पैकेट स्विचिंग और सर्किट स्विचिंग

पैकेट स्विचिंग स्वतंत्र रूप से रूट किए गए पैकेटों में डेटा को आगे बढ़ाता है जो मांग पर लिंक क्षमता साझा करते हैं, जबकि सर्किट स्विचिंग कनेक्शन की अवधि के लिए निश्चित क्षमता के साथ एक समर्पित पथ आरक्षित करता है; ये दोनों एक नेटवर्क के माध्यम से डेटा को स्थानांतरित करने के लिए मूलभूत विकल्प प्रस्तुत करते हैं।

Definition

पैकेट स्विचिंग एक ऐसी विधि है जिसमें डेटा को पैकेटों में विभाजित किया जाता है जो स्वतंत्र रूप से अग्रेषित होते हैं और लिंक क्षमता को सांख्यिकीय रूप से साझा करते हैं; सर्किट स्विचिंग एक ऐसी विधि है जिसमें संचार की पूरी अवधि के लिए आरक्षित क्षमता के साथ एक समर्पित एंड-टू-एंड पथ स्थापित किया जाता है।

Scope

यह विषय दो स्विचिंग प्रतिमानों की तुलना करता है। पैकेट स्विचिंग के लिए इसमें स्टोर-एंड-फॉरवर्ड ट्रांसमिशन, सांख्यिकीय मल्टीप्लेक्सिंग, कतारबद्धता, और विलंब तथा हानि की संभावना शामिल है। सर्किट स्विचिंग के लिए इसमें कनेक्शन सेटअप, समर्पित संसाधन आरक्षण, और टाइम-डिवीजन तथा फ्रीक्वेंसी-डिवीजन जैसे मल्टीप्लेक्सिंग योजनाएं शामिल हैं। यह बताता है कि इंटरनेट ने पैकेट स्विचिंग को क्यों चुना और इसमें क्या व्यापार-बंद (trade-offs) शामिल हैं। इसमें उन रूटिंग प्रोटोकॉल को शामिल नहीं किया गया है जो पथों की गणना करते हैं और राउटर के अंदर कतार-प्रबंधन एल्गोरिदम को भी नहीं।

Core questions

• स्टोर-एंड-फॉरवर्ड पैकेट ट्रांसमिशन कैसे काम करता है, और इसमें क्या देरी होती है?
• सांख्यिकीय मल्टीप्लेक्सिंग क्या है, और यह बर्स्टी ट्रैफिक के लिए उपयोगिता में सुधार क्यों करता है?
• सर्किट स्विचिंग संसाधनों को कैसे आरक्षित करता है, और कनेक्शन सेटअप में क्या शामिल है?
• किन ट्रैफिक स्थितियों में प्रत्येक प्रतिमान क्षमता का अधिक कुशलता से उपयोग करता है?
• इंटरनेट ने सर्किट स्विचिंग के बजाय पैकेट स्विचिंग को क्यों अपनाया?

Key concepts

• पैकेट स्विचिंग
• सर्किट स्विचिंग
• स्टोर-एंड-फॉरवर्ड
• सांख्यिकीय मल्टीप्लेक्सिंग
• ट्रांसमिशन और प्रसार विलंब
• कतारबद्धता और पैकेट हानि
• टाइम-डिवीजन और फ्रीक्वेंसी-डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग
• कनेक्शन सेटअप और टियरडाउन

Key theories

स्टोर-एंड-फॉरवर्ड पैकेट स्विचिंग

एक पैकेट स्विच इसे अग्रेषित करने से पहले एक पूरा पैकेट प्राप्त करता है, जिससे प्रत्येक हॉप पर एक ट्रांसमिशन विलंब होता है; पैकेट लिंक को सांख्यिकीय रूप से साझा करते हैं, इसलिए बर्स्टी लोड के तहत उपयोगिता अधिक होती है लेकिन मांग क्षमता से अधिक होने पर कतारबद्धता विलंब और हानि हो सकती है।

सर्किट स्विचिंग और संसाधन आरक्षण

सर्किट स्विचिंग टाइम- या फ्रीक्वेंसी-डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग के माध्यम से गारंटीकृत क्षमता के साथ एक समर्पित पथ स्थापित करता है, जिससे प्रति-पैकेट विवाद के बिना अनुमानित प्रदर्शन मिलता है लेकिन निष्क्रिय अवधि के दौरान आरक्षित क्षमता बर्बाद होती है।

उत्तरजीविता के लिए वितरित पैकेट नेटवर्क

वितरित, संदेश-ब्लॉक संचार पर शुरुआती काम ने तर्क दिया कि डेटा को पैकेटों में तोड़ना जो एक अनावश्यक जाल पर स्वतंत्र रूप से रूट किए जाते हैं, एक ऐसा नेटवर्क बनाते हैं जो व्यक्तिगत नोड्स या लिंक के नुकसान से बचता है, जो पैकेट स्विचिंग के पीछे एक प्रमुख तर्क है।

Clinical relevance

पैकेट और सर्किट स्विचिंग के बीच का चुनाव यह निर्धारित करता है कि नेटवर्क कैसे प्रावधानित होते हैं और भार के तहत वे कैसे व्यवहार करते हैं। बर्स्टी ट्रैफिक (bursty traffic) के तहत पैकेट स्विचिंग की दक्षता ही वह कारण है कि डेटा इंटरनेट इसी पर बना है, जबकि आरक्षित क्षमता की पूर्वानुमेयता पारंपरिक टेलीफोन नेटवर्क में सर्किट स्विचिंग के लंबे उपयोग और विलंबता-संवेदनशील प्रवाहों के लिए क्षमता-आरक्षण तकनीकों के आकर्षण की व्याख्या करती है।

History

टेलीफोन नेटवर्क ऐतिहासिक रूप से सर्किट-स्विच्ड था, जिसमें प्रति कॉल एक लाइन समर्पित होती थी। 1960 के दशक की शुरुआत में पॉल बारन और, स्वतंत्र रूप से, डोनाल्ड डेविस ने डेटा को पैकेटों में तोड़ने का प्रस्ताव दिया जो एक वितरित नेटवर्क पर रूट किए जाते थे, जिसमें लियोनार्ड क्लेनॉक का कतारबद्धता विश्लेषण सैद्धांतिक आधार प्रदान करता था। ARPANET ने बड़े पैमाने पर पैकेट स्विचिंग का प्रदर्शन किया, और यह आधुनिक इंटरनेट का आधार बन गया।

Key figures

• Paul Baran
• Donald Davies
• Leonard Kleinrock

Seminal works

• baran1964
• kurose2021

Frequently asked questions

डेटा के लिए पैकेट स्विचिंग सर्किट स्विचिंग से अधिक कुशल क्यों है?

डेटा ट्रैफिक आमतौर पर बर्स्टी होता है, जिसमें स्थानान्तरण के बीच शांत अवधि होती है। पैकेट स्विचिंग कई प्रवाहों को मांग पर लिंक क्षमता साझा करने देता है, इसलिए एक प्रवाह के निष्क्रिय क्षणों का उपयोग दूसरे द्वारा किया जाता है। सर्किट स्विचिंग पूरे कनेक्शन के लिए क्षमता आरक्षित करता है चाहे उसका उपयोग किया जाए या नहीं, जिससे बर्स्टी ट्रैफिक के लिए क्षमता बर्बाद होती है।

क्या सर्किट स्विचिंग अभी भी मौजूद है?

हाँ, अवधारणा में। पारंपरिक टेलीफोन नेटवर्क सर्किट-स्विच्ड था, और यह विचार उन तकनीकों में बना हुआ है जो अनुमानित, कम-विलंबता सेवा के लिए क्षमता आरक्षित करती हैं या वर्चुअल सर्किट बनाती हैं। फिर भी, आधुनिक आवाज और अधिकांश डेटा अब पैकेट-स्विच्ड आईपी नेटवर्क पर चलते हैं।