DCN - Comutação de rede

A comutação é o processo de encaminhar pacotes vindos de uma porta para uma porta que leva ao destino. Quando os dados chegam em uma porta, são chamados de entrada e, quando os dados saem de uma porta ou saem, são chamados de saída. Um sistema de comunicação pode incluir vários interruptores e nós. Em um nível mais amplo, a mudança pode ser dividida em duas categorias principais:

• Connectionless: Os dados são encaminhados em nome das tabelas de encaminhamento. Nenhum handshaking anterior é necessário e as confirmações são opcionais.

• Connection Oriented:  Antes de trocar os dados a serem encaminhados ao destino, é necessário pré-estabelecer o circuito ao longo do caminho entre os dois pontos finais. Os dados são então encaminhados nesse circuito. Após a conclusão da transferência, os circuitos podem ser mantidos para uso futuro ou podem ser desligados imediatamente.

Comutação de circuitos

Quando dois nós se comunicam através de um caminho de comunicação dedicado, isso é chamado de comutação de circuito. Há uma necessidade de uma rota pré-especificada a partir da qual os dados viajarão e nenhum outro dado é permitido. Na comutação de circuito, para transferir os dados, circuito deve ser estabelecido para que a transferência de dados possa ocorrer.

Os circuitos podem ser permanentes ou temporários. As aplicações que usam comutação de circuito podem ter que passar por três fases:

• Estabeleça um circuito

• Transfira os dados

• Desconecte o circuito

A comutação de circuitos foi projetada para aplicações de voz. O telefone é o exemplo mais adequado de comutação de circuitos. Antes que um usuário possa fazer uma chamada, um caminho virtual entre o chamador e o receptor é estabelecido pela rede.

Troca de mensagens

Essa técnica estava em algum lugar no meio da comutação de circuitos e de pacotes. Na comutação de mensagens, a mensagem inteira é tratada como uma unidade de dados e é comutada / transferida em sua totalidade.

Um switch trabalhando na troca de mensagens primeiro recebe a mensagem inteira e a armazena em buffer até que haja recursos disponíveis para transferi-la para o próximo salto. Se o próximo salto não tiver recursos suficientes para acomodar uma mensagem de tamanho grande, a mensagem será armazenada e a central aguardará.

Essa técnica foi considerada um substituto para a comutação de circuito. Como na comutação de circuito, todo o caminho é bloqueado apenas para duas entidades. A comutação de mensagens é substituída pela comutação de pacotes. A troca de mensagens tem as seguintes desvantagens:

• Cada switch em trânsito precisa de armazenamento suficiente para acomodar a mensagem inteira.

• Por causa da técnica de armazenamento e encaminhamento e das esperas incluídas até que os recursos estejam disponíveis, a troca de mensagens é muito lenta.

• A troca de mensagens não era uma solução para streaming de mídia e aplicativos em tempo real.

Comutação de pacotes

As deficiências da troca de mensagens deram origem a uma ideia de troca de pacotes. A mensagem inteira é dividida em pedaços menores chamados pacotes. As informações de comutação são adicionadas no cabeçalho de cada pacote e transmitidas de forma independente.

É mais fácil para dispositivos de rede intermediários armazenar pacotes de pequeno tamanho e eles não consomem muitos recursos no caminho da portadora ou na memória interna dos switches.

A comutação de pacotes aumenta a eficiência da linha, pois os pacotes de vários aplicativos podem ser multiplexados pela portadora. A Internet usa a técnica de comutação de pacotes. A comutação de pacotes permite que o usuário diferencie os fluxos de dados com base nas prioridades. Os pacotes são armazenados e encaminhados de acordo com sua prioridade para fornecer qualidade de serviço.