Cómo describir la diferencia entre conmutación de paquetes y circuitos

La gran diferencia es si los enrutadores de red deben ser conscientes de las “conexiones” o “flujos” entre hosts en la red, o no. Una red de conmutación de paquetes adecuada está diseñada para funcionar sin que se mantenga el estado de conexión de host a host en los enrutadores, pero una red de “conmutación de circuitos” debe tener un estado de conexión de host a host en los enrutadores que participan en un flujo de datos dado entre Dos anfitriones.

La forma en que esto se manifiesta está en los encabezados del paquete básico o datagrama (o “unidad de datos de protocolo (PDU)” si uno lee los documentos antiguos CCITT / ITU-T / ISO), es decir

  • si el encabezado contiene la dirección de origen y de destino completa de los hosts involucrados, la red se conmuta por paquetes y los enrutadores solo necesitan una tabla de enrutamiento para tomar decisiones de reenvío de paquetes, y no necesitan rastrear un paquete a otro, desde su punto de vista , cada paquete es completamente independiente de todos los demás (esto no quiere decir que tales enrutadores no puedan o no noten flujos y tal vez hagan algo más inteligente con esa información; en Internet moderno, lo hacen, pero son no es obligatorio) El Protocolo de Internet (IP) es un ejemplo. Ethernet también.
  • si el encabezado simplemente contiene una “ID de circuito” que fue proporcionada por la red como parte de la “configuración de la llamada” (y la configuración de la llamada involucró las direcciones de red completas de los hosts que desean conversar), entonces esa red se conmuta por el circuito. X.25 y el modo de transferencia asincrónica (ATM) son ejemplos de redes de datos con conmutación de circuitos: deben solicitar a la red que “configure la llamada” y proporcione la identificación del circuito antes de que los hosts puedan intercambiar datos.

Otra nota: dada la sobrecarga de “establecimiento de llamadas”, se puede construir una red de conmutación de circuitos sobre una red de conmutación de paquetes (que no tiene esa sobrecarga), pero no la inversa (o más bien, si intenta disparar al azar datagramas (paquetes) a destinos aleatorios en una red de conmutación de circuitos, la sobrecarga establecida de la llamada te comerá vivo).

Las redes de conmutación de paquetes generalmente se construyen con multiplexación estadística. En mi experiencia, típicamente he visto redes de conmutación de circuitos construidas con multiplexación en el dominio del tiempo para garantizar el ancho de banda para cada “llamada” … como la Red telefónica (voz) simple (POTS).

En general, las redes de paquetes conmutados se amplían mejor porque imponen menos requisitos a los enrutadores de la red. También hay costos más altos para desarrollar resiliencia frente a fallas del enrutador en una red de conmutación de circuitos en lugar de una red de conmutación de paquetes.

Las otras dos respuestas son buenas, pero con el cambio de paquetes, sus paquetes de datos se mezclan con los paquetes de datos de todos los demás. Por lo tanto, no solo no están necesariamente todos juntos, sino que pueden no enviarse en el orden correcto, ¡o incluso a través de la misma ruta! Una vez que todos los paquetes hayan llegado al destino, el host receptor quitará los encabezados y los volverá a ensamblar en el orden correcto.

Es un invento increíble que fue diseñado para ser ‘autocurativo’: si falla una ruta entre los puntos A y B, se calculará automáticamente una nueva ruta y probablemente nunca lo sabrás.

Si alguna vez tiene curiosidad sobre dónde van sus datos, abra una sesión de línea de comandos y escriba lo siguiente:

  • tracert

Se mostrará una lista de todos los saltos hasta el destino, con la latencia promedio de cada salto.

Con el beneficio de una ignorancia casi total del tema, supongo que en el caso de la conmutación de paquetes, se lee algún tipo de texto de “encabezado” en el centro de conmutación, con el enrutamiento posterior del mensaje determinado por la dirección indicada en el encabezado e implementado totalmente en software. En la conmutación de circuitos, los “relés” reales, algo así como los que tal vez todavía se encuentran en las estaciones centrales telefónicas, hacen la secuencia necesaria de conexiones para enrutar el mensaje a sus destinos previstos.
En las centrales telefónicas más antiguas, y tal vez incluso ahora, esos relés eran / son sorprendentes golpes electromecánicos, con motores y engranajes que empujaban una especie de rotor hacia arriba y hacia abajo a través de conjuntos de contactos cilíndricos hasta alcanzar el contacto de destino correcto.
(Creo que el mismo término “kludge” tiene alguna conexión histórica con estos sistemas. Quizás alguna vez fue una marca).
Y antes de eso (para el beneficio de los lectores más jóvenes), los operadores telefónicos (generalmente jóvenes) se sentaron frente a conjuntos (literalmente cientos) de “enchufes” telefónicos, con una serie de “enchufes” telefónicos con cable también frente a ellos. Le preguntaron a la persona que llamaba “¿Número, por favor?” y conectó la conexión, de acuerdo con el número que les dio.

Contestaré esto por analogía. Suponga que tiene diez vehículos para moverse de una fuente a un destino.

Una forma de hacerlo es planificar la ruta a seguir con anticipación. Haga reservas (hipotéticamente) en las carreteras de esa ruta para sus vehículos, de modo que las carreteras estén vacías para que pueda moverse. Algo así como el convoy del presidente. Esto es equivalente (aproximadamente) a la conmutación de circuitos.

Otra forma es decirles a todos los conductores el destino y dejar que cada uno llegue allí a través de sus propias rutas independientes (si hay muchas posibles). No hacer ninguna reserva en carretera, igual que el tráfico normal. Esto es equivalente a la conmutación de paquetes.

Bien, expliquemos este escenario con un ejemplo de la vida real.

Supongamos que vas a un restaurante con tu familia. Puede preferir la reserva de la mesa de antemano. Esto reducirá el hazzle cuando llegues allí. Este es un ejemplo de red de conmutación de circuitos.

Otra opción es, puedes ir directamente. Esto reducirá el dolor de reservar asientos de antemano, pero puede causar problemas cuando llegue allí. Este es un ejemplo de red de paquetes conmutados.

CSN conduce al desperdicio de recursos. Podemos entender esto con un ejemplo: en el teléfono, las líneas se reservan previamente para la sesión. Ahora se pierde el tiempo de silencio absoluto durante la sesión.

La conmutación de circuitos es como la antigua centralita telefónica de antaño donde se conectaba (conmutaba) un circuito entre la persona que llamaba y la persona que llamaba y luego comenzaría la comunicación completa. La conmutación de paquetes se parece más al servicio postal en que cada pieza de correo se reenvía al destino utilizando la dirección en el sobre y las respuestas se envían de vuelta a través del mismo método de direccionamiento. La comunicación completa puede requerir el envío de múltiples paquetes (sobres) entre las dos correspondencias.

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