Un aperçu de la commutation de circuits et de la commutation de paquets

Qu'est-ce que la commutation?

Dans le monde moderne, nous sommes connectés avec tout le monde, que ce soit par Internet ou par une connexion téléphonique. Dans cet immense réseau, lors d'un appel téléphonique ou lorsque nous accédons à un site Web, les données sont transférées d'un réseau à l'autre. Même pour accéder à une simple page Web, de nombreux ordinateurs (serveurs) sont accessibles pour vous fournir les données souhaitées que vous recherchez. Que vous soyez à l'intérieur d'un réseau fermé ou dans un grand segment de réseau, la commutation est le mécanisme le plus important qui échange les informations entre différents réseaux ou différents ordinateurs. La commutation est le moyen qui dirige les données ou toute information numérique vers votre réseau jusqu'au point final.

Supposons que vous recherchiez n'importe quel type d'informations liées aux circuits sur Internet ou que vous recherchiez un projet de passe-temps en électronique, ou si vous ouvrez circuitdigest.com pour trouver un article spécifique sur l'électronique, il y a beaucoup de mouvements de données derrière votre réseau informatique. Ces mouvements sont dirigés par les commutateurs de réseau qui utilisent diverses techniques de commutation dans diverses jonctions de réseau.

Différents types de données utilisent différents types de techniques de commutation qui ont leurs propres avantages et inconvénients. Il existe trois types de techniques de commutation disponibles: la commutation de circuits, la commutation de paquets et la commutation de messages. La commutation de circuits et de paquets est la plus populaire parmi ces trois.

Commutation de circuits

La commutation de circuit est une méthode de commutation dans laquelle un chemin de bout en bout est créé entre deux stations au sein d'un réseau avant de démarrer le transfert de données.

La commutation de circuit comporte trois phases: établissement du circuit, transfert des données et déconnexion du circuit.

Le procédé de commutation de circuit a un débit de données fixe et les deux abonnés doivent fonctionner à ce débit fixe. La commutation de circuits est la méthode la plus simple de communication de données où des connexions physiques dédiées sont établies entre deux émetteurs et récepteurs individuels. Pour créer ces connexions dédiées, un ensemble de commutateurs est connecté par des liens physiques.

Dans l'image ci-dessous, trois ordinateurs sur le côté gauche sont connectés à trois ordinateurs de bureau sur le côté droit avec des liaisons physiques, en fonction des quatre commutateurs de circuit. Si la commutation de circuit n'est pas utilisée, ils doivent être connectés avec des connexions point à point, où un grand nombre de lignes dédiées sont nécessaires, ce qui non seulement augmentera le coût de connexion, mais augmentera également la complexité du système.

La décision de routage, dans le cas d'une commutation de circuit, est prise lorsque le chemin de routage est en cours d'établissement dans le réseau. Une fois le chemin de routage dédié établi, les données sont continuellement soumises à la destination du récepteur. La connexion est maintenue jusqu'à la fin de la conversation.

Trois phases dans la communication par commutation de circuits

La communication du début à la fin dans la commutation de circuits se fait en utilisant cette formation-

Pendant la phase de configuration, dans le réseau de commutation de circuits, un chemin de routage ou de connexion dédié est établi entre l'émetteur et le récepteur. À cette période, l'adressage de bout en bout, comme l'adresse source, l'adresse de destination doit créer une connexion entre deux périphériques physiques. La commutation de circuit se produit dans les couches physiques.

Le transfert de données n'a lieu qu'une fois la phase de configuration terminée et uniquement lorsqu'un chemin physique dédié est établi. Aucune méthode d'adressage n'est impliquée dans cette phase. Les commutateurs utilisent la tranche de temps (TDM) ou la bande occupée (FDM) pour acheminer les données de l'expéditeur vers le récepteur. Il faut garder à l'esprit que l'envoi de données est continu et qu'il peut y avoir des périodes de silence dans la transmission des données. Toutes les connexions internes sont effectuées sous forme duplex.

Lors de la phase finale de déconnexion du circuit, lorsqu'un abonné du réseau, un émetteur ou un récepteur doit déconnecter le chemin, un signal de déconnexion est envoyé à tous les commutateurs concernés pour libérer la ressource et interrompre la connexion. Cette phase est également appelée phase de démontage dans la méthode de commutation de circuit.

Un commutateur de circuit crée une connexion temporaire entre une liaison d'entrée avec une liaison de sortie. Il existe différents types de commutateurs disponibles avec plusieurs entrées et lignes de sortie.

Généralement, la commutation de circuits est utilisée dans les lignes téléphoniques.

Avantages de la commutation de circuits

La méthode de commutation de circuits offre de grands avantages dans des cas spécifiques. Les avantages sont les suivants:

1. Le débit de données est fixe et dédié car la connexion est établie à l'aide d'une connexion physique ou de circuits dédiés.
2. Comme il existe des chemins de routage de transmission dédiés, c'est un bon choix pour une transmission continue sur une longue durée.
3. Le délai de transmission des données est négligeable. Aucun temps d'attente n'est impliqué dans les commutateurs. Ainsi, les données sont transmises sans aucun retard préalable dans la transmission. C'est certainement un avantage positif de la méthode de commutation de circuits.

Inconvénients de la commutation de circuits

Outre les avantages, la commutation de circuits présente également certains inconvénients.

1. Que le canal de communication soit libre ou occupé, le canal dédié ne peut pas être utilisé pour d'autres transmissions de données.
2. Cela nécessite plus de bande passante et la transmission continue entraîne un gaspillage de bande passante en cas de période de silence.
3. Il est très inefficace lors de l'utilisation de la ressource système. Nous ne pouvons pas utiliser la ressource pour une autre connexion car elle est allouée pour toute la conversation.
4. L'établissement de liens physiques entre les expéditeurs et les destinataires prend énormément de temps.

Commutation de paquets

La commutation de paquets est une méthode de transfert de données où les données sont divisées en petits morceaux de longueurs variables puis transmises à la ligne réseau. Les données brisées sont appelées paquets. Après avoir reçu ces données ou paquets cassés, tous sont réassemblés à destination et forment ainsi un fichier complet. Grâce à cette méthode, les données sont transférées rapidement et de manière efficace. Dans cette méthode, aucune pré-configuration ou réservation de ressources n'est requise comme la méthode de commutation de circuit.

Cette méthode utilise les techniques Store and Forward. Ainsi, chaque saut stockera d'abord le paquet, puis transmettra les paquets à la prochaine destination hôte. Chaque paquet contient des informations de contrôle, une adresse source et une adresse de destination. En raison de cela, les paquets peuvent utiliser n'importe quelle route ou chemins dans un réseau existant.

Commutation de paquets basée sur VC

La commutation de paquets basée sur VC est un mode de commutation de paquets dans lequel un chemin logique ou une connexion de circuit virtuel est établie entre l'expéditeur et le récepteur. VC signifie Virtual Circuit. Dans ce mode d'opération de commutation de paquets, une route prédéfinie est créée et tous les paquets suivront les chemins prédéfinis. Tous les routeurs ou commutateurs impliqués dans la connexion logique reçoivent un ID de circuit virtuel unique pour identifier de manière unique les connexions virtuelles. Elle a aussi a le même protocole en trois phases utilisé dans la commutation de circuits, le programme d' installation de phase, la phase de transfert de données et le démontage de phase.

Dans l'image ci-dessus, 4 PC sont connectés à un réseau à 4 commutateurs et le flux de données sera la commutation de paquets en mode Circuit virtuel. Comme nous pouvons le voir, les commutateurs sont connectés les uns aux autres et partagent le chemin de communication les uns avec les autres. Maintenant, dans le circuit virtuel, un itinéraire prédéfini doit être établi. Si nous voulons transférer des données du PC1 au PC 4, le chemin sera dirigé du SW1 au SW2 au SW3 et enfin au PC4. Cet itinéraire est prédéfini et tous les SW1, SW2, SW3 reçoivent un identifiant unique pour identifier les chemins de données, de sorte que les données sont liées par les chemins et ne peuvent pas choisir une autre route.

Commutation de paquets basée sur les datagrammes

La commutation de datagramme est complètement différente de la technologie de commutation de paquets basée sur VC. Dans la commutation de datagramme, le chemin dépend des données. Les paquets ont toutes les informations nécessaires comme l'adresse source, l'adresse de destination et l'identité du port, etc. Ainsi, en mode de commutation de paquets basé sur un datagramme sans connexion, chaque paquet est traité indépendamment. Ils peuvent choisir différents itinéraires et les décisions de routage sont prises de manière dynamique lorsque les données sont transmises à l'intérieur du réseau. Ainsi, à destination, les paquets peuvent être reçus dans le désordre ou dans n'importe quel ordre, il n'y a pas de route prédéfinie et la livraison garantie des paquets n'est pas possible. Pour sécuriser la réception de paquets garantie, des protocoles de système d'extrémité supplémentaires doivent être configurés.

Dans ce mode de commutation de paquets, il n'y a pas de phase de configuration, de transmission et de suppression.

Encore une fois dans l'image ci-dessus, 4 ordinateurs sont connectés et nous transférons les données de PC1 à PC4. Les données contiennent deux paquets étiquetés 1 et 2. Comme nous pouvons le voir, en mode Datagramme, le paquet 1 a choisi de suivre le chemin SW1-SW4-SW3 tandis que le paquet 2 a choisi le chemin de route de SW1-SW5-SW3 et a finalement atteint PC4. Les paquets peuvent choisir un chemin différent en fonction du temps de retard et de la congestion sur d'autres chemins dans le réseau de commutation de paquets Datagram.

Avantages de la commutation de paquets

La commutation de paquets offre des avantages par rapport à la commutation de circuits. Le réseau de commutation de paquets est conçu pour surmonter les inconvénients de la méthode de commutation de circuits.

1. Efficace en termes de bande passante.
2. Le délai de transmission est minimum
3. Les paquets manquants peuvent être détectés par la destination.
4. Mise en œuvre rentable.
5. Fiable quand un chemin occupé ou une panne de liaison est détecté dans le réseau. Les paquets peuvent être transmis par d'autres liens ou peuvent utiliser un chemin différent.

Inconvénients de la commutation de paquets

La commutation de paquets rencontre également peu d'inconvénients.

1. La commutation de paquets ne suit aucun ordre particulier pour transmettre le paquet un par un.
2. Un paquet manquant se produit lors d'une transmission de données volumineuse.
3. Chaque paquet doit être codé avec des numéros de séquence, l'adresse du destinataire et de l'expéditeur et d'autres informations.
4. Le routage est complexe dans les nœuds car les paquets peuvent suivre plusieurs chemins.
5. Lorsqu'un réacheminement se produit pour une raison quelconque, le délai de réception des paquets est augmenté.

Différences entre la commutation de circuits et la commutation de paquets

Nous avons déjà eu une idée des différences entre la commutation de circuits et la commutation de paquets. Voyons les différences dans un format de tableau pour une meilleure compréhension-

Différences	Commutation de circuits	Commutation de paquets
Implication des étapes	Dans la commutation de circuit, une configuration triphasée est requise pour une conversation totale. Établissement de la connexion, transfert de données, suppression de la connexion	Dans le cas de la commutation de paquets, nous pouvons effectuer un transfert de données directement.
Adresse de destination	L'adresse du chemin complet est fournie par la source.	Chaque paquet de données ne connaît que l'adresse de destination finale, le chemin de routage dépend de la décision du routeur.
Traitement de l'information	Le traitement des données a lieu au niveau du système source.	Le traitement des données a lieu aux nœuds et aux systèmes sources.
Délai uniforme entre les unités de données	Un délai uniforme se produit.	Le délai entre les unités de données n'est pas uniforme.
Fiabilité	La commutation de circuits est plus fiable que la commutation de paquets	La commutation de paquets est moins fiable que la commutation de circuits.
Gaspillage des ressources	Le gaspillage des ressources est élevé dans la commutation de circuits.	Le gaspillage de ressources est moindre lors de la commutation de paquets.
Stocker et transférer la technique	Il n'utilise pas la technique de stockage et de transfert	Il utilise la technique de stockage et de transfert
Congestion	La congestion se produit uniquement au moment de l'établissement de la connexion.	Une contestation peut survenir lors de la phase de transfert de données.
Données de transmission	La source effectue la transmission des données.	La transmission des données se fait par la source, les routeurs.