コンピュータネットワークでは、 スイッチング と呼ばれる特定のデバイスを使用して、ネットワーク内のあるデバイスから別のデバイスに、またはあるネットワークから別のネットワークにデータ パケットを転送するプロセスです。 スイッチ 。コンピュータ ユーザーは常にスイッチングを経験します。たとえば、コンピュータ デバイスからインターネットにアクセスするとき、ユーザーが Web ページを開くように要求するたびに、その要求はデータ パケットのスイッチングのみによって処理されます。

切り替えは、OSI モデルのデータ リンク層で行われます。これは、物理層でデータ パケットが生成された後、データ通信における次のプロセスがスイッチングであることを意味します。この記事では、スイッチングに関係するさまざまなプロセス、スイッチングで使用されるハードウェアの種類などについて説明します。

ネットワークスイッチングとは何ですか?

スイッチは、スイッチングのプロセス、つまり受信データ パケットを宛先に転送するプロセスを容易にする専用のコンピューター ハードウェアです。スイッチが作動します データリンク層 の OSIモデル 。スイッチは主に、ソース コンピュータまたはネットワークから受信するデータ パケットを処理し、データ パケットがターゲット コンピュータまたはネットワークに到達するための適切なポートを決定します。

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スイッチは、宛先を使用してデータ パケットが通過するポートを決定します。 マック (メディア アクセス制御) アドレス。スイッチは、スイッチング テーブル (転送テーブルとも呼ばれます) を維持することでこれを効率的に実行します。

ネットワーク スイッチは、スイッチング テーブルを維持するため、ネットワーク ハブやリピータより効率的です。これにより、タスクが簡素化され、ネットワーク上の輻輳が軽減され、ネットワークのパフォーマンスが効果的に向上します。

切り替えの流れ

切り替えプロセスには次の手順が含まれます。

フレーム受信： スイッチがデータ フレームを受信するか、 パケット ポートに接続されているコンピュータから。

• MAC アドレスの抽出: スイッチはヘッダーを読み取ります。 データフレーム そして目的地を回収します Macアドレス それから。
• MAC アドレス テーブルの検索: スイッチが MAC アドレスを取得すると、そのアドレスで検索を実行します。 スイッチング テーブルを参照して、データ フレームの MAC アドレスにつながるポートを見つけます。
• 転送決定とスイッチング テーブルの更新: スイッチがフレームの宛先 MAC アドレスをスイッチング テーブル内の MAC アドレスと一致させると、データ フレームをそれぞれのポートに転送します。ただし、宛先 MAC アドレスが転送テーブルに存在しない場合は、次に従います。 フラッディングプロセス 、送信元ポートを除くすべてのポートにデータ フレームを送信し、フレームの配信先のすべての MAC アドレスを記録します。このようにして、スイッチは新しい MAC アドレスを見つけてそのアドレスを更新します。 転送テーブル 。
• フレーム遷移: 宛先ポートが見つかると、スイッチはデータ フレームをそのポートに送信し、ターゲット コンピュータ/ネットワークに転送します。

スイッチングの種類

切り替え方法には次の 3 種類があります。

• メッセージ切り替え
• 回線切り替え
• パケット交換
  • データグラムパケットスイッチング
  • 仮想回線パケット交換

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ここで、それらを個別に説明しましょう。

メッセージ切り替え: これは、廃止された古いスイッチング手法です。メッセージ交換技術では、データ ブロック/メッセージ全体が全体にわたって転送されます。 通信網 したがって、非常に非効率的になります。

回線切り替え: このタイプのスイッチングでは、送信元と宛先の間で接続が事前に確立されます。この接続は、データが完全に転送されるまで、ネットワークの帯域幅をすべて受け取ります。
このアプローチはより優れています メッセージ切り替え これは、宛先のみではなくネットワーク全体にデータを送信する必要がないためです。

パケット交換： この手法では、データをより小さなコンポーネント、データ フレーム、またはデータ フレームに分割する必要があります。 パケット 。これら データフレーム その後、特定の時点でネットワーク内で利用可能なリソースに応じて、宛先に転送されます。
このスイッチング タイプは、現代のコンピュータやインターネットでも使用されています。ここで、各データ フレームには、宛先に関する追加情報や、ネットワーク コンポーネントを介した適切な転送に必要なその他の情報が含まれています。

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データグラムパケットスイッチング: データグラム内 パケット交換 、各データ フレームは個別のエンティティとして扱われるため、個別に処理されます。ここでは、データ送信が行われる前に接続は確立されません。このアプローチはデータ転送に柔軟性をもたらしますが、データ フレームの損失やデータ フレームの配信の遅延が発生する可能性があります。

仮想回線パケット交換: で 仮想回路 パケット交換では、データを送信する前に送信元と宛先の間の論理接続が確立されます。これらの論理接続は仮想回線と呼ばれます。各データ フレームはこれらの論理パスに従い、データ損失の可能性が低い信頼性の高いデータ送信方法を提供します。

結論

この記事では、に切り替えるプロセスについて説明しました。 コンピューターネットワーキング 。切り替えに必要な物理デバイスについて説明しました。切り替えプロセスに含まれる手順を確認し、さまざまな種類の切り替え方法について学びました。