سوئیچینگ شبکه

سوئیچینگ (راه گزینی) روند حرکت به جلو بسته از یک پورت ارسالی به پورت مقصد است. هنگامی که داده ها بر روی یک پورت می آید آن را به نام ورودی می نامند، و هنگامی که داده ها از یک پورت خارج می شود آنرا خروجی نامند. یک سیستم ارتباطی ممکن است شامل تعدادی سوئیچ و گره باشد. در سطح گسترده، سوئیچینگ به دو دسته عمده تقسیم می شود:

1. سوئیچینگ ارتباط غیر اتصال گرا: داده ها به تبعیت از جداول ارسال فرستاده می شوند. بدون اینکه هیچ عمل دست دادن (handshaking) قبلی مورد نیاز باشد و پیام تایید (acknowledgement) نیز اختیاری می باشد.
2. سوئیچینگ ارتباط اتصال گرا: قبل از اینکه داده ها به مقصد فرستاده شوند، نیاز به ایجاد مدار آنالوگ در طول مسیر بین هر دو نقطه انتهایی وجود دارد. سپس داده ها بر روی آن مدار فرستاده می شود. پس از اینکه انتقال به اتمام رسید، مدارها را می توان برای استفاده در آینده نگه داشته و یا به سرعت آن را از بین برد.

روش سوئیچینگ مداری (Circuit Switching)

هنگامی که دو گره با یکدیگر روی یک مسیر ارتباطی اختصاصی ارتباط برقرار می کنند، آن را راه گزینی یا سوئیچینگ مداری گویند. یک مسیر از پیش تعیین شده برای ارسال داده ها وجود دارد که هیچ اطلاعات دیگری اجازه ارسال از آن مسیر ندارند. در سوئیچینگ مداری، ابتدا مدار باید برقرار شود سپس انتقال داده ها می تواند انجام گیرد.
مدارها می توانند دائم یا موقت باشند. برنامه های کاربردی که با استفاده از سوئیچینگ مداری کار می کنند، ممکن است شامل سه مرحله باشند :

1. راه اندازی یک مدار
2. انتقال داده ها
3. قطع مدار

سوئیچینگ مداری برای برنامه های صوتی طراحی شده است. تلفن بهترین نمونه مناسب از این روش می باشد. قبل از اینکه کاربری بتواند یک تماس برقرار کند، یک مسیر مجازی بین تماس گیرنده و پذیرنده تماس بر روی شبکه ایجاد می شود.

سوئیچینگ پیام (Message Switching)

این روش حد میانی روش های سوئیچینگ مداری و بسته ای بود. در روش راه گزینی پیام، کل پیام به عنوان یک واحد داده درنظر گرفته شده و بصورت کامل منتقل می شود.
در این روش عمل سوئیچینگ به گونه ای است که ابتدا کل پیام دریافت شده و در بافر ذخیره می شود تا زمانی که منابع در دسترس برای انتقال به گره بعدی را در اختیار داشته باشد. اگر گره بعدی منابع کافی برای دریافت پیامی با اندازه بزرگ نداشته باشد، پیام ذخیره شده و عمل راه گزینی متوقف می شود.

این روش جایگزین روش راه گزینی مداری در نظر گرفته شد. همانطور که می دانید در سوئیچینگ مداری تمام مسیر فقط برای دو ورودی مسدود شده است. سوئیچینگ پیام با روش راه گزینی بسته جایگزین شده است.

راه گزینی پیام اشکالات زیر را داراست:

• هر سوئیچ در مسیر انتقال به جای اینکه کل پیام را ذخیره کند، ذخیره سازی را به اندازه کافی انجام می دهد.
• از آنجا که با استفاده از روش ذخیره و رو به جلو باید منتظر بمانیم تا زمانی که منابع در دسترس باشند، پس راه گزینی پیام بسیار آهسته است.
• راه گزینی پیام یک راه حل برای جریان رسانه انتقال و برنامه های زمان واقعی نمی باشد.

راه گزینی بسته ای (Packet Switching)

کاستی های موجود در روش راه گزینی پیام منجر به ایده راه گزینی بسته شده است. پیام ورودی به تکه های کوچکتر به نام بسته شکسته شده است. اطلاعات سوئیچینگ در ابتدای (سرفصل) هر بسته اضافه شده و به طور مستقل منتقل می شود.
ذخیره بسته های کوچک برای دستگاه های شبکه ای متوسط بسیار ساده تر است و در طول مسیر و یا در حافظه داخلی سوئیچ، منابع بسیار نیاز ندارد.

راه گزینی بسته باعث افزایش بهره وری خط شده بطوری که بسته هایی از برنامه های متعدد می توانند روی یک حامل تسهیم سازی شوند. اینترنت با استفاده از روش سوئیچینگ بسته کار می کند. سوئیچینگ بسته، کاربر را قادر می سازد بر اساس اولویت، جریان داده را ارسال کند. بسته ها ذخیره شده و با توجه به اولویتشان از خدمات بهره می برند.