Nếu thay thế chuyển mạch kênh bằng chuyển mạch gói thì yếu tố quan trọng nhất là gì?

 Chuyển mạch và chuyển mạch gói đều là hai phương thức truyền dữ liệu phổ biến nhất giữa hai thiết bị liên lạc. Cả hai đều sử dụng các công nghệ khác nhau để truyền dữ liệu từ điểm này sang điểm khác qua đó kết nối nhiều thiết bị với nhau. Hãy cùng Bizfly Cloud tìm hiểu chi tiết hơn sự khác biệt giữa chuyển mạch và chuyển mạch gói qua bài viết dưới đây nhé!

Chuyển mạch là gì?

Chuyển mạch (Circuit Switch) là một trong những công nghệ chuyển mạch được sử dụng để gửi tin nhắn từ điểm này sang điểm khác bằng cách sử dụng liên kết điểm-điểm chuyên dụng trong suốt phiên. Chúng chủ yếu được sử dụng trong PSTN (Public Switched Telephone Network - Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng) nơi người gọi và người nhận trao đổi thông tin trên một kênh chuyên dụng bằng cách sử dụng liên kết đầu cuối. Chuyển mạch luôn được thực hiện tại Lớp vật lý.

Đây là kênh định hướng kết nối được thiết lập giữa người gửi và người nhận bằng giao thức báo hiệu chuyên dụng. Khi kết nối được thiết lập giữa người gửi và người nhận, toàn bộ thông điệp sẽ đi qua đường dẫn đã thiết lập từ người gửi đến người nhận. Khi thông điệp được chuyển đến người nhận, nguồn sẽ thông báo cho mạng về việc truyền hoàn thành và tất cả các thiết bị chuyển mạch được giải phóng. Khi một trong hai người ngắt kết nối cuộc gọi, mạch sẽ ngắt do đó kết thúc phiên.

Nói một cách đơn giản, người gửi thiết lập kết nối vật lý với máy thu dọc theo một mạch chuyên dụng để gửi truyền dữ liệu và khi quá trình truyền dữ liệu hoàn tất, mạch sẽ được giải phóng. Tất cả dữ liệu được truyền dọc theo cùng một mạch trong suốt phiên.

Chuyển mạch không thích hợp để truyền dữ liệu vì dữ liệu được truyền theo luồng và đường truyền ở trạng thái không hoạt động trong hầu hết thời gian và do đó, băng thông bị lãng phí. Chuyển mạch có thể được thực hiện bằng hai công nghệ Chuyển đổi Bộ phận Không gian hoặc là Chuyển đổi phân chia thời gian.

Chuyển mạch gói là gì?

Chuyển mạch gói (Packet Switch) tận dụng tối đa băng thông mạng bằng cách chia thông điệp thành các đơn vị nhỏ gọi là gói dữ liệu tìm đường dẫn định tuyến hiệu quả nhất để đến đích. Mỗi gói dữ liệu được gán một tiêu đề chứa thông tin báo hiệu bao gồm địa chỉ người gửi và người nhận, sau đó được truyền riêng lẻ qua mạng. Mỗi gói dữ liệu có thể đi theo một lộ trình khác nhau để đến đích. Dữ liệu được xử lý tại tất cả các nút trung gian được đặt tại các điểm khác nhau trước khi đến đích nơi tất cả các gói được ghép lại và biên dịch lại vào thông điệp ban đầu. Đây là một phương pháp mạnh mẽ và hiệu quả hơn để truyền dữ liệu có thể chịu được một số độ trễ trong phiên. Nó chủ yếu được sử dụng cho dữ liệu và giao tiếp thoại.

Chuyển mạch gói luôn được thực hiện tại Lớp mạng. Chuyển mạch gói có hai cách tiếp cận Phương pháp tiếp cận Datagram và Phương pháp tiếp cận Mạch ảo. Trong Datagram Approach, mỗi gói tin là độc lập với nhau mặc dù chúng thuộc cùng một thông điệp và cũng có thể chọn một con đường khác để đến đích. Trong Phương pháp tiếp cận Mạch ảo, mối quan hệ giữa các gói thuộc cùng một bản tin được giữ nguyên vì các gói tin không độc lập với nhau và tất cả các gói tin thuộc một bản tin cụ thể đi theo cùng một tuyến đường để đi đến đích.

Không thể phủ nhận chuyển mạch và chuyển mạch gói là hai trong số các kỹ thuật được sử dụng rộng rãi nhất để truyền dữ liệu trên các mạng doanh nghiệp. Cả hai kỹ thuật này đều có không gian riêng trong mạng hiện đại. Sử dụng chuyển mạch kênh cho phép bạn giữ một kênh được thiết lập cho các cuộc gọi thoại ưu tiên cao để cung cấp cho người dùng cơ hội tốt nhất để liên lạc với nhau. Ngược lại, chuyển mạch gói sử dụng một cách tiếp cận dễ uốn hơn để lưu lượng có thể đi qua nhiều đường khác nhau.

Và dưới đây là 6 yếu tố khác nhau giữa chuyển mạch và chuyển mạch gói:

 1. Định nghĩa của Chuyển mạch và chuyển mạch gói

Chuyển mạch là một loại giao thức mạng trong đó một kênh chuyên dụng được thiết lập giữa hai điểm cuối trong mạng trong suốt thời gian truyền. Truyền dữ liệu diễn ra sau khi mạch được thiết lập. Mặt khác, chuyển mạch gói không có kết nối, có nghĩa là dữ liệu được truyền thành các đơn vị nhỏ gọi là gói và một tuyến động được thiết lập cho mỗi gói.

2. Phương pháp chuyển mạch và chuyển mạch gói

Trong chuyển mạch, đường dẫn mạch đầu cuối được thiết lập giữa nguồn và đích bằng giao thức báo hiệu chuyên dụng. Đó là định hướng kết nối, không giống như các mạng chuyển mạch gói không kết nối, không tuân theo cách tiếp cận từ đầu đến cuối. Trong thực tế, mỗi gói mang địa chỉ nguồn và đích trong tiêu đề.

3. Uyển chuyển trong Chuyển mạch và chuyển mạch gói

Trong chuyển mạch gói, giao tiếp dữ liệu được chia thành các gói nhỏ với mỗi gói mang thông tin định tuyến và theo đường truyền khác nhau để đến đích. Mặt khác, chuyển mạch không linh hoạt vì đường dẫn chuyên dụng được thiết lập mà không thay đổi trong suốt quá trình truyền.

4. Định tuyến Con đường của Chuyển mạch và chuyển mạch gói

Trong các mạng chuyển mạch, tất cả dữ liệu đi qua cùng một mạch và mỗi đơn vị dữ liệu có quyền truy cập duy nhất vào một mạch và toàn bộ đường dẫn định tuyến được cung cấp tại nguồn. Trong các mạng chuyển mạch gói, mỗi gói dữ liệu chứa toàn bộ đường dẫn định tuyến và được truyền riêng lẻ.

5. Xử lý dữ liệu trong Chuyển mạch và chuyển mạch gói

Trong chuyển mạch, đường truyền được quyết định trước khi bắt đầu xử lý dữ liệu và hệ thống quyết định đường nào sẽ đi theo. Trong chuyển mạch gói, dữ liệu được chia thành các gói nhỏ - mỗi gói có một tiêu đề được liên kết - được định tuyến từ nguồn đến đích và được xử lý tại tất cả các nút trung gian.

6. Ứng dụng của chuyển mạch và chuyển mạch gói

Chuyển mạch gói là phương pháp hiệu quả hơn khi truyền dữ liệu, trong khi chuyển mạch là cách thay thế tốt hơn nhiều cho truyền giọng nói. Trong khi cái trước được thực hiện ở lớp vật lý, cái sau được thực hiện ở lớp mạng.

Bảng so sánh sự khác biệt giữa chuyển mạch và chuyển mạch gói

Hiểu được sự khác biệt giữa chuyển mạch và chuyển mạch gói, cách các thiết bị kết nối với nhau là một trong những yếu tố quan trọng nhất của mạng. Cái nào tốt hơn phụ thuộc vào những gì bạn đang cố gắng hoàn thành. Bạn càng biết nhiều về cách mạng của bạn được liên kết với nhau, bạn càng có khả năng đáp ứng tốt hơn với các vấn đề về hiệu suất và chạy khắc phục sự cố chuyên sâu. Hãy theo dõi những bài viết tiếp theo của Bizfly Cloud để cập nhật những kiến thức công nghệ mới hữu ích mỗi ngày nhé!

Xem thêm: Stt Hay Về Tết Quê – Những Câu Nói Hay Về Tết

Hình 8.3: Mô hình chuyển mạch sốMạng chuyển mạch số cho phép người sử dụng nâng cao tốc độ truyền (ở đây do khác biệt giữa kỹ thuật truyền số và kỹ thuật truyền tương tự nên hiệu năng của truyền mạch số cao hơn nhiều so với truyền tương tự cho dù cùng tốc độ), độ an toàn. Vào năm 1991 AT&T giới thiệu mạng chuyển mạch số có tốc độ 384 Kbps. Người ta có thể dùng mạng chuyển mạch số để tạo các liên kết giữa các mạng LAN và làm các đường truyền dự phòng.II. Mạng thuê bao (Leased line Network) Với kỹ thuật chuyển mạch giữa các nút của mạng (tương tự hoặc số) có một số lượng lớn đường dây truyền dữ liệu, với mỗi đường dây trong một thời điểm chỉ có nhiều nhất một phiên giao dịch, khi số lượng các trạm sử dụng tăng cao người ta nhận thấy việc sử dụng mạng chuyển mạch trở nên không kinh tế. Để giảm bớt số lượng các đường dây kết nối giữa các nút mạng người ta đưa ra một kỹ thuật gọi là ghép kênh.

Xem thêm:   ram điện thoại là gì

Hình 8.4: Mô hình ghép kênhMô hình đó được mô tả như sau: tại một nút người ta tập hợp các tín hiệu trên của nhiều người sử dụng ghép lại để truyền trên một kênh nối duy nhất đến các nút khác, tại nút cuối người ta phân kênh ghép ra thành các kênh riêng biệt và truyền tới các người nhận. Có hai phương thức ghép kênh chính là ghép kênh theo tần số và ghép kênh theo thời gian, hai phương thức này tương ứng với mạng thuê bao tuần tự và mạng thuê bao kỹ thuật số. trong thời gian hiện nay mạng thuê bao kỹ thuật số sử dụng kỹ thuật ghép kênh theo thời gian với đường truyền T đang được sử dụng ngày một rộng rãi và dần dần thay thế mạng thuê bao tuần tự. 1. Phương thức ghép kênh theo tần số Để sử dụng phương thức ghép kênh theo tần số giữa các nút của mạng được liên kết bởi đường truyền băng tần rộng. Băng tần này được chia thành nhiều kênh con được phân biệt bởi tần số khác nhau. Khi truyền dử liệu, mỗi kênh truyền từ người sử dụng đến nút sẽ được chuyển thành một kênh con với tần số xác định và được truyền thông qua bộ ghép kênh đến nút cuối và tại đây nó được tách ra thành kênh riêng biệt để truyền tới người nhận. Theo các chuẩn của CCITT có các phương thức ghép kênh cho phép ghép 12, 60, 300 kênh đơn. Người ta có thể dùng đường thuê bao tuần tự (Analog) nối giữa máy của người sử dụng tới nút mạng thuê bao gần nhất. Khi máy của người sử dụng gửi dữ liệu thì kênh dữ liệu được ghép với các kênh khác và truyền trên đưòng truyền tới nút đích và được phân ra thành kênh riêng biệt trước khi gửi tới máy của người sử dụng. Đường nối giữa máy trạm của người sử dụng tới nút mạng thuê bao cũng giống như mạng chuyển mạch tuần tự sử dụng đường dây điện thoại với các kỹ thuật chuyển đổi tín hiệu như V22, V22 bis, V32, V32 bis, các kỹ thuật nén V42 bis, MNP class 5.2.Phương thức ghép kênh theo thời gian: Khác với phương thức ghép kênh theo tần số, phương thức ghép kênh theo thời gian chia một chu kỳ thời gian hoạt động của đường truyền trục thành nhiều khoảng nhỏ và mỗi kênh tuyền dữ liệu được một khoảng. Sau khi ghép kênh lại thành một kênh chung dữ liệu được truyền đi tương tự như phương thức ghép kênh theo tần số. Người ta dùng đường thuê bao là đường truyền kỹ thuật số nối giữa máy của người sử dụng tới nút mạng thuê bao gần nhất. Hiện nay người ta có các đường truyền thuê bao như sau : Đường T1 với tốc độ 1.544 Mbps nó bao gồm 24 kênh vớp tốc độ 64 kbps và 8000 bits điều khiển trong 1 giây.III. Mạng chuyển gói tin (Packet Switching NetWork)Mạng chuyển mạch gói hoạt động theo nguyên tắc sau : Khi một trạm trên mạng cần gửi dữ liệu nó cần phải đóng dữ liệu thành từng gói tin, các gói tin đó được đi trên mạng từ nút này tới nút khác tới khi đến được đích. Do việc sử dụng kỹ thuật trên nên khi một trạm không gửi tin thì mọi tài nguyên của mạng sẽ dành cho các trạm khác, do vậy mạng tiết kiệm được các tài nguyên và có thể sử dụng chúng một cách tốt nhất. Người ta chia các phương thức chuyển mạch gói ra làm 2 phương thức:Phương thức chuyển mạch gói theo sơ đồ rời rạc.Phương thức chuyển mạch gói theo đường đi xác định. Với phương thức chuyển mạch gói theo sơ đồ rời rạc các gói tin được chuyển đi trên mạng một cách độc lập, mỗi gói tin đều có mang địa chỉ nơ i gửi và nơi nhận. Mổi nút trong mạng khi tiếp nhận gói tin sẽ quyết định xenm đường đi của gói tin phụ thuộc vào thuật toán tìm đường tại nút và những thông tin về mạng mà nút đó có. Việc truyền theo phương thức này cho ta sự mềm dẻo nhất định do đường đi với mỗi gói tin trở nên mềm dẻo tuy nhiên điều này yêu cầu một số lượng tính toán rất lớn tại mỗi nút nên hiện nay phần lớn các mạng chuyển sang dùng phương chuyển mạch gói theo đường đi xác định.

Xem thêm:   Heat Number Là Gì ? Ý Nghĩa Và Ứng Dụng Của Từ Heat Trong Lò Hơi

Hình 8.5: Ví dụ phương thức sơ đồ rời rạc. Phương thức chuyển mạch gói theo đường đi xác định: Trước khi truyền dữ liệu một đưòng đi (hay còn gọi là đường đi ảo) được thiết lập giữa trạm gửi và trạm nhận thông qua các nút của mạng. Đường đi trên mang số hiệu phân biệt với các đường đi khác, sau đó các gói tin được gửi đi theo đường đã thiết lập để tới đích, các gói tin mang số hiệu củ đường ảo để có thể được nhận biết khi qua các nút. Điều này khiến cho việc tính toán đường đi cho phiên liên lạc chỉ cần thực hiện một lần.

Xem thêm: Lá Số Tử Vi Ca Sĩ Đông Nhi, Lá Số, Nhân Tướng Ca Sỹ Quang Lê Quang

Hình 8.6: Ví dụ phương thức đường đi xác định1.Mạng X25Được CCITT công bố lần đầu tiên vào 1970 lúc lĩnh vực viễn thông lần đầu tiên tham gia vào thế giới truyền dữ liệu với các đặc tính:X25 cung cấp quy trình kiểm soát luồng giữa các đầu cuối đem lại chất lương đường truyền cao cho dù chất lương đương dây truyền không cao.X25 được thiết kế cho cả truyền thông chuyển mạch lẫn truyền thông kiểu điễm nối điểm.Được quan tâm và tham gia nhanh chóng trên toàn cầu. Trong X25 có chức năng dồn kênh (multiplexing) đối với liên kết logic (virtual circuits) chỉ làm nhiệm vụ kiểm soát lỗi cho các frame đi qua. Điều này làm tăng độ phức tạp trong việc phối hợp các thủ tục giữa hai tầng kề nhau, dẫn đến thông lượng bị hạn chế do tổng phí xử lý mỗi gói tin tăng lên. X25 kiểm tra lỗi tại mỗi nút trước khi truyền tiếp, điều này làm cho đường truyền chó chất lượng rất cao gần như phi lỗi. Tuy nhiên do vậy khối lượng tích toán tại mỗi nút khá lớn, đối với những đường truyền của những năm 1970 thì điều đó là cần thiết nhưng hiện nay khi kỹ thuật truyền dẫn đã đạt được những tiến bộ rất cao thì việc đó trở nên lãng phí2.Mạng Frame Relay Mỗi gói tin trong mạng gọi là Frame, do vậy mạng gọi là Frame relay. Đặc điểm khác biệt giữa mạng Frame Relay và mạng X25 mạng Frame Relay là chỉ kiểm tra lỗi tại hai trạm gửi và trạm nhận còn trong quá trình chuyển vận qua các nút trung gian gói tin sẽ không được kiểm lỗi nữa. Do vậy thời gian xử lý trên mỗi nút nhanh hơn, tuy nhiên khi có lỗi thì gói tin phải được phát lại từ trạm đầu. Với độ an toàn cao của đường truyền hiện nay thì chi phí việc phát lại đó chỉ chiếm một tỷ lệ nhỏ nếu so với khối lượng tính toán được giảm đi tại các nút nên mạng Frame Relay tiết kiệm được tài nguyên của mạng hơn so với mạng X25. Frame relay không chỉ là một kỹ thuật mà còn là thể hiện một phương pháp tổ chức mới. Với nguyên lý là truyền mạch gói nhưng các thao tác kiểm soát giữa các đầu cuối giảm đáng kể Kỹ thuật Frame Relay cho phép thông luợng tối đa đạt tới 2Mbps và hiện nay nó đang cung cấp các giải pháp để tương nối các mạng cục bộ LAN trong một kiến trúc xương sống tạo nên môi trường cho ứng dụng multimedia.3.Mạng ATM (Cell relay) Hiện nay kỹ thuật Cell Relay dựa trên phương thức truyền thông không đồng bộ (ATM) có thể cho phép thông lương hàng trăm Mbps. Đơn vị dữ liệu dùng trong ATM được gọi là tế bào (cell). các tế bào trong ATM có độ dài cố định là 53 bytes, trong đó 5 bytes dành cho phần chứa thông tin điều khiển (cell header) và 48 bytes chứa dữ liệu của tầng trên. Trong kỹ thuật ATM, các tế bào chứa các kiểu dữ liệu khác nhau được ghép kênh tới một đường dẫn chung được gọi là đường dẫn ảo (virtual path). Trong đường dẫn ảo đó có thể gồm nhiều kênh ảo (virtual chanell) khác nhau, mỗi kênh ảo được sử dụng bởi một ứng dung nào đó tại một thời điểm.ATM đã kết hợp những đặc tính tốt nhất của dạng chuyển mạch liên tục và dạng chuyển mạch gói, nó có thể kết hợp dải thông linh hoạt và khả năng chuyển tiếp cao tốc và có khả năng quản lý đồng thời dữ liệu số, tiếng nói, hình ành và multimedia tương tác. Mục tiêu của kỹ thuật ATM là nhằm cung cấp một mạng dồn kênh, và chuyển mạch tốc độ cao, độ trễ nhỏ dáp ứng cho các dạng truyền thông đa phương tiện (multimecdia) Chuyển mạch cell cần thiết cho việc cung cấp các kết nối đòi hỏi băng thông cao, tình trạng tắt nghẽn thấp, hổ trợ cho lớp dịch vụ tích hợp lưu thông dữ liệu âm thanh hình ảnh. Đặc tính tốc độ cao là đặc tính nổi bật nhất của ATM. ATM sử dụng cơ cấu chuyển mạch đặc biệt: ma trận nhị phân các thành tố chuyển mạch (a matrix of binary switching elements) để vận hành lưu thông. Khả năng vô hướng (scalability) là một đặc tính của cơ cấu chuyển mạch ATM. Đặc tính này tương phản trực tiếp với những gì diễn ra khi các trạm cuối được thêm vào một thiết bị liên mạng như router. Các router có năng suất tổng cố định được chia cho các trạm cuối có kết nối với chúng. Khi số lượng trạm cuối gia tăng, năng suất của router tương thích cho trạm cuối thu nhỏ lại. Khi cơ cấu ATM mở rộng, mỗi thiết bị thu trạm cuối, bằng con đường của chính nó đi qua bộ chuyển mạch bằng cách cho mỗi trạm cuối băng thông chỉ định. Băng thông rộng được chỉ định của ATM với đặc tính có thể xác nhận khiến nó trở thành một kỹ thuật tuyệt hảo dùng cho bất kỳ nơi nào trong mạng cục bộ của doanh nghiệp. Như tên gọi của nó chỉ rõ, kỹ thuật ATM sử dụng phương pháp truyền không đồng bộ (asynchronouns) các tề bào từ nguồn tới đích của chúng. Trong khi đó, ở tầng vật lý người ta có thể sử dụng các kỹ thuật truyền thông đồng bộ như SDH (hoặc SONET). Nhận thức được vị trí chưa thể thay thế được (ít nhất cho đến những năm đầu của thế kỷ 21) của kỹ thuật ATM, hầu hết các hãng khổng lồ về máy tính và truyền thông như IBM, ATT, Digital, Hewlett – Packard, Cisco Systems, Cabletron, Bay Network,… đều đang quan tâm đặc biệt đến dòng sản phẩm hướng đến ATM của mình để tung ra thị trường. Có thể kể ra đây một số sản phẩm đó như DEC 900 Multiwitch, IBM 8250 hub, Cisco 7000 rounter, Cablectron, ATM module for MMAC hub.Nhìn chung thị trường ATM sôi động do nhu cầu thực sự của các ứng dụng đa phương tiện. Sự nhập cuộc ngày một đông của các hãng sản xuất đã làm giảm đáng kể giá bán của các sản phẩm loại này, từ đó càng mở rộng thêm thị trường. Ngay ở Việt Nam, các dự án lớn về mạng tin học đều đã được thiết kế với hạ tầng chấp nhận được với công nghệ ATM trong tương lai.

Xem thêm:   " Signal Là Gì ? Nghĩa Của Từ Signal, Từ Signal Là Gì