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Tecnologia de intercâmbio de aprendizagem em rede de computadores

2024-11-18 11:09:01   0  Relatório

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O mapa mental sobre 'Tecnologia de intercâmbio de aprendizagem em rede de computadores' explora diversos métodos de troca de dados em redes, destacando as características e eficiências de cada abordagem. Circuit Switching, por exemplo, é orientado para conexão, mas é ineficiente para dados esporádicos. Já o armazenamento e encaminhamento melhora a flexibilidade e eficiência, permitindo o compartilhamento de canais e redução de erros. Troca de pacotes oferece alta tolerância a falhas e baixa latência, mas enfrenta desafios com mensagens longas. Circuitos virtuais combinam aspectos de troca de pacotes e linhas, sendo eficazes para grandes volumes de dados.

Outras obras do autor

Esboço/Conteúdo

Circuit Switching

Características

N telefones conectados dois a dois, necessitando de N(N – 1)/2 pares de fios
A troca de circuitos é orientada para conexão
Três etapas da troca de circuitos: estabelecimento de conexão, comunicação, liberação de conexão

Características: a transferência de dados de computador por circuito de comunicação é ineficiente

Os dados de computador são de natureza esporádica
O tempo de estabelecimento de uma conexão é longo, o que resulta em uma baixa utilização das linhas de comunicação, que geralmente não ultrapassa 10%, e até 1%
Após a estabelecimento da conexão,o atraso na transmissão é pequeno, a qualidade em tempo real é boa
Sem capacidade de correção de erros
Sem capacidade de buffer
Os dispositivos de comutação são simples

Armazenamento e encaminhamento

Não estabelecer conexões físicas exclusivas. Armazenar os dados a serem transmitidos na máquina de nó, criar dinamicamente um canal de transmissão de dados quando o canal estiver livre e enviar os dados em ordem de prioridade. O nó de troca é um processador de controle de comunicação com capacidade de processamento de dados complexos (armazenamento de dados, detecção de erros, conversão de tipos de dados, mudança de taxa de transmissão de dados, etc.), o que aumenta a eficiência e a flexibilidade da comunicação do sistema. Se o tempo de armazenamento for suficientemente longo, é possível uniformizar o estado ocupado e o estado ocioso do canal, o que permite comprimir a capacidade do canal e dos dispositivos de transbordo. Essa forma de troca é adequada para comunicação de dados.

Vantagens

Vários grupos podem compartilhar o canal de comunicação, com alta utilização de linhas
O processador de controle de comunicação possui a função de roteamento, podendo selecionar dinamicamente a melhor rota para o pacote de mensagens através da sub-rede de comunicação
Pode suavizar o tráfego de comunicação, melhorando a eficiência do sistema
Pode reduzir erros de transmissão, aumentando a confiabilidade do sistema
Por meio do processador de controle de comunicação, é possível converter linhas com diferentes taxas de transmissão, bem como transformar diferentes formatos de código de dados
Adequado para transmissões esporádicas, com alta eficiência

Desvantagens
Adicionou informações redundantes (IP de origem, IP de destino, número de série)

Troca de mensagens

Independentemente do tamanho dos dados transmitidos, considere-os como uma unidade lógica, adicione o endereço de destino, o endereço de origem, as informações de controle e envie-os em um pacote de acordo com o formato especificado. Este pacote de dados é chamado de mensagem e este método de troca de armazenamento e encaminhamento é chamado de troca de mensagens.

Desvantagens

Tamanhos de mensagem variáveis, causando complexidade na gestão de armazenamento
Mensagens grandes causam atrasos de armazenamento e encaminhamento, fazendo com que mensagens pequenas esperem por muito tempo
Após um erro, toda a mensagem é reenviada
A troca de mensagens é difícil de suportar as necessidades de comunicação em tempo real e interativa

Troca de pacotes

Limitar o tamanho máximo de dados transmitidos em uma única vez, se os dados transmitidos excederem o tamanho máximo especificado, o nó de envio os dividirá em vários pacotes, adicionando cabeçalhos (endereço, número de sequência) e enviando em grupos
Não é necessário estabelecer um caminho de ponta a ponta antes da transferência de dados, é "sem conexão"
Tem um poderoso mecanismo de correção de erros, controle de fluxo e seleção de rota

Troca de pacotes/packet exchanging/troca de pacotes/datagrama

Vantagens

Requisitos de armazenamento para nós de retransmissão são baixos, pode usar memória para buffer de pacotes - velocidade rápida
A latência de retransmissão é pequena - adequado para comunicação interativa
Se um pacote estiver errado, pode reenviar apenas o pacote errado - eficiente
Cada pacote pode ser transmitido por diferentes rotas - tolerância a falhas boa

Desvantagens

Problema de latência: os pacotes são armazenados e encaminhados em roteadores, o que causa latência
Problema de erros: por causa da rota diferente para os pacotes da mesma mensagem, podem ocorrer problemas de ordem, duplicação e perda
Cada pacote precisa ter endereço de origem e destino; a informação de controle adicional causa sobrecarga
Não é adequado para comunicação de longa mensagem: a troca de pacotes não garante a largura de banda necessária, pois não há conexão. A comunicação tem atraso, é adequada para comunicação esporádica, não para mensagens longas ou comunicação interativa

A chave da implementação de troca de pacotes: a escolha do tamanho do pacote
Quanto menor for o tamanho do pacote, maior será a proporção de redundância (informação de controle no pacote) em relação ao pacote inteiro, o que afeta a eficiência da transferência de dados do usuário
Quanto maior for o tamanho do pacote, maior será a probabilidade de erros na transferência de dados, aumentando o número de repetições e afetando a eficiência da transferência de dados do usuário
O tamanho do pacote depende da qualidade da linha de transmissão suportada, bem como da taxa de transmissão mais alta, o que permite um aumento marginal no tamanho do pacote
No mesmo network, o tamanho do pacote é o mesmo, mas em diferentes networks, isso não é necessariamente o caso

Circuito Virtual

Características

Possui um processo de criação e liberação de circuitos virtuais, antes de cada pacote ser enviado, deve ser estabelecido um link lógico entre o remetente e o destinatário. Isto ocorre porque não é necessário realmente estabelecer uma ligação física entre o remetente e o destinatário, uma vez que a ligação física entre eles já existe
Todos os pacotes de uma comunicação são transmitidos por este circuito virtual, portanto, os pacotes de mensagens não precisam carregar informações auxiliares como endereços de origem e destino
O bloco de dados contém apenas uma pequena quantidade de informações de endereço (número LC), e quando o pacote chega ao nó de destino, não ocorrem perdas, repetições ou desordens
Quando um pacote passa por cada nó do circuito virtual, o nó apenas faz detecção de erros, não faz escolha de rota
Cada nó da rede de comunicação pode estabelecer várias ligações virtuais com qualquer outro nó
Se um nó ou linha do circuito virtual apresentar falha, a transmissão do circuito virtual falhará
A forma de circuito virtual é mais adequada para a transmissão de grandes quantidades de dados entre sites

Comparação entre circuitos virtuais e troca de linhas
Circuitos virtuais são conexões lógicas estabelecidas durante a transmissão de pacotes, chamados de "circuitos virtuais" porque essas conexões não são dedicadas
Há possivelmente inúmeros circuitos virtuais entre cada nó e outros nós
Um nó pode ter simultaneamente vários circuitos virtuais com vários outros nós
Cada circuito virtual suporta a transferência de dados entre dois nós específicos
Devido aos circuitos virtuais possuírem vantagens de troca de pacotes e troca de linhas, eles são amplamente utilizados em redes de computadores
Todos os três estágios de trabalho são os mesmos e transmitem pela mesma rota