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Tecnologia di scambio di apprendimento in reti di computer

2024-11-18 11:09:12 0 Rapporto
Questa mappa mentale esplora la 'Tecnologia di scambio di apprendimento in reti di computer', approfondendo diversi metodi di commutazione e trasmissione dati. Si analizzano lo scambio di circuito, caratterizzato da connessioni fisiche e orientato alla connessione, e la sua bassa efficienza nella trasmissione dati per computer. Inoltre, si esaminano modalità avanzate come la commutazione di pacchetti e circuiti virtuali, che offrono maggiore efficienza, flessibilità e tolleranza agli errori, rendendole adatte per comunicazioni interattive e trasmissioni di grandi quantità di dati. Il confronto tra queste tecnologie evidenzia i vantaggi e le applicazioni nelle reti moderne.
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Schema/Contenuto
Circuit switching
Caratteristiche
  1. N telefoni collegati tra loro, necessita di N(N – 1)/2 coppie di fili
  2. Lo scambio di circuito è orientato alla connessione
  3. Le tre fasi dello scambio di circuito: stabilire la connessione, comunicare, rilasciare la connessione
Caratteristiche: la commutazione di circuiti ha una bassa efficienza nella trasmissione di dati per computer.
  1. I dati del computer sono a carattere impulsivo
  2. Il tempo necessario per stabilire una connessione è lungo, il che porta a una bassa utilizzazione delle linee di comunicazione, che spesso non supera il 10%, addirittura il 1%
  3. Dopo aver stabilito una connessione,il ritardo di trasmissione è basso, la realtà è buona
  4. Nessuna capacità di correzione degli errori
  5. Nessuna capacità di memorizzazione nella cache
  6. I dispositivi di commutazione sono semplici
Trasmissione al successivo nodo
Non stabilire connessioni fisiche esclusive. Prendere i dati da inviare e memorizzarli nella macchina nodo, creare un canale di trasmissione dati dinamicamente quando il canale è libero e inviare i dati in base alla priorità. Il nodo di scambio è un elaboratore di controllo della comunicazione con capacità di elaborazione dati complesse (memorizzazione dei dati, rilevamento di errori, conversione di tipi di dati, variazione della velocità di trasmissione dei dati, ecc.), che migliora l'efficienza e la flessibilità della comunicazione del sistema. Se il tempo di memorizzazione è sufficientemente lungo, è possibile uniformare lo stato libero e occupato del canale, comprimendo così la capacità del canale e degli apparati di commutazione. Questo tipo di scambio è adatto per la comunicazione dei dati.
Vantaggi
  1. Più gruppi possono condividere il canale di comunicazione, con un alto utilizzo della linea
  2. La macchina di controllo della comunicazione dispone di una funzione di selezione della rotta, che può selezionare dinamicamente la migliore rotta per il pacchetto attraverso la rete di comunicazione
  3. Può smussare il traffico di comunicazione, aumentando l'efficienza del sistema
  4. Può ridurre gli errori di trasmissione, aumentando la affidabilità del sistema
  5. Attraverso la macchina di controllo della comunicazione, è possibile convertire linee di comunicazione con diverse velocità di trasmissione e trasformare formati di codifica dati diversi
  6. Adatto alla trasmissione a scatti, con un'elevata efficienza
Svantaggi
Aumenta l'informazione ridondante (IP di origine, IP di destinazione, numero di sequenza)
Scambio di messaggi
Indipendentemente dalla lunghezza dei dati trasmessi, li considera come unità logica, aggiunge l'indirizzo di destinazione, l'indirizzo di origine, le informazioni di controllo e li invia in un pacchetto secondo il formato specificato. Questo pacchetto di dati si chiama messaggio, e questo modo di scambio di pacchetti si chiama scambio di messaggi
Svantaggi
  1. Le dimensioni dei messaggi sono irregolari, rendendo complessa la gestione dello storage
  2. I messaggi di grandi dimensioni causano ritardi nella memorizzazione e nella trasmissione, causando tempi di attesa eccessivi per i messaggi di piccole dimensioni
  3. In caso di errore, l'intero messaggio viene rispedito
  4. Lo scambio di messaggi è difficile da supportare per le comunicazioni in tempo reale e interattive
Cambio di gruppo
Limitare la lunghezza massima dei dati trasmessi in una sola volta, se i dati trasmessi superano la lunghezza massima specificata, il nodo di invio li divide in più messaggi, aggiunge la testa (indirizzo, numero di sequenza) e li invia in gruppi
Prima della trasmissione dei dati non è necessario stabilire un percorso punto a punto, è "senza connessione"
Ha una potente funzione di correzione degli errori, controllo del flusso e selezione della rotta
Scambio di pacchetti/packet exchanging/Commutazione di pacchetto/datagramma
Vantaggi
  1. Richiesta di archiviazione per i nodi di inoltro inferiore, si può usare la memoria per il buffer dei pacchetti - velocità elevata
  2. Ritardo di inoltro ridotto - adatto per la comunicazione interattiva
  3. In caso di errore in un pacchetto, è possibile rispedire solo l'errore - efficienza elevata
  4. Ogni pacchetto può essere trasmesso tramite percorsi diversi - tolleranza agli errori elevata
Svantaggi
  1. Problema di latenza: i pacchetti devono essere memorizzati e inoltrati attraverso i router, causando una certa latenza
  2. Problema di errori: poiché i diversi gruppi di un messaggio possono essere trasmessi attraverso percorsi di comunicazione diversi, i diversi gruppi di un messaggio possono arrivare in ordine sbagliato, duplicati o persi alla destinazione
  3. Ogni pacchetto deve trasportare l'indirizzo di destinazione e di origine; l'informazione di controllo aggiuntiva richiesta per ogni pacchetto causa una certa spesa
  4. Non adatto per comunicazioni a lungo termine: poiché la commutazione di pacchetti non garantisce le risorse necessarie per la comunicazione come la commutazione di circuiti, non è possibile garantire la larghezza di banda necessaria per la comunicazione end-to-end. La latenza è certa, adatta a comunicazioni a breve termine, non adatta a comunicazioni a lungo termine o di tipo conversazionale
La chiave dell'implementazione della commutazione di pacchetti: la scelta della lunghezza del pacchetto
Più il pacchetto è piccolo, maggiore è la quantità di ridondanza (informazioni di controllo nel pacchetto) che occupa una proporzione maggiore del pacchetto, infine influenzando l'efficienza della trasmissione dei dati dell'utente
Più il pacchetto è grande, maggiore è la probabilità di errore nella trasmissione dei dati, aumentando il numero di ricomunicazioni, infine influenzando l'efficienza della trasmissione dei dati dell'utente
La lunghezza del pacchetto dipende dalla qualità della linea di trasmissione supportata, una migliore qualità della linea e una maggiore velocità di trasmissione, la lunghezza del pacchetto può essere leggermente aumentata
Nello stesso network i pacchetti hanno la stessa lunghezza, ma in network diversi non è necessariamente così
Circuito virtuale
Caratteristiche
  1. Processo di creazione e rilascio di circuiti virtuali, prima di inviare ogni pacchetto, è necessario stabilire una connessione logica tra il mittente e il destinatario. Ciò è dovuto al fatto che non è necessario effettivamente stabilire un collegamento fisico tra il mittente e il destinatario, il collegamento fisico tra il mittente e il destinatario esiste già
  2.  Tutti i pacchetti di una comunicazione vengono trasmessi attraverso questo circuito virtuale in ordine, pertanto i pacchetti di messaggi non devono portare informazioni ausiliarie come indirizzo di destinazione, indirizzo di origine
  3. Nella parte dati del pacchetto sono contenute solo informazioni di indirizzo limitate (numero LC), quando il pacchetto raggiunge il nodo di destinazione non si verificano perdite, ripetizioni o disordini
  4. Quando un pacchetto attraversa ogni nodo del circuito virtuale, il nodo esegue solo la verifica degli errori, non la selezione del percorso
  5. Ogni nodo della rete di comunicazione può stabilire più connessioni virtuali con qualsiasi altro nodo
  6. Se un nodo o una linea del circuito virtuale si rompe, si verifica l'inefficacia della trasmissione del circuito virtuale
  7. Il modo virtuale è più adatto per la trasmissione di grandi quantità di dati tra le stazioni
Confronto tra circuiti virtuali e commutazione di circuito
I circuiti virtuali sono connessioni logiche stabilite durante la trasmissione di pacchetti, chiamati "circuiti virtuali" perché non sono dedicati
Tra un nodo e gli altri potrebbero esistere infinite connessioni virtuali
Un nodo può avere contemporaneamente connessioni virtuali con più nodi
Ogni connessione virtuale supporta la trasmissione di dati tra due nodi specifici
Poiché il metodo dei circuiti virtuali presenta i vantaggi sia della commutazione di pacchetti che della commutazione di circuito, è stato ampiamente utilizzato nelle reti di computer
Entrambi hanno tre fasi di lavoro e devono essere trasmessi lungo lo stesso percorso
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