Η μεταγωγή πακέτων είναι μια προσέγγιση που χρησιμοποιείται από ορισμένα πρωτόκολλα δικτύων υπολογιστών για την παράδοση δεδομένων σε τοπική ή μεγάλης απόστασης σύνδεση. Παραδείγματα πρωτοκόλλων μεταγωγής πακέτων είναι το Frame Relay, το IP και το X.25.
Πώς λειτουργεί η εναλλαγή πακέτων
Η εναλλαγή πακέτων διασπά τα δεδομένα σε διάφορα μέρη που είναι συσκευασμένα σε ειδικά διαμορφωμένες μονάδες που ονομάζονται πακέτα. Συνήθως δρομολογούνται από την πηγή στον προορισμό χρησιμοποιώντας διακόπτες δικτύου και δρομολογητές. Στη συνέχεια, τα δεδομένα συναρμολογούνται εκ νέου στον προορισμό.
Κάθε πακέτο περιέχει πληροφορίες διεύθυνσης που προσδιορίζουν τον υπολογιστή αποστολής και τον προβλεπόμενο παραλήπτη. Χρησιμοποιώντας αυτές τις διευθύνσεις, οι μεταγωγείς δικτύου και οι δρομολογητές καθορίζουν τον καλύτερο τρόπο μεταφοράς του πακέτου μεταξύ μεταπήδησης στη διαδρομή προς τον προορισμό του. Υπάρχουν δωρεάν εφαρμογές, όπως το Wireshark, που καταγράφουν και προβάλλουν τα δεδομένα εάν είναι απαραίτητο.
Τι είναι το Hop;
Στη δικτύωση υπολογιστών, ένα hop αντιπροσωπεύει ένα τμήμα της πλήρους διαδρομής μεταξύ της πηγής και του προορισμού. Κατά την επικοινωνία μέσω Διαδικτύου, για παράδειγμα, τα δεδομένα περνούν μέσω ενός αριθμού ενδιάμεσων συσκευών, συμπεριλαμβανομένων των δρομολογητών και των μεταγωγέων, αντί να ρέουν απευθείας πάνω από ένα μόνο καλώδιο. Κάθε συσκευή προκαλεί μεταπήδηση δεδομένων μεταξύ μιας σύνδεσης δικτύου από σημείο σε σημείο και μιας άλλης.
Το πλήθος αναπήδησης αντιπροσωπεύει τον συνολικό αριθμό συσκευών από τις οποίες περνά ένα δεδομένο πακέτο δεδομένων. Σε γενικές γραμμές, όσο περισσότερα άλματα πρέπει να διασχίσουν τα πακέτα δεδομένων για να φτάσουν στον προορισμό τους, τόσο μεγαλύτερη είναι η καθυστέρηση μετάδοσης.
Βοηθητικά προγράμματα δικτύου, όπως το ping, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον προσδιορισμό του πλήθους αναπήδησης σε έναν συγκεκριμένο προορισμό. Το ping δημιουργεί πακέτα που περιλαμβάνουν ένα πεδίο που είναι δεσμευμένο για τον αριθμό hop. Κάθε φορά που μια ικανή συσκευή λαμβάνει αυτά τα πακέτα, αυτή η συσκευή τροποποιεί το πακέτο και αυξάνει τον αριθμό αναπήδησης κατά ένα. Επιπλέον, η συσκευή συγκρίνει το πλήθος hop με ένα προκαθορισμένο όριο και απορρίπτει το πακέτο εάν ο αριθμός hop του είναι πολύ υψηλός. Αυτή η ενέργεια εμποδίζει τα πακέτα να αναπηδούν ατελείωτα γύρω από το δίκτυο λόγω σφαλμάτων δρομολόγησης.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της εναλλαγής πακέτων
Η μεταγωγή πακέτων είναι η εναλλακτική λύση στα πρωτόκολλα μεταγωγής κυκλωμάτων που χρησιμοποιούνται ιστορικά για τηλεφωνικά δίκτυα και μερικές φορές με συνδέσεις ISDN.
Σε σύγκριση με την μεταγωγή κυκλώματος, η μεταγωγή πακέτων προσφέρει τα ακόλουθα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα:
- Πιο αποτελεσματική χρήση του συνολικού εύρους ζώνης δικτύου λόγω της ευελιξίας στη δρομολόγηση των μικρότερων πακέτων μέσω κοινόχρηστων συνδέσμων.
- Τα δίκτυα μεταγωγής πακέτων είναι συχνά φθηνότερα στην κατασκευή καθώς απαιτείται λιγότερος εξοπλισμός.
- Αξιοπιστία. Εάν ένα πακέτο δεν φτάσει όπως αναμένεται στον προορισμό του, ο υπολογιστής παραλαβής εντοπίζει ότι λείπει ένα πακέτο και ζητά την εκ νέου αποστολή του.
- Η μεταγωγή πακέτων προσφέρει αυτόματη αλλαγή δρομολόγησης σε περίπτωση που αποτύχει οποιοσδήποτε κόμβος στο ταξίδι του.
-
Μεγαλύτερες καθυστερήσεις στη λήψη μηνυμάτων λόγω του χρόνου που απαιτείται για τη συσκευασία και τη δρομολόγηση πακέτων. Για πολλές εφαρμογές, οι καθυστερήσεις δεν είναι αρκετά μεγάλες για να είναι σημαντικές, αλλά για εφαρμογές υψηλής απόδοσης όπως βίντεο σε πραγματικό χρόνο, είναι συχνά απαραίτητη η πρόσθετη τεχνολογία Ποιότητας Υπηρεσίας (QoS) για την επίτευξη των απαιτούμενων επιπέδων απόδοσης.
- Η πιθανότητα για κινδύνους για την ασφάλεια του δικτύου υπάρχει λόγω της χρήσης κοινών φυσικών συνδέσμων. Τα πρωτόκολλα και άλλα σχετικά στοιχεία στα δίκτυα μεταγωγής πακέτων πρέπει να ευθυγραμμίζονται με τις κατάλληλες προφυλάξεις ασφαλείας.
- Η καθυστέρηση είναι απρόβλεπτη.
