En conmutación de paquetes , los
datos se transmiten en paquetes cortos . Para transmitir grupos de datos más
grandes , el emisor trocea estos grupos en paquetes más pequeños y les adiciona
una serie de bits de control . En cada nodo , el paquete se recibe , se
almacena durante un cierto tiempo y se transmite hacia el emisor o hacia un
nodo intermedio .
Las ventajas de la conmutación de
paquetes frente a la de circuitos son :
1. La eficiencia de la línea es mayor : ya
que cada enlace se comparte entre varios paquetes que estarán en cola para ser
enviados en cuanto sea posible . En conmutación de circuitos , la línea se
utiliza exclusivamente para una conexión , aunque no haya datos a enviar .
2. Se permiten conexiones entre estaciones
de velocidades diferentes : esto es posible ya que los paquetes se irán
guardando en cada nodo conforme lleguen ( en una cola ) y se irán enviando a su
destino .
3. No se bloquean llamadas : ya que todas
las conexiones se aceptan , aunque si hay muchas , se producen retardos en la
transmisión .
4. Se pueden usar prioridades : un nodo
puede seleccionar de su cola de paquetes en espera de ser transmitidos ,
aquellos más prioritarios según ciertos criterios de prioridad .
Hay dos técnicas básicas para el
envío de estos paquetes :
1. Técnica de datagramas : cada paquete se
trata de forma independiente , es decir , el emisor enumera cada paquete , le
añade información de control ( por ejemplo número de paquete , nombre , dirección
de destino , etc...) y lo envía hacia su destino . Puede ocurrir que por haber
tomado caminos diferentes , un paquete con número por ejemplo 6 llegue a su
destino antes que el número 5 . También puede ocurrir que se pierda el paquete
número 4 . Todo esto no lo sabe ni puede controlar el emisor , por lo que tiene
que ser el receptor el encargado de ordenar los paquetes y saber los que se han
perdido ( para su posible reclamación al emisor ) , y para esto , debe tener el software
necesario .
2. Técnica de circuitos virtuales : antes de
enviar los paquetes de datos , el emisor envía un paquete de control que es de
Petición de Llamada , este paquete se encarga de establecer un camino lógico de
nodo en nodo por donde irán uno a uno todos los paquetes de datos . De esta
forma se establece un camino virtual para todo el grupo de paquetes . Este
camino virtual será numerado o nombrado inicialmente en el emisor y será el
paquete inicial de Petición de Llamada el encargado de ir informando a cada uno
de los nodos por los que pase de que más adelante irán llegando los paquetes de
datos con ese nombre o número . De esta forma , el encaminamiento sólo se hace
una vez ( para la Petición de Llamada ) . El sistema es similar a la
conmutación de circuitos , pero se permite a cada nodo mantener multitud de
circuitos virtuales a la vez .
Las ventajas de los circuitos
virtuales frente a los datagramas son :
·
El encaminamiento en cada nodo sólo se hace una
vez para todo el grupo de paquetes . Por lo que los paquetes llegan antes a su
destino .
·
Todos los paquetes llegan en el mismo orden del
de partida ya que siguen el mismo camino .
·
En cada nodo se realiza detección de errores ,
por lo que si un paquete llega erróneo a un nodo , éste lo solicita otra vez al
nodo anterior antes de seguir transmitiendo los siguientes .
Desventajas de los circuitos
virtuales frente a los datagramas :
·
En datagramas no hay que establecer llamada (
para pocos paquetes , es más rápida la técnica de datagramas ) .
·
Los datagramas son más flexibles , es decir que
si hay congestión en la red una vez que ya ha partido algún paquete , los
siguientes pueden tomar caminos diferentes ( en circuitos virtuales , esto no
es posible ) .
·
El envío mediante datagramas es más seguro ya
que si un nodo falla , sólo un paquetes se perderá ( en circuitos virtuales se
perderán todos ) .
Tamaño del paquete
Un aumento del tamaño de los
paquetes implica que es más probable que lleguen erróneos . Pero una
disminución de su tamaño implica que hay que añadir más información de control
, por lo que la eficiencia disminuye . hay que buscar un compromiso entre ambos
.
Funcionamiento externo e interno
Hay dos niveles en donde se
pueden utilizar técnicas de datagramas y de circuitos virtuales . En un nivel
interno ( entre estación y nodo ) , se llaman operación de datagrama interno y
operación de circuito virtual interno . Pero cuando se sale de este ámbito
controlable por la estación emisora , la propia red decide la utilización de
servicios de datagrama externo o servicio de circuito virtual externo para sus
comunicaciones ( ocultos al usuario o emisor ) .
Para los servicio externos hay
una serie de consideraciones a seguir :
·
Si se utilizan operaciones de datagrama interno
y servicios de datagrama externo , al haber errores , no hay pérdidas de tiempo
en establecer nuevas conexiones ni se necesitan muchos espacios de
almacenamiento .
·
Si se utilizan operaciones de circuitos
virtuales internos y servicios de circuitos virtuales externos , se mejoran las
prestaciones para transmisiones de grandes grupos de información y de acceso a
terminales remotos .
Encaminamiento
Características
La función de encaminamiento
tiene estos requisitos :
1. Exactitud .
2. Sencillez .
3. Robustez : es la capacidad para redirigir
el tráfico a zonas seguras cuando hay fallos .
4. Estabilidad : es posible que si un sistema es muy robusto ,
se convierta en inestable al reaccionar demasiado bruscamente ante situaciones
concretas .
5. Imparcialidad : hay sistemas que premian ,
en aras de optimalidad , las conexiones cercanas frente a las más lejanas , con
lo que la comunicación entre estaciones alejadas se dificulta .
6. Optimización : es posible que la robustez y
la imparcialidad reporten un coste adicional de cálculo en cada nodo , lo que
implica que ya no es el sistema más óptimo .
7. Eficiencia : lo mismo ocurre con la
eficiencia .
Estrategias de encaminamiento
1. Encaminamiento estático . Cada nodo
encaminará sus datos a otro nodo adyacente y no cambiará dicho encaminamiento
nunca ( mientras dure la topología de la red ) . Existe un nodo de control que
mantiene la información centralizada . Como cada nodo encaminará sus datos sólo
a un nodo adyacente para cada nodo destino posible , sólo es necesario almacenar
estos contactos entre nodos adyacentes y no todos los caminos entre todos los
nodos de la red .
En el nodo central se almacenan
todas las tablas de encaminamientos , pero en cada nodo sólo hay que almacenar
las filas que conectan ese nodo con el siguiente para conseguir el
encaminamiento a cada nodo posible destino de la red .Este sistema es muy eficiente y sencillo pero poco tolerante a fallos en nodos adyacentes , ya que sólo puede encaminar a uno .
2. Inundaciones . Consiste en que cada nodo
envía una copia del paquete a todos sus vecinos y éstos lo reenvía a todos sus
vecinos excepto al nodo del cuál lo habían recibido . De esta forma se asegura
que el paquete llegará a su destino en el mínimo tiempo posible . Para evitar
que a un nodo llegue un paquete repetido , el nodo debe guardar una información
que le haga descartar un paquete ya recibido .
Esta técnica , al ser muy robusta
y de coste mínimo , se puede usar para mensajes de alta prioridad o muy
importante . El problema es la gran cantidad de tráfico que se genera en la red
. Esta técnica libera de los grandes cálculos para seleccionar un
encaminamiento .
3. Encaminamiento aleatorio . Consiste en
que en cada nodo , se elegirá aleatoriamente el nodo al cuál se va a reenviar
el paquete . De esta forma , se puede asegurar que el paquete llegará al
destino pero en un mayor tiempo que en
el de inundaciones . Pero el tránsito en la red es mucho menor . Esta técnica
también libera de cálculos para seleccionar el encaminamiento .
4. Encaminamiento adaptable .Consiste en que
la red va cambiando su sistema de encaminamiento conforme se cambian las
condiciones de tráfico de la red . Para conseguir esto , los nodos deben de
intercambiar información sobre congestión de tráfico y otros datos .
En estas técnicas de intercambio
de información entre nodos , pueden hacerse intercambios entre nodos adyacentes
, todos los nodos , o incluso que haya un nodo central que coordine todas las
informaciones .
Los inconvenientes principales
son :
·
El costo de procesamiento en cada nodo aumenta .
·
Al intercambiar información de nodo en nodo ,
aumenta el tráfico .
·
Es una técnica muy inestable .
Las ventajas :
·
El usuario cree que aumentan las prestaciones .
·
Se puede ayudar en el control de la congestión .
X.25
Es el protocolo más utilizado .
Se usa en conmutación de paquetes , sobre todo en RDSI .
Este protocolo especifica
funciones de tres capas del modelo OSI : capa física , capa de enlace y capa de
paquetes .
El terminal de usuario es llamado
DTE , el nodo de conmutación de paquetes es llamado DCE La capa de paquetes
utiliza servicios de circuitos virtuales externos .
Servicio de circuito virtual
Este sistema ofrece dos tipos de
circuitos virtuales externos : llamadas virtuales y circuitos virtuales
permanentes . En el primer caso , se requiere establecimiento de conexión o
llamada inicial , mientras que en el segundo no .
Formato de paquete
Cada paquete contiene cierta
información de control , como por ejemplo el número de circuito virtual .
Además de paquetes de datos , se transfieren paquetes de control en los que
figura el número de circuito virtual además del tipo de información de control
.
Existen prioridades en los envíos
de paquetes . Existen paquetes de reinicio de circuitos cuando hay un error ,
de reinicio de todo el sistema y de ruptura de conexión .
Multiplexación
Se permite la conexión de miles
de circuitos virtuales , además de full-duplex . Hay varios tipos de circuitos
virtuales , fijos , de llamadas entrantes a la red , de llamadas salientes , etc...
Control de flujo
Se usa protocolo de ventana
deslizante .
Secuencias de paquetes
Se permite el envío de bloques
grandes de datos . Esto lo hace dividiendo los datos en paquetes de dos tipos ,
los grandes con el tamaño máximo permitido y paquetes de restos de un tamaño
menor al permitido.
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