Để truyền dữ liệu từ người gửi đến người nhận, các liên kết giao tiếp phải được thiết lập. Trong một cách đơn giản mạng máy tính , chỉ một liên kết kết nối người gửi và người nhận là đủ. Nhưng đối với các mạng lớn hơn, sẽ tồn tại nhiều hơn một tuyến giữa người gửi và người nhận. Trong trường hợp này, các phương pháp chuyển mạch mạng giúp thiết lập kết nối thích hợp giữa các thiết bị đầu cuối truyền thông. Thông tin được chuyển đổi giữa các liên kết khác nhau. Có bốn kỹ thuật chuyển mạch có sẵn cho dữ liệu số như chuyển mạch kênh, chuyển mạch gói, chuyển mạch tin nhắn và chuyển mạch di động. Các phương pháp này được lựa chọn dựa trên yêu cầu về hiệu quả và băng thông của chúng.
Chuyển mạch là gì?
Phương thức chuyển mạch này thiết lập một đường liên lạc dành riêng giữa người gửi và người nhận. Ở đây liên kết được thiết lập ở dạng vật lý giữa hai trạm có trong mạng. Liên kết sẽ được thiết lập, duy trì và kết thúc cho mỗi phiên giao tiếp. Ví dụ phổ biến nhất của chuyển mạch kênh là mạng điện thoại Analog.
Phương pháp chuyển mạch này cung cấp độ trễ bit không đổi và kênh tốc độ dữ liệu cố định giữa người gửi và người nhận. Dung lượng kênh đầy đủ được dành riêng cho thời gian kết nối. Khi dữ liệu được truyền từ người gửi sang người nhận, trước hết người gửi gửi yêu cầu đến trạm chuyển mạch để thiết lập kết nối. Người nhận trả lời với một xác nhận. Sau khi nhận được tín hiệu báo nhận, người gửi bắt đầu truyền dữ liệu. Chuyển mạch này thường được sử dụng cho các mạch thoại. Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng, Datakit, kênh B của ISDN, mạng lưới quang, v.v. là một số ví dụ về mạng chuyển mạch kênh.
Sơ đồ chuyển mạch
Trong loại chuyển mạch này, có một bộ chuyển mạch được kết nối với các liên kết vật lý. Ở đây khi đường dẫn dành riêng được thiết lập giữa người gửi và người nhận, nó sẽ giữ nguyên cho đến khi một trong những người dùng chấm dứt kết nối. Dữ liệu cố định được truyền đi và kiểu chuyển mạch này rất được sử dụng để truyền dữ liệu thoại. Mạng bao gồm các văn phòng chuyển mạch với các liên kết lâu dài giữa chúng. Bất cứ khi nào kết nối được yêu cầu, giao tiếp các liên kết dành riêng cho các thiết bị đầu cuối tạo thành đường truyền. Liên kết chuyên dụng này được duy trì cho đến khi kết nối bị ngắt. Những người dùng khác sẽ chỉ có thể sử dụng liên kết này khi nó bị người gửi hoặc người nhận chấm dứt.
Có ba giai đoạn trong việc thiết lập mạng chuyển mạch kênh. Chúng là - thiết lập mạch, Truyền dữ liệu và ngắt kết nối mạch.
Chuyển mạch
Thành lập vi mạch
Đây là giai đoạn thiết lập mạch. Ở đây liên kết được thiết lập giữa người gửi và người nhận. Khi một kết nối phải được thiết lập giữa trạm A và trạm B, trạm A sẽ gửi một yêu cầu kết nối đến nút 1 thông qua một liên kết dành riêng giữa trạm A và nút1. Sau đó, node1 gửi yêu cầu đến tất cả các nút được kết nối với nó. Yêu cầu được chuyển tiếp giữa các nút cuối cùng tạo thành một tuyến đường đến Trạm B. Dựa trên trạng thái của nó, trạm B sẽ gửi xác nhận nếu nó không bận. Do đó, một liên kết liên lạc dành riêng sẽ được thiết lập giữa Trạm A và Trạm B.
Truyền dữ liệu
Tất cả các kết nối nội bộ trong liên kết truyền thông là song công. Trước khi bắt đầu giao tiếp, các tài nguyên sẽ được sử dụng được dành riêng cho liên kết đó. Một số tài nguyên như vậy là bộ đệm chuyển đổi, thời gian xử lý chuyển đổi, công tắc điện Các cổng vào / ra. Trong phương pháp này, công tắc xà ngang thường được sử dụng. Sau khi thiết lập liên kết, dữ liệu sẽ được truyền liên tục với tốc độ dữ liệu cố định cho cả người gửi và người nhận. Trong phương pháp chuyển đổi này, dữ liệu không bị chậm lại.
Ngắt kết nối mạch
Đường dẫn dành riêng được thiết lập giữa người gửi và người nhận sẽ được duy trì trong toàn bộ thời gian liên lạc cho đến khi nó bị một trong hai người dùng chấm dứt. Sau khi kết thúc mạng, một tín hiệu thông báo được truyền tới tất cả các nút trong liên kết để giải phóng các tài nguyên dự trữ.
Sự khác biệt giữa chuyển mạch và chuyển mạch gói
- Chuyển mạch nội mạch, dữ liệu được truyền liên tục giữa người gửi và người nhận. Trong khi đó trong chuyển mạch gói, dữ liệu được nhịp độ và gửi độc lập qua mạng chia sẻ.
- Khi kết nối được duy trì trong chuyển mạch kênh, không người dùng nào khác có thể truy cập liên kết đó, ngay cả khi không có dữ liệu nào được truyền. Do đó chuyển mạch kênh cung cấp dịch vụ chất lượng cao.
- Trong chuyển mạch gói, băng thông được chia sẻ bởi người dùng. Như vậy, chất lượng của dịch vụ chuyển mạch gói thấp.
- Không giống như chuyển mạch kênh, đường dẫn không được bảo lưu trong mạng chuyển mạch gói. Chuyển mạch gói hỗ trợ lưu trữ và truyền chuyển tiếp.
- Không có đường dẫn vật lý nào được thiết lập cho mạng chuyển mạch gói.
- Chuyển mạch gói hiệu quả hơn so với chuyển mạch kênh.
- Cơ sở hạ tầng chuyển mạch gói ít phức tạp hơn so với chuyển mạch kênh.
Ưu điểm và nhược điểm
Một số ưu điểm của chuyển mạch kênh như sau:
- Nó sử dụng một băng thông cố định.
- Một kênh giao tiếp chuyên dụng làm tăng chất lượng giao tiếp.
- Dữ liệu được truyền với tốc độ dữ liệu cố định.
- Không có thời gian chờ đợi tại công tắc.
- Thích hợp để liên lạc lâu dài.
Một số nhược điểm của chuyển mạch kênh như sau:
- Kết nối chuyên dụng không thể truyền dữ liệu khác ngay cả khi kênh miễn phí.
- Nguồn lực không được sử dụng đầy đủ.
- Thời gian cần thiết để thiết lập liên kết vật lý giữa hai trạm là quá lâu.
- Vì phải thiết lập một đường dẫn riêng cho mỗi kết nối, nên việc chuyển mạch kênh sẽ đắt hơn.
- Ngay cả khi không có chuyển dữ liệu, liên kết vẫn được duy trì cho đến khi nó bị người dùng chấm dứt. Bởi kênh này vẫn lý tưởng trong một thời gian dài do đó làm cho việc chuyển mạch kênh không hiệu quả.
- Các kênh chuyên dụng yêu cầu nhiều băng thông hơn.
Mạng viễn thông là tập hợp các thiết bị đầu cuối và các nút. Chuyển mạch kênh là phương pháp thiết lập kênh viễn thông giữa hai nút mạng. Mỗi thiết bị đầu cuối trong mạng có một địa chỉ duy nhất. Nó rất giống với mạng điện thoại Analog thời kỳ đầu. Với những tiến bộ của công nghệ, các phương pháp giao tiếp kỹ thuật số mới đang được giới thiệu.
Bộ chuyển mạch điện thoại đầu tiên được vận hành tại New Haven Connecticut vào tháng 1 năm 1878. Qua nhiều năm, công nghệ chuyển mạch đã thay đổi mạnh mẽ nhưng chức năng cơ bản vẫn được giữ nguyên. Ba giai đoạn trong quá trình thực hiện phương pháp chuyển mạch kênh là gì?
