir la capacidad de memoria intermedia de los nodos, los mensajes que esperan ser reenviados a veces se almacenan en el disco, lo que aumenta aún más el retraso de transmisión.
(3) Conmutación de paquetes: la conmutación de paquetes todavía utiliza el método de transmisión de almacenamiento y reenvío, pero primero divide un mensaje largo en varios paquetes más cortos y luego estos paquetes (que transportan información de origen, dirección de destino y número). ) se envían uno por uno, por lo que, además de las ventajas de la conmutación de paquetes, la conmutación de paquetes tiene las siguientes ventajas y desventajas en comparación con la conmutación de paquetes:
Ventajas:
① Acelera el procesamiento de la transmisión de datos en la red. Debido a que los paquetes se transmiten uno por uno, la operación de almacenamiento del paquete siguiente se puede paralelizar con la operación de reenvío del paquete anterior. Este método de transmisión por canalización reduce el tiempo de transmisión del mensaje. Además, el búfer necesario para transmitir un paquete es mucho más pequeño que el búfer necesario para transmitir un mensaje, por lo que la probabilidad de esperar la transmisión debido a un búfer insuficiente y el tiempo de espera deben ser mucho menores.
② Gestión de almacenamiento simplificada. Debido a que la longitud del paquete es fija y el tamaño del búfer correspondiente también es fijo, la gestión de la memoria en el nodo de conmutación generalmente se simplifica a la gestión del búfer, lo cual es relativamente fácil.
③Reduce la probabilidad de errores y la cantidad de datos retransmitidos. Debido a que el paquete es más corto, la probabilidad de error seguramente se reducirá y la cantidad de datos retransmitidos cada vez se reducirá considerablemente. Esto no solo mejora la confiabilidad sino que también reduce el retraso en la transmisión.
④ Debido a que los paquetes son cortos, son más adecuados para usar estrategias de prioridad para facilitar la transmisión oportuna de algunos datos urgentes. Por lo tanto, la conmutación de paquetes es obviamente más adecuada para la comunicación de datos en ráfagas entre computadoras.
Desventajas:
①Aunque el retraso de transmisión de la conmutación de paquetes es menor que el de la conmutación de mensajes, todavía hay un retraso de almacenamiento y reenvío y sus conmutadores de nodos deben tener un procesamiento más potente. capacidades.
② La conmutación de paquetes es lo mismo que la conmutación de mensajes. A cada paquete se le debe agregar la dirección de origen, destino, número de grupo y otra información, lo que aumenta la cantidad de información transmitida aproximadamente entre un 5% y un 10%. reduce la eficiencia de la comunicación, aumenta el tiempo de procesamiento, complica el control y aumenta el retraso.
③Cuando la conmutación de paquetes utiliza servicios de datagramas, pueden ocurrir paquetes desordenados, perdidos o duplicados. Cuando los paquetes llegan al nodo de destino, los paquetes deben ordenarse por número, lo que aumenta el problema. Si se utiliza el servicio de circuito virtual, aunque no hay problema de desorden, existen tres procesos: establecimiento de llamada, transmisión de datos y liberación del circuito virtual.
En resumen, si la cantidad de datos a transmitir es grande y el tiempo de transmisión es mucho mayor que el tiempo de llamada, la conmutación de circuitos es más apropiada cuando la ruta de un extremo a otro consta de muchos enlaces; , se utiliza conmutación de paquetes Es más apropiado para intercambiar y transmitir datos. Desde la perspectiva de mejorar la utilización del canal de toda la red, la conmutación de mensajes y la conmutación de paquetes son mejores que la conmutación de paquetes, tiene un retraso menor que la conmutación de mensajes y es especialmente adecuada para la comunicación de datos en ráfagas entre computadoras.
Existen muchas formas de clasificar las redes informáticas, una de ellas es por cobertura, que se pueden dividir en redes de área local y redes de área amplia.
⑴LAN (Red de área local)
La red de área local se refiere a aquellas redes que conectan computadoras en estrecha proximidad, incluidas oficinas o laboratorios (red de diez metros), red de edificios (100- red de nivel de medidor), red de campus (red de nivel de 100 metros).
⑵WAN (Red de área amplia)
WAN se refiere a una red que conecta computadoras a largas distancias. Las redes de área amplia incluyen redes de área metropolitana (MAN - Metropolitan Area Network, nivel de diez kilómetros), redes regionales o redes industriales (nivel de cien kilómetros), redes nacionales (nivel de mil kilómetros) e incluso redes intercontinentales (nivel de diez mil kilómetros).
Desde la década de 1970, países de todo el mundo han establecido cientos de miles de redes de área local y decenas de miles de redes de área amplia. En este proceso, para intercambiar información entre redes y realizar la interconexión de redes en diferentes ámbitos, se han formado una serie de Internet compuestas por redes. Internet es la Internet global más grande.
3. Clasificación de las redes informáticas según los métodos de transmisión de datos
Las redes informáticas también se pueden dividir según el método de transmisión de datos, incluidas las redes de conmutación y las redes de transmisión.
⑴Red de comunicación conmutada:
Los datos enviados por un nodo en la red conmutada solo pueden ser recibidos por el nodo conectado directamente a él en "un paso" mientras pasa por el nodo intermedio; Los nodos conectados indirectamente a él deben ser "reenviados" por nodos intermedios para obtener datos. Este proceso de reenvío se llama "intercambio". Las topologías de redes de conmutación más utilizadas incluyen estrella, anillo, árbol, etc.
⑵Red de comunicación de difusión:
La información enviada por un nodo en la red de difusión puede ser recibida por todos los nodos de la red sin necesidad de intercambio por nodos intermedios. Estos nodos tienen un medio de transmisión compartido.
Las topologías utilizadas en las redes de difusión incluyen redes inalámbricas de paquetes, redes satelitales, redes de área local tipo bus, etc.
4. Otros métodos de clasificación
⑴ Clasificación según la estructura topológica de la red: se puede dividir en red en estrella, red de bus, red en anillo y red en árbol. Ver Figura 2.1.
⑵ Según la clasificación de los medios de transmisión de comunicaciones: se puede dividir en red de par trenzado, red de cable coaxial, red de fibra óptica y red satelital, etc.
⑶ Se clasifica según la forma en que se ocupa la banda de frecuencia de la señal: se puede dividir en red de banda base y red de banda ancha.
① Red de banda base: La señal digital original sin modulación se denomina "señal de banda base", y la red que transmite dichas señales se denomina "red de banda base".
② Red de banda ancha: Después de modular la onda sinusoidal mediante una señal digital, se puede obtener una señal analógica con una frecuencia fija, lo que se denomina señal modulada. Una red que transmite señales moduladas en diferentes frecuencias se denomina "red de banda ancha".
Parece que tu pregunta no ha terminado. .