Conmutación de Paquetes y Conmutación de Circuitos
La conmutación de paquetes reenvía datos en paquetes enrutados de forma independiente que comparten la capacidad del enlace bajo demanda, mientras que la conmutación de circuitos reserva una ruta dedicada con capacidad fija durante la duración de una conexión; ambas representan las alternativas fundamentales para mover datos a través de una red.
Definition
La conmutación de paquetes es un método en el que los datos se dividen en paquetes que se reenvían de forma independiente y comparten la capacidad del enlace de forma estadística; la conmutación de circuitos es un método en el que se establece una ruta dedicada de extremo a extremo con capacidad reservada durante toda la duración de una comunicación.
Scope
Este tema compara los dos paradigmas de conmutación. Para la conmutación de paquetes, cubre la transmisión de almacenamiento y reenvío, la multiplexación estadística, el encolamiento y la posibilidad de retardo y pérdida. Para la conmutación de circuitos, cubre el establecimiento de la conexión, la reserva de recursos dedicados y los esquemas de multiplexación como la división por tiempo y por frecuencia. Explica por qué Internet eligió la conmutación de paquetes y qué compensaciones implica. Excluye los protocolos de enrutamiento que calculan rutas y los algoritmos de gestión de colas dentro de los enrutadores.
Core questions
- ¿Cómo funciona la transmisión de paquetes de almacenamiento y reenvío, y qué retrasos incurre?
- ¿Qué es la multiplexación estadística y por qué mejora la utilización para el tráfico en ráfagas?
- ¿Cómo reserva recursos la conmutación de circuitos y qué implica el establecimiento de la conexión?
- ¿Bajo qué condiciones de tráfico cada paradigma utiliza la capacidad de manera más eficiente?
- ¿Por qué Internet adoptó la conmutación de paquetes en lugar de la conmutación de circuitos?
Key concepts
- conmutación de paquetes
- conmutación de circuitos
- almacenamiento y reenvío
- multiplexación estadística
- retardo de transmisión y propagación
- encolamiento y pérdida de paquetes
- multiplexación por división de tiempo y por división de frecuencia
- establecimiento y liberación de la conexión
Key theories
- Conmutación de paquetes de almacenamiento y reenvío
- Un conmutador de paquetes recibe un paquete completo antes de reenviarlo, introduciendo un retardo de transmisión en cada salto; los paquetes comparten los enlaces estadísticamente, por lo que la utilización es alta bajo carga en ráfagas, pero pueden ocurrir retardos de encolamiento y pérdida cuando la demanda excede la capacidad.
- Conmutación de circuitos y reserva de recursos
- La conmutación de circuitos establece una ruta dedicada con capacidad garantizada mediante multiplexación por división de tiempo o frecuencia, lo que proporciona un rendimiento predecible sin contención por paquete, pero desperdicia la capacidad reservada durante los períodos de inactividad.
- Redes de paquetes distribuidas para la supervivencia
- Los primeros trabajos sobre la comunicación distribuida de bloques de mensajes argumentaron que dividir los datos en paquetes enrutados de forma independiente a través de una malla redundante produce una red que sobrevive a la pérdida de nodos o enlaces individuales, una razón clave detrás de la conmutación de paquetes.
Clinical relevance
La elección entre la conmutación de paquetes y la conmutación de circuitos determina cómo se aprovisionan las redes y cómo se comportan bajo carga. La eficiencia de la conmutación de paquetes bajo tráfico en ráfagas es la razón por la que la Internet de datos se basa en ella, mientras que la previsibilidad de la capacidad reservada explica el largo uso de la conmutación de circuitos en la red telefónica tradicional y el atractivo de las técnicas de reserva de capacidad para flujos sensibles a la latencia.
History
La red telefónica fue históricamente conmutada por circuitos, dedicando una línea por llamada. A principios de la década de 1960, Paul Baran e, independientemente, Donald Davies propusieron dividir los datos en paquetes enrutados a través de una red distribuida, con el análisis de colas de Leonard Kleinrock proporcionando una base teórica. ARPANET demostró la conmutación de paquetes a escala, y se convirtió en la base de la Internet moderna.
Key figures
- Paul Baran
- Donald Davies
- Leonard Kleinrock
Related topics
Seminal works
- baran1964
- kurose2021
Frequently asked questions
- ¿Por qué la conmutación de paquetes es más eficiente que la conmutación de circuitos para los datos?
- El tráfico de datos suele ser en ráfagas, con períodos de inactividad entre transferencias. La conmutación de paquetes permite que muchos flujos compartan la capacidad del enlace bajo demanda, de modo que los momentos de inactividad de un flujo son utilizados por otro. La conmutación de circuitos reserva capacidad para toda la conexión, se use o no, lo que desperdicia capacidad para el tráfico en ráfagas.
- ¿Todavía existe la conmutación de circuitos?
- Sí, en concepto. La red telefónica tradicional era conmutada por circuitos, y la idea persiste en tecnologías que reservan capacidad o construyen circuitos virtuales para un servicio predecible y de baja latencia. Aun así, la voz moderna y la mayoría de los datos ahora viajan a través de redes IP conmutadas por paquetes.