Packet Switching dan Circuit Switching

Packet switching meneruskan data dalam paket-paket yang dirutekan secara independen dan berbagi kapasitas tautan sesuai permintaan, sementara circuit switching mencadangkan jalur khusus dengan kapasitas tetap selama durasi koneksi; keduanya mewakili alternatif fundamental untuk memindahkan data melalui jaringan.

Definition

Packet switching adalah metode di mana data dibagi menjadi paket-paket yang diteruskan secara independen dan berbagi kapasitas tautan secara statistik; circuit switching adalah metode di mana jalur ujung-ke-ujung khusus dengan kapasitas yang dicadangkan ditetapkan untuk seluruh durasi komunikasi.

Scope

Topik ini membandingkan dua paradigma switching. Untuk packet switching, dibahas transmisi store-and-forward, multiplexing statistik, antrean, serta kemungkinan penundaan dan kehilangan. Untuk circuit switching, dibahas pengaturan koneksi, reservasi sumber daya khusus, dan skema multiplexing seperti pembagian waktu dan frekuensi. Dijelaskan mengapa Internet memilih packet switching dan konsekuensi pertukarannya. Tidak termasuk protokol routing yang menghitung jalur dan algoritma manajemen antrean di dalam router.

Core questions

• Bagaimana cara kerja transmisi paket store-and-forward, dan penundaan apa yang ditimbulkannya?
• Apa itu multiplexing statistik, dan mengapa hal itu meningkatkan pemanfaatan untuk lalu lintas yang "bursty"?
• Bagaimana circuit switching mencadangkan sumber daya, dan apa yang melibatkan pengaturan koneksi?
• Dalam kondisi lalu lintas apa setiap paradigma menggunakan kapasitas secara lebih efisien?
• Mengapa Internet mengadopsi packet switching daripada circuit switching?

Key concepts

• packet switching
• circuit switching
• store-and-forward
• multiplexing statistik
• penundaan transmisi dan propagasi
• antrean dan kehilangan paket
• multiplexing pembagian waktu dan pembagian frekuensi
• pengaturan dan pemutusan koneksi

Key theories

Packet switching store-and-forward

Sebuah switch paket menerima seluruh paket sebelum meneruskannya, memperkenalkan penundaan transmisi pada setiap "hop"; paket-paket berbagi tautan secara statistik, sehingga pemanfaatan tinggi di bawah beban "bursty" tetapi penundaan antrean dan kehilangan dapat terjadi ketika permintaan melebihi kapasitas.

Circuit switching dan reservasi sumber daya

Circuit switching menetapkan jalur khusus dengan kapasitas terjamin melalui multiplexing pembagian waktu atau frekuensi, memberikan kinerja yang dapat diprediksi tanpa persaingan per-paket tetapi menyia-nyiakan kapasitas yang dicadangkan selama periode tidak aktif.

Jaringan paket terdistribusi untuk ketahanan

Pekerjaan awal tentang komunikasi blok pesan terdistribusi berpendapat bahwa memecah data menjadi paket-paket yang dirutekan secara independen melalui "mesh" yang redundan menghasilkan jaringan yang bertahan dari hilangnya node atau tautan individual, sebuah alasan utama di balik packet switching.

Clinical relevance

Pilihan antara packet dan circuit switching membentuk cara jaringan disediakan dan bagaimana perilakunya di bawah beban. Efisiensi packet switching di bawah lalu lintas yang "bursty" adalah alasan mengapa Internet data dibangun di atasnya, sementara prediktabilitas kapasitas yang dicadangkan menjelaskan penggunaan circuit switching yang lama dalam jaringan telepon tradisional dan daya tarik teknik reservasi kapasitas untuk aliran yang sensitif terhadap latensi.

History

Jaringan telepon secara historis menggunakan circuit-switched, mendedikasikan satu saluran per panggilan. Pada awal 1960-an, Paul Baran dan, secara independen, Donald Davies mengusulkan pemecahan data menjadi paket-paket yang dirutekan melalui jaringan terdistribusi, dengan analisis antrean Leonard Kleinrock memberikan dasar teoritis. ARPANET mendemonstrasikan packet switching dalam skala besar, dan itu menjadi fondasi Internet modern.

Key figures

• Paul Baran
• Donald Davies
• Leonard Kleinrock

Seminal works

• baran1964
• kurose2021

Frequently asked questions

Mengapa packet switching lebih efisien daripada circuit switching untuk data?

Lalu lintas data biasanya "bursty", dengan periode tenang di antara transfer. Packet switching memungkinkan banyak aliran berbagi kapasitas tautan sesuai permintaan, sehingga momen-momen tidak aktif dari satu aliran digunakan oleh aliran lain. Circuit switching mencadangkan kapasitas untuk seluruh koneksi terlepas dari apakah itu digunakan atau tidak, yang menyia-nyiakan kapasitas untuk lalu lintas yang "bursty".

Apakah circuit switching masih ada?

Ya, secara konsep. Jaringan telepon tradisional adalah circuit-switched, dan gagasan ini tetap ada dalam teknologi yang mencadangkan kapasitas atau membangun sirkuit virtual untuk layanan yang dapat diprediksi dan latensi rendah. Meskipun demikian, suara modern dan sebagian besar data sekarang berjalan di atas jaringan IP packet-switched.