पॅकेट-स्विच केलेल्या नेटवर्कची बँडविड्थ. आयपी आणि फ्रेम रिले नेटवर्कवर भाषण आणि डेटा विलंबांचे विश्लेषण

संगणक नेटवर्कवर विलंब काय आहे हे अधिक चांगल्या प्रकारे समजून घेण्यासाठी, आम्ही शिफारस करतो की तुम्ही Traceroute डायग्नोस्टिक प्रोग्राम वापरा. हा प्रोग्राम सोपा आहे आणि जवळजवळ कोणत्याही एंड सिस्टमवर वापरला जाऊ शकतो. वापरकर्ता गंतव्य होस्टचे नाव प्रविष्ट करतो, त्यानंतर प्रोग्राम या होस्टच्या पत्त्यावर अनेक विशेष पॅकेट पाठवतो. नेटवर्कवर प्रसारित करताना, पॅकेट्स प्रेषकाच्या पत्त्यावर संदेश तयार करण्यास कारणीभूत ठरतात

आतापर्यंत, आमचे मुख्य लक्ष नोड विलंबतेवर आहे, जे वैयक्तिक राउटरमुळे होणारी विलंबता आहे. आता प्रेषकाकडून गंतव्यस्थानापर्यंत पॅकेट प्रसारित करण्यात एकूण विलंबाचा अंदाज लावण्याची वेळ आली आहे. हे करण्यासाठी, पॅकेटच्या मार्गावर N - 1 राउटर आहेत असे गृहीत धरा, नेटवर्क लोड असा आहे की तेथे कोणत्याही किंवा नगण्य रांगा नाहीत, प्रत्येक राउटर आणि प्रेषकाची प्रक्रिया वेळ d(obp), ट्रान्समिशन गती आहे

वर चर्चा केलेल्या उदाहरणांमध्ये, आम्ही असे गृहीत धरले आहे की आमचा राउटर बफरमध्ये असंख्य पॅकेट्स संचयित करण्यास सक्षम आहे. अर्थात, सराव मध्ये, बफरची क्षमता केवळ मर्यादितच नाही तर खूप मर्यादित देखील आहे, कारण राउटरला मोठ्या संख्येने पॅकेट संचयित करण्याची क्षमता दिल्याने त्यांची किंमत लक्षणीय वाढते. याचा अर्थ असा आहे की सराव मध्ये प्रतीक्षा विलंब असीम असू शकत नाही. बफर तर

पॅकेट ट्रांसमिशन दरम्यान होणारा विलंबाचा सर्वात जटिल आणि मनोरंजक प्रकार म्हणजे प्रतीक्षा विलंब d(प्रतीक्षा). हे मूल्य नेटवर्क तंत्रज्ञानासाठी इतके महत्त्वाचे आहे की डझनभर पुस्तके आणि शेकडो वैज्ञानिक लेख त्यास समर्पित आहेत. आता आम्ही रांगेच्या सिद्धांतामध्ये फार खोलवर जाणार नाही आणि प्रतीक्षा विलंब आणि त्याचे परिणाम केवळ सामान्य शब्दात विचारात घेऊ. प्रतीक्षा विलंब हा नोड विलंबाचा एकमेव घटक आहे,

जे संगणक नेटवर्किंगमध्ये नवीन आहेत ते सहसा ट्रान्समिशन विलंब आणि प्रसार विलंब यांच्यातील फरकाबद्दल गोंधळलेले असतात. खरंच, या संकल्पनांमधील फरक, जरी स्पष्ट नसला तरी, खूप महत्वाचा आहे. ट्रान्समिशन विलंब हा पॅकेटला बफरमध्ये जागा मोकळी करण्यासाठी लागणारा एकूण वेळ आहे आणि संप्रेषण लाइनच्या प्रसारणाच्या गतीवर आणि पॅकेटच्या आकारावर अवलंबून असतो, परंतु लाइनच्या लांबीवर नाही.

प्रसारित बिटची माहिती घेऊन जाणारा सिग्नल तयार केल्यानंतर, हा सिग्नल संप्रेषण रेषेच्या बाजूने पसरतो, राउटर B पर्यंत पोहोचतो. कम्युनिकेशन लाईनच्या बाजूने सिग्नल प्रसारित करण्यासाठी लागणाऱ्या वेळेला प्रसार विलंब म्हणतात आणि तो रेषेच्या लांबी आणि भौतिक प्रमाणानुसार निर्धारित केला जातो. ट्रान्समिशन माध्यमाचे गुणधर्म (फायबर ऑप्टिक्स, ट्विस्टेड जोडीमध्ये तांबे आणि असेच). सिग्नल प्रसाराची गती 2 x 108 m/s पासून 3 x 108 पर्यंत असते

पॅकेट्स ज्या क्रमाने रांगेत येतात त्याच क्रमाने दिले जातात (हे पॅकेट-स्विच केलेल्या नेटवर्क्समधील प्रबळ सेवा मॉडेल आहे) असे गृहीत धरून, आम्ही या निष्कर्षावर पोहोचतो की आमचे पॅकेट प्रसारण पूर्ण होण्यापूर्वी सर्व पॅकेट रांगेत उभे झाल्यानंतर प्रसारित केले जाईल. L ही पॅकेटची लांबी असू द्या आणि R ही कम्युनिकेशन लाईनवर पॅकेट ट्रान्समिशन गती असू द्या, तर ट्रान्समिशन विलंब L/R च्या बरोबरीचा आहे. ट्रान्समिशन विलंब

रांगेत असताना, राउटर B च्या लिंकवर पुढील ट्रान्समिशनची वाट पाहत असताना पॅकेट विलंबाच्या अधीन आहे. विलंबाची वेळ रांगेतील पॅकेटच्या संख्येवर अवलंबून असते आणि पॅकेटच्या मार्गावरील वेगवेगळ्या राउटरमध्ये लक्षणीयरीत्या बदलू शकते. जर कम्युनिकेशन लाइन लोड कमी असेल, तर पॅकेटची प्रतीक्षा वेळ एकतर शून्य किंवा क्षुल्लक असेल, परंतु जर ओळ ओव्हरलोड असेल, तर ती अनेक पटींनी वाढू शकते. नंतर

पॅकेट हेडर वाचण्यासाठी आणि पुढील मार्ग निश्चित करण्यासाठी लागणारा वेळ हा नोड प्रोसेसिंग लेटन्सीचा भाग आहे. इतर घटक देखील प्रक्रियेच्या विलंबतेवर परिणाम करू शकतात, जसे की ट्रांसमिशन दरम्यान पॅकेट भ्रष्टाचार तपासण्याची आवश्यकता. हाय-स्पीड राउटरमध्ये ठराविक प्रोसेसिंग लेटन्सी मायक्रोसेकंद रेंजमध्ये असते. पॅकेटवर प्रक्रिया केल्यानंतर, राउटर, आवश्यक असल्यास, राउटर B सह कम्युनिकेशन लाइनच्या रांगेत ठेवतो. आम्ही माहितीच्या उद्देशाने आहोत.
लेखांचे स्पष्टीकरण, दुरुस्त्या आणि चर्चा लेखांच्या मजकुराखाली, टिप्पण्यांमध्ये उपलब्ध आहेत.
या लेखांच्या सल्ल्यानुसार सिस्टममध्ये केलेल्या सर्व बदलांची जबाबदारी तुम्ही स्वीकारता.
स्त्रोत साइटवर लिंक न देता हे लेख कॉपी करणे सक्त मनाई आहे.

सर्किट स्विचिंग आणि पॅकेट - कोणत्याही नेटवर्क तंत्रज्ञानामध्ये डेटा स्विच करण्याच्या सामान्यीकृत समस्येचे निराकरण करण्याच्या पद्धती आहेत ज्यामध्ये संपूर्णपणे डेटा ट्रान्समिशन नेटवर्कच्या विशिष्ट समस्यांचा समावेश होतो.

डेटा नेटवर्कच्या विशेष समस्यांमध्ये हे समाविष्ट आहे:

• प्रवाह आणि योग्य मार्ग परिभाषित करा;
• फिक्सेशन रूट कॉन्फिगरेशन पॅरामीटर्स आणि नेटवर्क डिव्हाइसेसची टेबल्स;
• एका डिव्हाइस इंटरफेसमध्ये ओळख प्रवाह आणि डेटा ट्रान्सफर;
• मल्टिप्लेक्सिंग/डिमल्टीप्लेक्सिंग प्रवाह;
• पृथक्करण माध्यम.

नेटवर्क स्विचिंग सदस्यांच्या सामान्यीकृत समस्येचे निराकरण करण्याच्या अनेक संभाव्य पध्दतींपैकी दोन मूलभूत गोष्टींचे वाटप केले जाते, ज्यामध्ये चॅनेल स्विचिंग आणि पॅकेट स्विचिंग समाविष्ट आहे. प्रत्येक स्विचिंग तंत्राचे पारंपारिक ऍप्लिकेशन्स आहेत, उदाहरणार्थ, सर्किट स्विच्ड तंत्रज्ञानाचा वापर करून टेलिफोन नेटवर्क तयार आणि तयार केले जात आहेत, संगणक नेटवर्क आणि बहुतेक पॅकेट स्विचिंग तंत्रावर आधारित आहेत.

म्हणून, सर्किट-स्विच केलेल्या नेटवर्कमधील माहितीचा प्रवाह म्हणजे ग्राहकांच्या जोडीमध्ये डेटाची देवाणघेवाण. त्यानुसार, जागतिक प्रवाह वैशिष्ट्य म्हणजे पत्ते (टेलिफोन नंबर) ग्राहक एकमेकांशी संवाद साधतात. सर्किट-स्विच केलेल्या नेटवर्कचे एक वैशिष्ट्य म्हणजे प्राथमिक चॅनेलची संकल्पना.

प्राथमिक चॅनेल

एलिमेंटल चॅनेल (किंवा चॅनेल)- सर्किट स्विच केलेल्या नेटवर्कची मूलभूत तांत्रिक वैशिष्ट्ये आहे, जी दिलेल्या प्रकारच्या नेटवर्क थ्रूपुट मूल्यामध्ये निश्चित केली जाते. सर्किट स्विच केलेल्या नेटवर्कमधील प्रत्येक लिंकमध्ये या प्रकारच्या नेटवर्कसाठी स्वीकारलेल्या एकाधिक चॅनेल एलिमेंटरीची क्षमता असते.

पारंपारिक टेलिफोन सिस्टममध्ये प्राथमिक चॅनेल गतीचे मूल्य 64 kbit/s च्या बरोबरीचे असते, जे उच्च-गुणवत्तेच्या डिजिटल आवाजासाठी पुरेसे असते.

उच्च-गुणवत्तेच्या आवाजासाठी ध्वनी कंपनांची वारंवारता 8000 हर्ट्झ (नमुना काढण्याची वेळ 125 एमएस अंतराल) वापरली जाते. मोठेपणाचे मोजमाप दर्शवण्यासाठी बहुतेकदा 8-बिट कोड वापरला जातो, जो 256 टोन श्रेणीकरण (सॅम्पलिंग मूल्यांद्वारे) करतो.

या प्रकरणात, एका व्हॉइस चॅनेलच्या प्रसारणासाठी 64 kbit/s बँडविड्थ आवश्यक आहे:

8000 x 8 = 64000 bit/s किंवा 64 kbit/s.

अशा व्हॉइस चॅनेलला प्राथमिक चॅनेल डिजिटल टेलिफोन नेटवर्क म्हणतात. सर्किट स्विच्ड नेटवर्कचे वैशिष्ट्य म्हणजे प्रत्येक लिंकची बँडविड्थ प्राथमिक चॅनेलच्या पूर्णांक संख्येइतकी असणे आवश्यक आहे.

संयुक्त चॅनेल

प्राथमिक चॅनेलच्या स्विचिंग (कनेक्शन) द्वारे संप्रेषण तयार केले जाते, ज्याला a म्हणतात संमिश्र चॅनेल.

संमिश्र चॅनेल

संमिश्र चॅनेलचे गुणधर्म:

• संमिश्र चॅनेल त्याच्या संपूर्ण लांबीच्या समान संख्येच्या प्राथमिक वाहिन्यांनी बनलेले आहे;
• संमिश्र चॅनेलमध्ये त्याच्या संपूर्ण लांबीमध्ये स्थिर आणि निश्चित बँडविड्थ असते;
• संमिश्र चॅनेल दोन सदस्यांच्या सत्राच्या कालावधीसाठी तात्पुरते तयार केले आहे;
• सत्रात, संमिश्र चॅनेलमध्ये समाविष्ट केलेले सर्व मूलभूत चॅनेल, सदस्यांचा विशेष वापर प्रविष्ट करा, ज्यासाठी संयुक्त चॅनेल तयार केले गेले आहे;
• संप्रेषण सत्रादरम्यान सदस्य संमिश्र चॅनेल क्षमतेपेक्षा जास्त नसलेला नेटवर्क डेटा दर पाठवू शकतात;
• संमिश्र चॅनेलमध्ये प्राप्त केलेला डेटा, कॉल केलेल्या सदस्यास विलंब न करता, तोटा न करता आणि त्याच दराने (स्रोत दर) वितरीत केले जाण्याची हमी दिली जाते.
• सत्राच्या समाप्तीनंतर संबंधित संमिश्र चॅनेलसह समाविष्ट केलेले मूलभूत चॅनेल, विनामूल्य घोषित केले गेले आणि इतर वापरकर्त्यांद्वारे वापरण्यासाठी वाटप केलेल्या संसाधनांच्या पूलमध्ये परत आले.

कनेक्शन नाकारले

कनेक्शन नाकारले

कनेक्शन विनंत्या नेहमी यशस्वी होत नाहीत.

कॉलिंग आणि कॉल केलेले सदस्य यांच्यातील मार्ग विनामूल्य चॅनेल नसल्यास किंवा मूलभूत नोड नावाचा व्यस्त असल्यास, कनेक्शन सेटअपमध्ये खराबी उद्भवते.

सर्किट स्विचिंगचा फायदा

सर्किट स्विचिंग तंत्रज्ञानाचा उद्देश नेटवर्कमधील अपघाती घटना कमी करणे, म्हणजे तंत्रज्ञान आहे. कोणतीही संभाव्य अनिश्चितता टाळण्यासाठी माहितीच्या देवाणघेवाणीचे बरेचसे काम डेटा ट्रान्सफर सुरू होण्यापूर्वीच केले जाते. प्रथम, दिलेल्या पत्त्यासाठी, प्रेषकापासून प्राप्तकर्त्यापर्यंत आवश्यक मूलभूत चॅनेलची उपलब्धता. परंतु बर्स्टीच्या बाबतीत, हा दृष्टीकोन कुचकामी आहे, कारण 80% वेळ चॅनेल निष्क्रिय असू शकते.

पॅकेट स्विचिंग

पॅकेट स्विच केलेल्या डेटा सबमिशनसह नेटवर्कचे सर्वात महत्वाचे तत्त्व नेटवर्कवर संरचनेत एकमेकांपासून विभक्त केलेल्या डेटाच्या स्वरूपात प्रसारित केले जाते ज्याला पॅकेट म्हणतात. प्रत्येक पॅकेटमध्ये एक शीर्षलेख असतो, ज्यामध्ये गंतव्य पत्ता आणि इतर सहाय्यक माहिती (डेटा फील्डची लांबी, चेकसम आणि इतर.), पॅकेजच्या पत्त्यावर डिलिव्हरी करण्यासाठी वापरली जाते.

प्रत्येक पॅकेटमध्ये पत्ता असणे हे पॅकेट स्विचिंग तंत्रज्ञानाचे सर्वात महत्त्वाचे वैशिष्ट्य आहे, कारण प्रत्येक पॅकेटवर नेटवर्क रहदारी असलेल्या इतर स्विच पॅकेट्सपेक्षा स्वतंत्रपणे प्रक्रिया केली जाऊ शकते. पॅकेजमधील शीर्षकाव्यतिरिक्त पॅकेजच्या शेवटी ठेवण्यासाठी एक अतिरिक्त फील्ड आणि तथाकथित ट्रेलर असू शकते. ट्रेलरमध्ये सामान्यत: चेकसम ठेवलेले असते, जे आपल्याला नेटवर्कवर प्रसारित करताना माहिती खराब झाली आहे की नाही हे तपासण्याची परवानगी देते.

पॅकेट्समध्ये डेटाचे विभाजन करणे

पॅकेट्समध्ये डेटाचे विभाजन अनेक टप्प्यात होते. चेन प्रेषक नोड ट्रान्समिशन डेटा व्युत्पन्न करतो, जो समान भागांमध्ये विभागलेला असतो. त्यानंतर हेडर ओव्हरहेड जोडून पॅकेजची निर्मिती होते. आणि शेवटचा टप्पा म्हणजे गंतव्य नोडला मूळ संदेशामध्ये पॅकेट्स एकत्र करणे.

पॅकेट्समध्ये डेटाचे विभाजन करणे

नेटवर्कवर पॅकेट म्हणून डेटा हस्तांतरित करणे

पॅकेट ट्रान्समिशन नेटवर्क

सर्किट स्विच्ड नेटवर्क्स, पॅकेट स्विच्ड नेटवर्क्स प्रमाणे, प्रत्येक स्ट्रीमसाठी कम्युटेशन स्विचसाठी संग्रहित टेबल्समध्ये मॅन्युअली किंवा स्वयंचलितपणे मार्ग निश्चित केला जातो. स्विचमध्ये प्रवेश करणारी पॅकेट्स प्रक्रिया केली जातात आणि विशिष्ट मार्गावर पाठविली जातात

पॅकेट-स्विच केलेल्या नेटवर्क्समधील डेटाची अनिश्चितता आणि असिंक्रोनस हालचाली अशा नेटवर्क्समधील स्विचेसवर विशेष मागणी करतात.

सर्किट-स्विच केलेल्या नेटवर्कमधील स्विचच्या पॅकेट स्विचमधील मुख्य फरक म्हणजे पॅकेट्स तात्पुरते साठवण्यासाठी त्यांच्याकडे अंतर्गत बफर मेमरी असते. स्विच बफर्सना त्याच्या इंटरफेसशी जोडलेल्या कम्युनिकेशन लिंक्समध्ये डेटा दरांचा ताळमेळ घालणे आवश्यक आहे, तसेच त्यांच्या स्विचिंग गतीसह आगमन पॅकेट्सचा दर सुसंगत करणे आवश्यक आहे.

हस्तांतरण पॅकेजच्या पद्धती

एक स्विच तीनपैकी एका पद्धतीच्या आधारे पॅकेजेसचा प्रचार करू शकतो:

• डेटाग्राम ट्रान्समिशन;
• तार्किक कनेक्शनच्या स्थापनेसाठी हस्तांतरण;
• व्हर्च्युअल चॅनेलच्या स्थापनेवर हस्तांतरित करा.

डेटाग्राम ट्रान्समिशन

डेटाग्राम हस्तांतरणएकमेकांपासून स्वतंत्र पॅकेटच्या जाहिरातीवर आधारित पद्धत. पॅकेट प्रोसेसिंग प्रक्रिया केवळ त्यात असलेल्या पॅरामीटर्सच्या मूल्यांद्वारे आणि नेटवर्कच्या वर्तमान स्थितीद्वारे निर्धारित केली जाते. आणि प्रत्येक पॅकेट नेटवर्क पूर्णपणे स्वतंत्र युनिट हस्तांतरण - डेटाग्राम म्हणून मानले जाते.

चित्रण डेटाग्राम पॅकेट तत्त्व

तार्किक कनेक्शनच्या स्थापनेवर हस्तांतरित करा

तार्किक कनेक्शनच्या स्थापनेवर हस्तांतरित करा

पॅकेट एक्सचेंज प्रक्रियेच्या काही पॅरामीटर्सच्या नेटवर्कच्या दोन टोकांच्या नोड्सच्या सामंजस्यासाठी प्रक्रियेस लॉजिकल कनेक्शनची स्थापना म्हणतात. दोन परस्परसंवादी नोड्सद्वारे वाटाघाटी केलेले पर्याय, ज्याला लॉजिकल कनेक्शन पॅरामीटर्स म्हणतात.

आभासी चॅनेल

आभासी चॅनेल

पॅकेट-स्विच केलेल्या नेटवर्कशी एंड नोड्स जोडणारा एकमेव पूर्व-पॅड केलेला निश्चित मार्ग, ज्याला आभासी चॅनेल (व्हर्च्युअल सर्किट किंवा आभासी चॅनेल) म्हणून संबोधले जाते. शाश्वत माहिती प्रवाहासाठी आभासी चॅनेल तयार केले जातात. प्रत्येक पॅकेटच्या एकूण रहदारीच्या प्रवाहाचा डेटा प्रवाह वेगळा करण्यासाठी विशिष्ट प्रकारचे चिन्ह - लेबलसह चिन्हांकित केले जाते. लॉजिकल नेटवर्क कनेक्शनच्या स्थापनेप्रमाणे, व्हर्च्युअल चॅनेल स्त्रोत नोडच्या गॅस्केटसह एक विशेष पॅकेज - कनेक्शन विनंतीसह सुरू होते.

व्हर्च्युअल चॅनेल वापरून टेबल स्विचिंग नेटवर्क डेटाग्राम नेटवर्कमधील स्विचिंग टेबलपेक्षा वेगळे आहे. यात फक्त स्विच व्हर्च्युअल चॅनेलमधून जाणाऱ्या नोंदी असतात, आणि सर्व संभाव्य गंतव्य पत्त्याचा समावेश नाही, जसे डेटाग्राम अल्गोरिदम ट्रान्सफर असलेल्या नेटवर्कमध्ये आहे.

तुलना सर्किट-स्विच आणि पॅकेट

चॅनेल स्विच करत आहे	पॅकेट स्विचिंग
आपण प्रथम कनेक्शन स्थापित करणे आवश्यक आहे	कनेक्शन स्थापित करण्याचा कोणताही टप्पा नाही (डेटाग्राम पद्धत)
कनेक्शन स्थापित करताना केवळ स्थान आवश्यक आहे	पत्ता आणि इतर सेवा माहिती प्रत्येक पॅकेटसह प्रसारित केली जाते
नेटवर्क सदस्यांना कनेक्शन नाकारू शकते	नेटवर्क ग्राहकांकडून डेटा प्राप्त करण्यासाठी नेहमी तयार असते
संवाद साधणाऱ्या सदस्यांसाठी गॅरंटीड बँडविड्थ (बँडविड्थ).	वापरकर्त्यांसाठी नेटवर्क बँडविड्थ अज्ञात आहे, ट्रान्समिशन विलंब यादृच्छिक आहेत
रिअल-टाइम रहदारी विलंब न करता हस्तांतरित केली जाते	बर्स्टी रहदारी प्रसारित करताना नेटवर्क संसाधने प्रभावीपणे वापरली जातात
उच्च प्रसारण विश्वसनीयता	बफर ओव्हरफ्लोमुळे संभाव्य डेटा हानी
चॅनेल क्षमतेचा अतार्किक वापर, नेटवर्कची एकूण कार्यक्षमता कमी करते	सदस्यांमधील भौतिक चॅनेलचे स्वयंचलित डायनॅमिक बँडविड्थ वाटप

पॅकेट स्विचिंग पद्धत आणि सर्किट स्विचिंग पद्धतीमधील फरकांपैकी एक म्हणजे दोन सदस्यांमधील कनेक्शन क्षमतेची अनिश्चितता. सर्किट स्विचिंग पद्धतीमध्ये, संमिश्र चॅनेलच्या निर्मितीनंतर, एंड नोड्स दरम्यान डेटा प्रसारित करताना नेटवर्क क्षमता ओळखली जाते - ही चॅनेल क्षमता आहे. चॅनेलच्या स्थापनेशी संबंधित विलंबानंतर, चॅनेलसाठी जास्तीत जास्त वेगाने डेटा प्रसारित करणे सुरू होते (चित्र 2.31, अ). सर्किट-स्विच केलेल्या नेटवर्कमध्ये संदेश प्रसारित वेळ Tk.k. 1z.r कम्युनिकेशन लाईनसह सिग्नल प्रसार विलंबाच्या बेरजेइतके. आणि संदेश प्रसारित विलंब 1з.п. सिग्नल प्रसार विलंब एका विशिष्ट भौतिक वातावरणात विद्युत चुंबकीय लहरींच्या प्रसाराच्या गतीवर अवलंबून असतो, जो व्हॅक्यूममधील प्रकाशाच्या गतीच्या 0.6 ते 0.9 पर्यंत असतो. संदेश प्रसारित करण्याची वेळ V/C च्या बरोबरीची आहे, जेथे V हा बिट्समधील संदेशाचा आवाज आहे आणि C ही चॅनेलची क्षमता प्रति सेकंद बिटमध्ये आहे.

पॅकेट स्विचिंगसह नेटवर्कमध्ये, मूलभूतपणे भिन्न चित्र दिसून येते.

तांदूळ. २.३१.सर्किट- आणि पॅकेट-स्विच केलेल्या नेटवर्कमध्ये डेटा ट्रान्समिशनला विलंब होतो

या नेटवर्क्समधील कनेक्शन स्थापनेची प्रक्रिया, वापरल्यास, सर्किट-स्विच केलेल्या नेटवर्क्स प्रमाणेच अंदाजे वेळ लागतो, म्हणून आम्ही फक्त डेटा ट्रान्सफर वेळेची तुलना करू.

अंजीर मध्ये. आकृती 2.31 पॅकेट-स्विच केलेल्या नेटवर्कवर ट्रान्समिशनचे उदाहरण दाखवते. असे गृहीत धरले जाते की चित्रात दर्शविल्याप्रमाणे समान आकाराचा संदेश नेटवर्कवर प्रसारित केला जातो. २.३१, अ,तथापि, ते पॅकेटमध्ये विभागलेले आहे, प्रत्येक हेडरसह. पॅकेट स्विच केलेल्या नेटवर्कमधील संदेशाचा प्रसार वेळ द्वारे दर्शविला जातो

प्रतिमेवर. जेव्हा हा संदेश, पॅकेटमध्ये मोडला जातो, पॅकेट-स्विच केलेल्या नेटवर्कवर प्रसारित केला जातो, तेव्हा अतिरिक्त वेळ विलंब होतो. प्रथम, हे ट्रान्समिशन स्त्रोतामध्ये होणारे विलंब आहेत, जे संदेश स्वतः प्रसारित करण्याव्यतिरिक्त, tn.s हेडर प्रसारित करण्यासाठी अतिरिक्त वेळ घालवतात, तसेच प्रत्येक पुढील पॅकेटच्या प्रसारणाच्या दरम्यानच्या अंतरामुळे tmrr विलंब जोडला जातो. हा वेळ पुढील पॅकेट प्रोटोकॉल स्टॅक तयार करण्यासाठी खर्च केला जातो).

दुसरे म्हणजे, प्रत्येक स्विचमध्ये अतिरिक्त वेळ घालवला जातो. येथे विलंब म्हणजे पॅकेट बफरिंग वेळेची बेरीज t6.n. (स्विच पॅकेट पूर्णपणे त्याच्या बफरमध्ये प्राप्त केल्याशिवाय प्रसारित करणे सुरू करू शकत नाही) आणि स्विचिंग वेळ 1k आहे. बफरिंग वेळ प्रोटोकॉल बिट रेटवर पॅकेट प्राप्त करण्यासाठी लागणाऱ्या वेळेइतका असतो. स्विचिंग टाइम म्हणजे पॅकेट रांगेत थांबलेल्या वेळेची आणि पॅकेट आउटपुट पोर्टवर हलवण्याच्या वेळेची बेरीज आहे. जर पॅकेट प्रवासाची वेळ निश्चित असेल आणि सामान्यतः लहान असेल (अनेक मायक्रोसेकंदांपासून अनेक दहा मायक्रोसेकंदपर्यंत), तर रांगेतील पॅकेटसाठी प्रतीक्षा वेळ खूप विस्तृत मर्यादेत चढ-उतार होतो आणि ते आधीच माहित नसते, कारण ते सध्याच्या नेटवर्कवर अवलंबून असते. पॅकेटसह लोड करा.

एक साधे उदाहरण वापरून सर्किट-स्विच केलेल्या नेटवर्कच्या तुलनेत पॅकेट-स्विच केलेल्या नेटवर्कमध्ये डेटा ट्रान्समिशनमध्ये किती विलंब होतो याचा अंदाज लावूया. दोन्ही प्रकारच्या नेटवर्कमध्ये प्रसारित करणे आवश्यक असलेला चाचणी संदेश 200 KB असू द्या. प्रेषक प्राप्तकर्त्यापासून 5000 किमी अंतरावर आहे. कम्युनिकेशन लाईन्सची क्षमता 2 Mbit/s आहे.

सर्किट-स्विच केलेल्या नेटवर्कवर डेटा ट्रान्समिशनची वेळ ही वेळेची बेरीज आहे

ना सिग्नल प्रसार, ज्याचा अंदाजे 5000 किमी अंतरासाठी अंदाजे 25 ms आहे, किंवा संदेश प्रसारित वेळ, जो थ्रूपुटसह

2 Mbit/s आणि 200 KB च्या संदेशाची लांबी अंदाजे 800 ms आहे, म्हणजेच एकूण डेटा ट्रान्सफरला 825 ms लागला.

पॅकेट-स्विच केलेल्या नेटवर्कवर हा संदेश प्रसारित करण्यासाठी किती अतिरिक्त वेळ लागेल याचा अंदाज लावूया. आम्ही असे गृहीत धरू की प्रेषकापासून प्राप्तकर्त्यापर्यंतचा मार्ग 10 स्विचमधून जातो. एकूण 200 पॅकेटसाठी मूळ संदेश 1 KB पॅकेटमध्ये विभागलेला आहे. प्रथम, स्त्रोत नोडवर होणाऱ्या विलंबाचा अंदाज घेऊ. आपण असे गृहीत धरू की मालकीच्या माहितीचा वाटा पोस्ट केला आहे;

एकूण मेसेज व्हॉल्यूमच्या संबंधात पॅकेट हेडर 10% आहे. म्हणून, पॅकेट शीर्षलेखांच्या प्रसारणाशी संबंधित अतिरिक्त विलंब संपूर्ण संदेशाच्या प्रसारण वेळेच्या 10% आहे, म्हणजेच 80 एमएस. जर आपण पॅकेट पाठवण्याच्या दरम्यानचा मध्यांतर 1 ms घेतला, तर मध्यांतरांमुळे होणारे अतिरिक्त नुकसान 200 ms असेल. एकूण, स्त्रोत नोडमध्ये, ट्रान्समिशन दरम्यान संदेश पॅकेटायझेशनमुळे, 280 ms चा अतिरिक्त विलंब झाला.

10 स्विचपैकी प्रत्येक स्विचिंग विलंब सादर करतो, जो अपूर्णांकांपासून हजारो मिलिसेकंदांपर्यंत मोठ्या प्रमाणात बदलू शकतो. या उदाहरणात, असे गृहीत धरू स्विचिंगवर सरासरी 20 एमएस खर्च केले जातात. याव्यतिरिक्त, जेव्हा संदेश स्विचमधून जातात, तेव्हा पॅकेट बफरिंग विलंब होतो. 1 KB च्या पॅकेट आकारासाठी आणि 2 Mbit/s च्या लाइन क्षमतेसाठी हा विलंब 4 च्या बरोबरीचा आहे. 10 स्विचद्वारे सादर केलेला एकूण विलंब अंदाजे 240 ms असेल. परिणामी, पॅकेट-स्विच केलेल्या नेटवर्कद्वारे अतिरिक्त विलंब 520 ms होता. सर्किट-स्विच केलेल्या नेटवर्कवरील संपूर्ण डेटा ट्रान्सफरला 825 ms लागला हे लक्षात घेता, हा अतिरिक्त विलंब महत्त्वपूर्ण मानला जाऊ शकतो.

वरील गणना अगदी अंदाजे असली तरी ती कारणे स्पष्ट करते ज्यामुळे हस्तांतरण प्रक्रिया

पॅकेट-स्विच केलेल्या नेटवर्कवरील सदस्यांच्या विशिष्ट जोडीचा सर्किट-स्विच केलेल्या नेटवर्कपेक्षा हळू असतो.

पॅकेट-स्विच केलेल्या नेटवर्कची अनिश्चित क्षमता ही त्याच्या एकूण कार्यक्षमतेसाठी देय असलेली किंमत आहे, वैयक्तिक सदस्यांच्या हितासाठी काही नुकसान होते. त्याचप्रमाणे, मल्टीप्रोग्रामिंग ऑपरेटिंग सिस्टममध्ये, अनुप्रयोगाच्या अंमलबजावणीच्या वेळेचा आगाऊ अंदाज लावला जाऊ शकत नाही, कारण ते इतर अनुप्रयोगांच्या संख्येवर अवलंबून असते ज्यासह अनुप्रयोग प्रोसेसर सामायिक करतो.

नेटवर्क प्रसारित केलेल्या पॅकेटच्या आकारामुळे नेटवर्कची कार्यक्षमता लक्षणीयरीत्या प्रभावित होते. खूप मोठ्या पॅकेट आकारांमुळे पॅकेट-स्विच केलेले नेटवर्क सर्किट-स्विच केलेल्या नेटवर्कच्या जवळ येते, त्यामुळे नेटवर्कची कार्यक्षमता कमी होते. खूप लहान पॅकेट्स ओव्हरहेड माहितीचा वाटा लक्षणीयरीत्या वाढवतात, कारण प्रत्येक पॅकेटमध्ये एका निश्चित लांबीचे हेडर असते आणि पॅकेटचा आकार कमी होताना ज्या पॅकेटमध्ये संदेश विभागले जातात त्यांची संख्या झपाट्याने वाढेल. एक मध्यम ग्राउंड आहे जे जास्तीत जास्त नेटवर्क कार्यक्षमतेची खात्री देते, परंतु ते निश्चितपणे निर्धारित करणे कठीण आहे कारण ते अनेक घटकांवर अवलंबून असते, ज्यापैकी काही नेटवर्क चालू असताना सतत बदलत असतात. म्हणून, पॅकेट स्विचिंग नेटवर्कसाठी प्रोटोकॉल डेव्हलपर पॅकेटची लांबी किंवा अधिक अचूकपणे डेटा फील्ड असू शकते अशा मर्यादा निवडतात, कारण हेडरची, नियमानुसार, एक निश्चित लांबी असते. सामान्यतः, डेटा फील्डची खालची मर्यादा शून्यावर सेट केली जाते, जी वापरकर्त्याच्या डेटाशिवाय सेवा पॅकेट्स प्रसारित करण्यास अनुमती देते आणि वरची मर्यादा 4 किलोबाइट्सपेक्षा जास्त नसते. डेटा ट्रान्सफर करताना ऍप्लिकेशन्स डेटा एक्सचेंज जलद पूर्ण करण्यासाठी डेटा फील्डचा जास्तीत जास्त आकार व्यापण्याचा प्रयत्न करतात आणि लहान पॅकेट्स सहसा पॅकेट वितरण पावत्यांसाठी वापरल्या जातात.

पॅकेट आकार निवडताना, आपण चॅनेलचा बिट त्रुटी दर देखील विचारात घेणे आवश्यक आहे. अविश्वसनीय चॅनेलवर, पॅकेट आकार कमी करणे आवश्यक आहे, कारण जेव्हा पॅकेट दूषित होतात तेव्हा ते पुन्हा प्रसारित केलेल्या डेटाचे प्रमाण कमी करते.

२.४.३. संदेश स्विचिंग

अंतर्गत संदेश स्विचिंगप्रत्येक संगणकाच्या डिस्कवर या ब्लॉकच्या तात्पुरत्या बफरिंगसह नेटवर्कवरील ट्रान्झिट संगणकांमधील डेटाच्या एका ब्लॉकच्या हस्तांतरणाचा संदर्भ देते (चित्र 2.32). पॅकेटच्या विपरीत, संदेशाची अनियंत्रित लांबी असते, जी तांत्रिक विचारांद्वारे नव्हे तर संदेश बनविणाऱ्या माहितीच्या सामग्रीद्वारे निर्धारित केली जाते. उदाहरणार्थ, संदेश एक मजकूर दस्तऐवज, प्रोग्राम कोड असलेली फाइल किंवा ईमेल असू शकतो.

ट्रान्झिट संगणक एकतर पॅकेट-स्विच केलेले नेटवर्क किंवा सर्किट-स्विच नेटवर्कद्वारे एकमेकांशी कनेक्ट केले जाऊ शकतात. संदेश डिस्कवरील ट्रान्झिट संगणकावर संग्रहित केला जातो आणि जर संगणक इतर कामाने लोड केला असेल किंवा नेटवर्क तात्पुरते ओव्हरलोड असेल तर स्टोरेज वेळ बराच मोठा असू शकतो.

ही योजना सामान्यतः संदेश प्रसारित करण्यासाठी वापरली जाते ज्यांना त्वरित प्रतिसादाची आवश्यकता नसते, बहुतेकदा ईमेल संदेश. डिस्कवरील इंटरमीडिएट स्टोरेजसह हस्तांतरण मोड म्हणतात "संचय-आणि-हस्तांतरण (स्टोअर- आणि- पुढे).

संदेश स्विचिंग मोड ट्रॅफिकसाठी नेटवर्क ट्रॅफिकला आराम देतो ज्यांना जलद प्रतिसाद आवश्यक असतो, जसे की WWW सेवा किंवा फाइल सेवा रहदारी.

तांदूळ. २.३२.संदेश स्विचिंग

ते शक्य तितक्या पारगमन संगणकांची संख्या कमी करण्याचा प्रयत्न करतात. जर संगणक पॅकेट-स्विच केलेल्या नेटवर्कशी जोडलेले असतील, तर मध्यवर्ती संगणकांची संख्या सामान्यतः दोन पर्यंत कमी केली जाते. उदाहरणार्थ, वापरकर्ता त्याच्या आउटगोइंग मेल सर्व्हरवर एक मेल संदेश पाठवतो, जो प्राप्तकर्त्याच्या इनकमिंग मेल सर्व्हरवर संदेश पाठवण्याचा प्रयत्न करतो. परंतु जर संगणक टेलिफोन नेटवर्कद्वारे एकमेकांशी जोडलेले असतील तर बरेच इंटरमीडिएट सर्व्हर वापरले जातात, कारण टेलिफोन नेटवर्कच्या ओव्हरलोडमुळे (ग्राहक व्यस्त आहे) किंवा आर्थिकदृष्ट्या फायदेशीर नसल्यामुळे अंतिम सर्व्हरवर थेट प्रवेश करणे या क्षणी अशक्य असू शकते. लांब पल्ल्याच्या दूरध्वनी कनेक्शनसाठी उच्च दरांमुळे,

मेसेज स्विचिंग तंत्र संगणक नेटवर्कमध्ये पॅकेट स्विचिंग तंत्रापेक्षा आधी दिसले, परंतु नंतर नेटवर्क थ्रूपुटच्या बाबतीत ते अधिक कार्यक्षम असल्याने नंतरच्या द्वारे बदलले गेले. डिस्कवर संदेश लिहिण्यासाठी बराच वेळ लागतो या व्यतिरिक्त, डिस्कच्या उपस्थितीसाठी स्विच म्हणून कार्य करण्यासाठी विशेष संगणकांची आवश्यकता असते, ज्यामुळे नेटवर्कची किंमत वाढते.

आज, मेसेज स्विचिंग केवळ काही गैर-कार्यरत सेवांसाठी कार्य करते, बहुतेकदा पॅकेट-स्विच केलेल्या नेटवर्कच्या शीर्षस्थानी ॲप्लिकेशन स्तर सेवा म्हणून.

नेटवर्क सदस्यांना जोडण्यासाठी तीन स्विचिंग पद्धती वापरतात: सर्किट स्विचिंग, पॅकेट स्विचिंग आणि संदेश स्विचिंग.

सर्किट स्विचिंग आणि पॅकेट स्विचिंग दोन्ही एकतर डायनॅमिक किंवा पर्सिस्टंट असू शकतात.

सर्किट-स्विच केलेल्या नेटवर्कमध्ये, सदस्यांपैकी एकाच्या विनंतीनुसार, सदस्य नेटवर्क स्विचसह एकत्रित चॅनेल कनेक्ट करतात.

नेटवर्क स्विच आणि एकाधिक सबस्क्राइबर चॅनेल दरम्यान चॅनेल सामायिक करण्यासाठी, दोन तंत्रज्ञान वापरले जातात: चॅनेलची वारंवारता विभागणी (FDM) आणि चॅनेलची वेळ विभागणी (TDM). सिग्नल्सच्या ॲनालॉग मॉड्युलेशनसाठी वारंवारता विभागणी वैशिष्ट्यपूर्ण आहे आणि डिजिटल कोडिंगसाठी वेळ विभागणी वैशिष्ट्यपूर्ण आहे.

सर्किट-स्विच केलेले नेटवर्क सतत तीव्रतेचे डेटा प्रवाह स्विच करण्यासाठी चांगले असतात, उदाहरणार्थ, फोनवर बोलत असलेल्या इंटरलोक्यूटरद्वारे तयार केलेले डेटा प्रवाह, परंतु ग्राहक चॅनेलच्या प्रवाहांमध्ये ट्रंक चॅनेलची क्षमता गतिशीलपणे पुनर्वितरित करू शकत नाहीत.

पॅकेट स्विच केलेले नेटवर्क विशेषतः बर्स्टी संगणक रहदारी कार्यक्षमतेने वाहतूक करण्यासाठी डिझाइन केले होते. स्विचेसमध्ये वेगवेगळ्या सदस्यांकडून पॅकेट्स बफर केल्याने तुम्हाला प्रत्येक सदस्यासाठी असमान रहदारीची तीव्रता कमी करता येते आणि स्विचेसमधील कम्युनिकेशन चॅनेल समान रीतीने लोड करता येते.

पॅकेट-स्विच केलेले नेटवर्क या अर्थाने कार्यक्षमतेने कार्य करतात की प्रत्येक युनिट वेळेत सर्व नेटवर्क सदस्यांकडून प्रसारित केलेल्या डेटाचे प्रमाण सर्किट-स्विच केलेले नेटवर्क वापरण्यापेक्षा जास्त असते. तथापि, ग्राहकांच्या प्रत्येक जोडीसाठी, स्विचेसमधील पॅकेट रांगांमुळे नेटवर्क थ्रूपुट सर्किट-स्विच केलेल्या नेटवर्कपेक्षा कमी असू शकते.

पॅकेट स्विच केलेले नेटवर्क दोनपैकी एका मोडमध्ये ऑपरेट करू शकतात: डेटाग्राम मोड किंवा व्हर्च्युअल सर्किट मोड.

नेटवर्क कार्यक्षमतेवर पॅकेट आकाराचा महत्त्वपूर्ण प्रभाव पडतो. सामान्यतः, नेटवर्कवरील पॅकेट्सचा कमाल आकार 1-4 KB असतो.

मेसेज स्विचिंग हे वापरकर्ता संवाद ऑफ-लाइन आयोजित करण्यासाठी डिझाइन केले आहे, जेव्हा संदेशास त्वरित प्रतिसाद अपेक्षित नाही. या स्विचिंग पद्धतीसह, संदेश अनेक ट्रान्झिट संगणकांद्वारे प्रसारित केला जातो, जेथे संपूर्ण संदेश डिस्कवर बफर केला जातो.

प्रश्न आणि व्यायाम

1. डिजिटल कम्युनिकेशन लाइन्स ॲनालॉग डेटा ठेवू शकतात?

2. ट्रान्समीटर पॉवर 0.01 mW आणि चॅनेलमधील आवाज शक्ती 0.0001 mW असल्यास 20 kHz बँडविड्थ असलेल्या चॅनेलवर बिट प्रति सेकंद डेटा दराची सैद्धांतिक मर्यादा काय असेल?

3. डुप्लेक्स मोडच्या प्रत्येक दिशेसाठी संप्रेषण चॅनेलची क्षमता निश्चित करा, जर हे ज्ञात असेल की त्याची बँडविड्थ 600 kHz आहे आणि एन्कोडिंग पद्धत 10 सिग्नल स्थिती वापरते.

4. 128 बाइट्सचे पॅकेट प्रसारित करण्याच्या बाबतीत सिग्नल प्रसार विलंब आणि डेटा ट्रान्समिशन विलंबाची गणना करा:

100 Mbit/s च्या प्रेषण गतीने 100 मीटर लांब ट्विस्टेड पेअर केबलद्वारे;

10 Mbit/s च्या प्रसारण गतीसह 2 किमी लांब कोएक्सियल केबल;

128 Kbps च्या प्रसारण गतीने 72,000 किमी लांबीसह उपग्रह भूस्थिर वाहिनी.

300,000 km/s च्या व्हॅक्यूममध्ये प्रकाशाच्या वेगाइतका सिग्नल प्रसाराचा वेग विचारात घ्या.

5. ट्रान्समीटर 7E ध्वजासह बिट-स्टफिंग तंत्र वापरून ऑपरेट करत असल्यास आणि ट्रान्समीटर इनपुटला अनुक्रम 24 A5 7E 56 8C (सर्व मूल्ये हेक्साडेसिमल आहेत) प्राप्त झाल्यास लाइनवर कोणती फ्रेम प्रसारित करेल?

6. डिजिटल टेलिफोन नेटवर्कच्या प्राथमिक चॅनेलचे 64 Kbit/s थ्रूपुट का निवडले गेले ते स्पष्ट करा?

7. मजकूर माहितीसाठी सर्वात योग्य असलेल्या कॉम्प्रेशन पद्धतींना नाव द्या. बायनरी डेटा संकुचित करण्यासाठी ते अप्रभावी का आहेत?

8. A, B, C, D, F आणि प्रत्येक वर्णासाठी असमान लांबीचे कोड सुचवा बद्दल,जर तुम्हाला BDDACAAFOOOOOOO संदेश पाठवायचा असेल. वापरण्याच्या तुलनेत डेटा कॉम्प्रेशन साध्य केले जाईल:

पारंपारिक ASCII कोडमध्ये?

समान लांबीचे कोड, फक्त या वर्णांची उपस्थिती लक्षात घेऊन?

9. स्लाइडिंग विंडो पद्धतीमध्ये सकारात्मक पावती गमावली आहे की नाही हे ट्रान्समीटर कसे ठरवते?

10. पॅकेट स्विचिंग नेटवर्कमध्ये गर्दी होत आहे. ही परिस्थिती दूर करण्यासाठी, नेटवर्क कॉम्प्यूटर प्रोटोकॉलमधील विंडोचा आकार वाढवावा किंवा कमी करावा?

11. नेटवर्कमधील कम्युनिकेशन लाईन्सची विश्वासार्हता विंडो आकाराच्या निवडीवर कसा परिणाम करते?

12. TDM तंत्रज्ञानाचा अतिरेक काय आहे?

13. कोणती स्विचिंग पद्धत अधिक कार्यक्षम आहे: सर्किट स्विचिंग किंवा पॅकेट स्विचिंग?

14. तीन संकल्पनांमधील फरक स्पष्ट करा:

तार्किक कनेक्शन ज्यावर काही प्रोटोकॉल आधारित आहेत;

पॅकेट स्विचिंग नेटवर्कमध्ये आभासी चॅनेल;

सर्किट-स्विच केलेल्या नेटवर्कमध्ये संमिश्र चॅनेल.

स्थानिक नेटवर्कचे मूलभूत तंत्रज्ञान

पॅकेट-स्विच केलेल्या नेटवर्क्समधील डेटा ट्रान्समिशन विलंबाची तुलना सर्किट-स्विच केलेल्या नेटवर्क्समधील विलंबांशी करूया, अंजीरच्या आधारावर. ३.१३. दोन्ही प्रकारच्या नेटवर्कमध्ये प्रसारित करणे आवश्यक असलेला चाचणी संदेश 200,000 बाइट्स असू द्या. प्रेषक प्राप्तकर्त्यापासून 5000 किमी अंतरावर आहे. कम्युनिकेशन लाईन्सची क्षमता 2 Mbit/s आहे. सर्किट-स्विच केलेल्या नेटवर्कवर डेटा ट्रान्समिशनच्या वेळेमध्ये सिग्नल प्रसार वेळ असतो, जो 5000 किमी अंतरासाठी अंदाजे 25 एमएस आणि चॅनेलमधील संदेश प्रसारित वेळ असतो, जो 2 Mbit च्या थ्रूपुटसह असतो. /s आणि 200,000 बाइट्सचा संदेश आकार, अंदाजे 800 ms आहे, म्हणजेच, ग्राहकाला एकूण डेटा ट्रान्सफर करण्यासाठी 825 ms लागतो. पॅकेट-स्विच केलेल्या नेटवर्कवर हा संदेश प्रसारित करण्यासाठी लागणाऱ्या अतिरिक्त वेळेचा अंदाज घेऊ. आम्ही असे गृहीत धरू की प्रेषकापासून प्राप्तकर्त्यापर्यंतचा मार्ग 10 स्विचमधून जातो. आम्ही असेही गृहीत धरतो की नेटवर्क अंडरलोड केलेल्या मोडमध्ये कार्यरत आहे आणि स्विचेसमध्ये कोणत्याही रांगा नाहीत. एकूण 200 पॅकेट्ससाठी मूळ संदेश 1000 बाइट्सच्या पॅकेटमध्ये विभागलेला आहे.

जर आपण पॅकेट पाठवण्याच्या दरम्यानचे अंतर 1 ms ने घेतले, तर संदेश प्रसारित करण्याची वेळ अतिरिक्त 200 ms ने वाढेल. पॅकेट शीर्षलेख प्रसारित करण्याच्या आवश्यकतेमुळे चॅनेलवर संदेश प्रसारित करण्यासाठी लागणारा वेळ देखील वाढेल. एकूण मेसेज व्हॉल्यूमच्या संदर्भात पॅकेट हेडरमध्ये असलेल्या ओव्हरहेड माहितीचा वाटा 10% आहे असे गृहीत धरू. म्हणून, पॅकेट शीर्षलेखांच्या प्रसारणाशी संबंधित अतिरिक्त विलंब मूळ संदेशाच्या प्रसारण वेळेच्या 10% आहे, म्हणजेच 80 एमएस. प्रत्येक स्विचमधून पॅकेट जात असताना, पॅकेट बफरिंगला विलंब होतो.

1000 बाइट्सचे पॅकेट आकार, 100 बाइट्सचे हेडर आणि 2 Mbit/s च्या लाइन क्षमतेसह हा विलंब एका स्विचमध्ये 4.4 ms आहे. तसेच स्विचिंग विलंब 2 ms आहे. 10 स्विचमधून जाण्याच्या परिणामी, पॅकेट बफरिंग आणि स्विचिंगवर खर्च केलेल्या एकूण 64 एमएस विलंबाने पोहोचेल. याचा परिणाम पॅकेट स्विच केलेल्या नेटवर्कद्वारे अतिरिक्त 344 ms लेटन्सीमध्ये होतो.

सर्किट-स्विच केलेल्या नेटवर्कवर संपूर्ण डेटा ट्रान्सफरला 825 ms लागतात हे लक्षात घेता, ही अतिरिक्त विलंबता लक्षणीय मानली जाऊ शकते. जरी ही गणना खूपच ढोबळ असली तरी, वैयक्तिक ग्राहकाला सर्किट-स्विच केलेल्या नेटवर्कपेक्षा पॅकेट-स्विच केलेल्या नेटवर्कवर हळू डेटा ट्रान्सफर का अनुभवतो हे स्पष्ट करते.

वरील उदाहरणावरून काय लक्षात येते? सर्किट-स्विच केलेले नेटवर्क पॅकेट-स्विच केलेल्या नेटवर्कपेक्षा अधिक कार्यक्षम आहे का? चला या प्रश्नाचे उत्तर देण्याचा प्रयत्न करूया.

संपूर्ण नेटवर्कचा विचार करताना, नेटवर्क कार्यक्षमतेचा निकष म्हणून वापरणे तार्किक आहे, वैयक्तिक वापरकर्त्याच्या रहदारी प्रसाराची गती नव्हे तर अधिक अविभाज्य निकष, उदाहरणार्थ, नेटवर्कद्वारे प्रति युनिट प्रसारित केलेल्या एकूण डेटाची रक्कम. वेळ. या प्रकरणात, सर्किट-स्विच केलेल्या नेटवर्कच्या तुलनेत पॅकेट-स्विच केलेल्या नेटवर्कची कार्यक्षमता (संवाद चॅनेलच्या समान क्षमतेसह) जास्त असल्याचे दिसून येते. हा परिणाम 60 च्या दशकात प्रायोगिक आणि विश्लेषणात्मकपणे रांगेच्या सिद्धांताचा वापर करून सिद्ध झाला.

विश्वसनीय ऑपरेशन आणि नेटवर्कचे उच्च कार्यप्रदर्शन सुनिश्चित करण्यासाठी कमी विलंब हा एक महत्त्वाचा घटक आहे. रिअल-टाइम कम्युनिकेशन, स्ट्रीमिंग आणि व्यवहार ऍप्लिकेशन्स लेटन्सीवर खूप अवलंबून असतात. काही मिलिसेकंदांच्या लेटन्सीमध्ये वाढ झाल्याने विकृत प्रतिमा आणि आवाज, अनुप्रयोग गोठवणे आणि आर्थिक नुकसान होऊ शकते.

प्रदाता नेटवर्क थ्रूपुट आणि लेटन्सी चढउतारांवर लक्ष ठेवण्याचा प्रयत्न करतात, परंतु चॅनेलची “रुंदी” वाढवल्याने नेटवर्क लेटन्सीवर परिणाम होत नाही. या सामग्रीमध्ये आम्ही विलंबाची मुख्य कारणे आणि त्याचा सामना करण्याचे मार्ग पाहू.

/ थॉमस विल्यम्सचे छायाचित्र

संप्रेषण गुणवत्तेवर विलंब आणि त्याचा प्रभाव

पॅकेट-आधारित नेटवर्कमध्ये, विलंबता आणि थ्रूपुटमधील संबंध अस्पष्ट आणि परिभाषित करणे कठीण आहे. या प्रकरणात, प्रतीक्षा वेळेत खालील घटक असतात:

• सीरियलायझेशन लेटन्सी - पॅकेट प्रसारित करण्यासाठी पोर्टला लागणारा वेळ
• प्रसार विलंब - प्राप्तकर्त्यापर्यंत थोडी माहिती पोहोचण्यासाठी लागणारा वेळ (भौतिकशास्त्राच्या नियमांद्वारे निर्धारित)
• गर्दीचा विलंब - नेटवर्क घटकाच्या आउटपुट रांगेत फ्रेम घालवणारा वेळ
• ट्रान्समिशन विलंब म्हणजे नेटवर्क घटक पॅकेटचे विश्लेषण, प्रक्रिया आणि प्रसारित करण्यासाठी खर्च करते.

वाहतूक व्यवस्थापन

Ashton, Metzler & Associates ट्रॅफिक मॅनेजमेंटची व्याख्या वेगवेगळ्या प्राधान्यक्रमांसह विविध प्रकारच्या रहदारी हाताळण्यासाठी नेटवर्कची क्षमता म्हणून करते.

हा दृष्टिकोन गंभीर, विलंब-संवेदनशील अनुप्रयोगांसाठी बँडविड्थ-संबंधित नेटवर्कमध्ये वापरला जातो. नियंत्रण म्हणजे विशिष्ट सेवांवर रहदारी प्रतिबंधित करणे, जसे की ईमेल, आणि चॅनेलचा काही भाग व्यवसाय-गंभीर अनुप्रयोग चालवण्यासाठी समर्पित करणे.

संस्थेच्या नेटवर्कमध्ये रहदारी आणि संप्रेषण गुणवत्ता व्यवस्थापित करण्यासाठी, अभियंते शिफारस करतात:

• नेटवर्क कॉन्फिगर करा जेणेकरून तुम्ही रहदारीचे निरीक्षण आणि वर्गीकरण करू शकता
• महत्त्वाच्या अनुप्रयोगांचे नमुने समजून घेण्यासाठी नेटवर्क रहदारीचे विश्लेषण करा
• योग्य प्रवेश पातळी लागू करा
• बदलत्या रहदारीचे नमुने सक्रियपणे व्यवस्थापित करण्यासाठी निरीक्षण करा आणि अहवाल द्या

ट्रॅफिक व्यवस्थापित करण्याचा सर्वात प्रभावी मार्ग, Viavi Solutions तज्ञांच्या मते, संप्रेषण गुणवत्तेचे श्रेणीबद्ध नियंत्रण (H-QoS), जे नेटवर्क धोरणे, फिल्टरिंग आणि रहदारी बँडविड्थ व्यवस्थापनाचे संयोजन आहे. सर्व नेटवर्क घटकांनी अति-कमी विलंबता आणि उच्च कार्यक्षमता प्रदान केल्यास H-QoS कार्यप्रदर्शन कमी करणार नाही. H-QoS चा मुख्य फायदा म्हणजे चॅनेलची क्षमता वाढविल्याशिवाय विलंब कमी करणे.

NID वापरणे

नेटवर्क इंटरफेस डिव्हाइसेस (NIDs) कमी खर्चात रहदारीचे निरीक्षण आणि ऑप्टिमाइझ करण्याची क्षमता प्रदान करतात. सामान्यतः, अशी उपकरणे ग्राहकांच्या आवारात स्थापित केली जातात: नेटवर्क टॉवर आणि ऑपरेटर नेटवर्कमधील इतर संक्रमण बिंदू.

NIDs सर्व नेटवर्क घटकांवर नियंत्रण प्रदान करतात. जर असे उपकरण H-QoS चे समर्थन करत असेल, तर प्रदाता केवळ नेटवर्कच्या ऑपरेशनचे निरीक्षण करू शकत नाही, परंतु प्रत्येक कनेक्ट केलेल्या वापरकर्त्यासाठी वैयक्तिकरित्या पॅरामीटर्स कॉन्फिगर देखील करू शकतो.

कॅशिंग

फक्त बँडविड्थमध्ये तुलनेने कमी वाढ केल्याने नेटवर्क ऍप्लिकेशनच्या खराब कार्यप्रदर्शनाची समस्या सोडवली जाणार नाही. कॅशिंग सामग्री वितरणाची गती वाढविण्यात आणि नेटवर्क लोड ऑप्टिमाइझ करण्यात मदत करते. या प्रक्रियेचा संसाधन संचयन प्रवेग तंत्र म्हणून विचार केला जाऊ शकतो - नेटवर्क अधिक वेगाने चालते, जसे की ते अद्यतनित केले गेले होते.

संस्था सामान्यत: अनेक स्तरांवर कॅशिंग वापरतात. तथाकथित प्रॉक्सी कॅशिंग लक्षात घेण्यासारखे आहे. जेव्हा वापरकर्ता कोणत्याही डेटाची विनंती करतो तेव्हा त्याची विनंती स्थानिक प्रॉक्सी कॅशेद्वारे पूर्ण केली जाऊ शकते. अशी विनंती अंमलात आणण्याची संभाव्यता जितकी जास्त असेल तितकी नेटवर्क चॅनेल मोकळी होईल.

प्रॉक्सी कॅशे हे एक प्रकारचे सामायिक कॅशे आहेत: ते मोठ्या संख्येने वापरकर्त्यांसह कार्य करतात आणि विलंबता आणि नेटवर्क रहदारी कमी करण्यात खूप चांगले असतात. प्रॉक्सी कॅशिंगसाठी एक उपयुक्त वापर केस म्हणजे अनेक कर्मचाऱ्यांना परस्परसंवादी वेब अनुप्रयोगांच्या संचाशी दूरस्थपणे कनेक्ट होण्यास सक्षम करणे.

डेटा कॉम्प्रेशन

डेटा कॉम्प्रेशनचा मुख्य उद्देश नेटवर्कवर हस्तांतरित केलेल्या फाइल्सचा आकार कमी करणे आहे. काही मार्गांनी, कॉम्प्रेशन कॅशिंगसारखे असते आणि वाढत्या बँडविड्थ प्रमाणेच वेगवान प्रभाव असू शकतो. सर्वात सामान्य कॉम्प्रेशन पद्धतींपैकी एक म्हणजे Lempel-Ziv-Welch अल्गोरिदम, जी वापरली जाते, उदाहरणार्थ, ZIP संग्रहण आणि UNIX कॉम्प्रेशन युटिलिटीमध्ये.

तथापि, काही परिस्थितींमध्ये, डेटा कॉम्प्रेशनमुळे समस्या उद्भवू शकतात. उदाहरणार्थ, मेमरी आणि CPU वापराच्या बाबतीत कॉम्प्रेशन योग्य प्रमाणात होत नाही. तसेच, ट्रॅफिक एन्क्रिप्ट केलेले असल्यास कॉम्प्रेशन क्वचितच उपयुक्त आहे. बहुतेक एन्क्रिप्शन अल्गोरिदम वापरताना, आउटपुट किंचित पुनरावृत्ती होणारे अनुक्रम तयार करते, त्यामुळे असा डेटा मानक अल्गोरिदमद्वारे संकुचित केला जाऊ शकत नाही.

नेटवर्क ऍप्लिकेशन्स कार्यक्षमतेने चालण्यासाठी, बँडविड्थ आणि लेटन्सी समस्या एकाच वेळी हाताळणे आवश्यक आहे. डेटा कॉम्प्रेशनचा उद्देश फक्त पहिली समस्या सोडवणे आहे, म्हणूनच ट्रॅफिक व्यवस्थापन तंत्रांच्या संयोगाने ते वापरणे खूप महत्वाचे आहे.

वन-वे डेटा कॉम्प्रेशन

डेटा कॉम्प्रेशनसाठी एक पर्यायी दृष्टीकोन आहे - वेब सामग्री ऑप्टिमायझेशन सिस्टम डेटा ट्रान्समिशन चॅनेलच्या एका बाजूला स्थित आहे. अशा प्रणाली वेब पृष्ठ ऑप्टिमायझेशन तंत्रज्ञान, विविध कॉम्प्रेशन मानके, प्रतिमा ऑप्टिमायझेशन तंत्र, डेल्टा कोडिंग आणि कॅशिंग वापरतात. ते आपल्याला सामग्रीवर अवलंबून 2-8 वेळा माहिती संकुचित करण्याची परवानगी देतात.

या साधनांचे द्वि-मार्ग समाधान आणि प्रॉक्सी कॅशिंगवर काही फायदे आहेत. ते दुहेरी बाजूंनी स्थापित आणि व्यवस्थापित करण्यासाठी लक्षणीय स्वस्त आहेत. याव्यतिरिक्त, अशा प्रणाली कनेक्शनची गती, ब्राउझरचा प्रकार निर्धारित करू शकतात आणि विशिष्ट वापरकर्त्यासाठी केवळ स्थिरच नव्हे तर डायनॅमिक सामग्री देखील ऑप्टिमाइझ करू शकतात.

वन-वे कॉम्प्रेशनचा तोटा असा आहे की तो केवळ वैयक्तिक प्रोग्राम्स आणि साइट्सच्या ऑपरेशनला ऑप्टिमाइझ करण्यासाठी वापरला जाऊ शकतो.

आज, अभियंते नेटवर्कची कार्यक्षमता आणि कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी सतत संशोधन करत आहेत. IEEE 802.1Qau टीम सुधारित नियंत्रण तंत्र विकसित करत आहे जे पोर्टच्या गर्दीमुळे पॅकेटचे नुकसान दूर करेल आणि इंटरनेट अभियांत्रिकी टास्क फोर्स एक लिंक-लेयर प्रोटोकॉल तयार करत आहे जो इथरनेट वापरून कमीत कमी कनेक्शन प्रदान करू शकेल.

ट्रॅफिकच्या विविध वर्गांना कनेक्शनचे न वापरलेले भाग वाटप करण्यासाठी ट्रान्समिशनसाठी डेटा सॅम्पलिंग सुधारण्यासाठी देखील काम सुरू आहे.

आधुनिक संस्थांसाठी उच्च दर्जाचे नेटवर्क कनेक्शन राखणे हे एक महत्त्वाचे कार्य आहे. हे आम्हाला ग्राहकांना सर्वोत्कृष्ट सेवा प्रदान करण्यास आणि नेटवर्क संसाधनांचा जास्तीत जास्त वापर करण्यास अनुमती देते.

जर तुम्हाला डेटा ट्रान्सफर, स्टोरेज आणि प्रोसेसिंग प्रक्रिया ऑप्टिमाइझ करण्याच्या विषयात स्वारस्य असेल तर तुम्ही आमच्या ब्लॉगवरील इतर अनेक सामग्रीकडे लक्ष देऊ शकता.