Circuit switching and packet switching · Conmutación de circuitos y conmutación de paquetes
| English | Español |
|---|---|
| circuit switching/ˈsɜːkɪt ˈswɪtʃɪŋ/ | conmutación de circuitos |
| packet switching/ˈpækɪt ˈswɪtʃɪŋ/ | conmutación de paquetes |
| dedicated path/ˈdedɪkeɪtɪd pæθ/ | ruta dedicada |
| bandwidth/ˈbændwɪdθ/ | anchura de banda |
| sequence number/ˈsiːkwəns ˈnʌmbə/ | número de secuencia |
| router/ˈruːtə/ | router |
| multiplexed/ˌmʌltɪˈplekst/ | multiplexado |
| variable latency/ˈveərɪəbl ˈleɪtənsi/ | latencia variable |
The network built to survive its own destruction
- In 1964 Paul Baran was asked how a communications network could keep working after a nuclear strike. Every existing network failed the test, because a telephone call reserved one path and cutting that path ended the call.
- His answer was to stop reserving paths. Chop each message into small blocks, address every block, and let each one find its own way; if a link disappears, the next block simply goes round it.
- The idea was rejected as unworkable for years. It is now how essentially all data moves, and it is why the internet has no centre to cut.
- This lesson is circuit switching 电路交换 and packet switching 分组交换: how each works, what each costs, and which suits which traffic.
La red construida para sobrevivir a su propia destrucción
- En 1964, Paul Baran se le preguntó cómo una red de comunicaciones podría seguir funcionando tras un ataque nuclear. Todas las redes existentes fallaban la prueba, porque una llamada telefónica reservaba una ruta y al cortarse esa ruta terminaba la llamada.
- Su respuesta fue dejar de reservar rutas. Dividir cada mensaje en bloques pequeños, dirigir cada bloque y permitir que uno encuentre su propio camino; si un enlace desaparece, el siguiente bloque simplemente lo rodea.
- La idea fue rechazada como inviable durante años. Hoy es así como se mueve esencialmente todos los datos, y es por eso que internet no tiene un centro que pueda ser cortado.
- Esta lección trata sobre conmutación de circuitos (circuit switching) y conmutación de paquetes (packet switching): cómo funciona cada una, cuál es su coste y a qué tráfico se adapta mejor.
Circuit switching
- A dedicated path 专用路径 is set up between the two ends before any data is sent, held for the whole conversation, and released at the end.
- Benefits: the bandwidth 带宽 is reserved, so the rate is guaranteed and constant, and data arrives in order with a predictable delay.
- Drawbacks: it is inefficient, because during silences the reserved line sits idle and nobody else may use it, and it is slow to set up, because the path must be established first. One broken link cuts the circuit and the conversation ends.
- The classic example is the traditional telephone network.
Reserved for the whole call, used or not
Conmutación de circuitos
- Se establece un camino dedicado entre los dos extremos antes de enviar cualquier dato, se mantiene durante toda la conversación y se libera al final.
- Ventajas: el ancho de banda está reservado, por lo que la tasa está garantizada y es constante, y los datos llegan en orden con una latencia predecible.
- Desventajas: es ineficiente, porque durante los silencios la línea reservada permanece inactiva y nadie más puede usarla, y es lenta para configurarse, porque primero debe establecerse el camino. Un solo enlace roto corta el circuito y termina la conversación.
- El ejemplo clásico es la red telefónica tradicional.
Reservado para toda la llamada, usado o no
In circuit switching: · En el conmutación de circuitos:
Circuit switching reserves one path end-to-end (reserved bandwidth) — but it wastes the line during silences. · La conmutación de circuitos reserva un camino de extremo a extremo (ancho de banda reservado), pero desperdicia la línea durante los silencios.
What is the main drawback of circuit switching? · ¿Cuál es la principal desventaja de la conmutación de circuitos?
Reserving the path guarantees the rate and the order, and that is exactly what makes it wasteful. The other three describe packet switching. · Reservar el camino garantiza la tasa y el orden, y eso es exactamente lo que lo hace derrochador. Los otros tres describen el enrutamiento de paquetes.
Packet switching
- The message is split into packets, each sent independently. Every packet carries the destination and source addresses and a sequence number 序号.
- Each router 路由器 makes a per-packet decision about the next hop, so packets may take different routes and arrive out of order. The destination uses the sequence numbers to reassemble the message, and missing packets can be requested again.
- Benefits: efficient, because one link is multiplexed 多路复用 across many conversations and carries data only when there is data; robust, because traffic reroutes around a failed link.
- Drawbacks: variable latency 延迟, since packets queue at routers, and packets can be lost, so reliability must be added above, by TCP.
Same message, many paths, reassembled at the end
Conmutación de paquetes
- El mensaje se divide en paquetes, cada uno enviado de forma independiente. Cada paquete lleva las direcciones de destino y origen y un número de secuencia.
- Cada router toma una decisión por paquete sobre el siguiente salto, por lo que los paquetes pueden tomar rutas diferentes y llegar fuera de orden. El destino usa los números de secuencia para reasamblear el mensaje, y los paquetes perdidos pueden solicitarse nuevamente.
- Ventajas: es eficiente, porque un enlace se multiplexa entre muchas conversaciones y transporta datos solo cuando hay datos; es robusta, porque el tráfico se desvía alrededor de un enlace fallido.
- Desventajas: latencia variable, ya que los paquetes forman colas en los routers, y pueden perderse paquetes, por lo que la fiabilidad debe añadirse en capas superiores mediante TCP.
Mismo mensaje, múltiples caminos, reensamblado al final
A packet's journey across the internet · El viaje de un paquete a través de internet
Step through packet switching. The message is split up, each packet finds its own way, and the destination puts them back together — which is why the internet is so efficient and hard to break. · Recorra la conmutación de paquetes. El mensaje se divide, cada paquete encuentra su propio camino, y el destino los vuelve a juntar, lo cual es por lo que internet es tan eficiente y difícil de romper.
A key advantage of packet switching is that it is: · Una ventaja clave del enrutamiento de paquetes es que es:
Sharing links is efficient and rerouting makes it resilient. The trade-off is variable latency and possible loss (TCP fixes that). · Compartir enlaces es eficiente y redirigir lo hace resistente. La compensación es la latencia variable y la posible pérdida (TCP lo soluciona).
Because each packet carries a sequence number, the destination can reassemble the message in the right order and re-request any missing packet. · Porque cada paquete lleva un número de secuencia, el destino puede reensamblar el mensaje en el orden correcto y volver a solicitar cualquier paquete faltante.
Packets may arrive out of order or be lost; the sequence numbers (and TCP) put everything right. · Los paquetes pueden llegar desordenados o perderse; los números de secuencia (y TCP) lo arreglan todo.
What a router does
- A router joins two or more networks. For each packet it reads the destination IP address, looks it up in its routing table, and forwards the packet out of the appropriate interface towards the destination.
- It holds no memory of the conversation: two packets of the same message may leave by different interfaces if the table has changed between them.
- That per-packet decision is exactly what makes rerouting around a failure automatic.
Lo que hace un router
- Un router conecta dos o más redes. Para cada paquete, lee la dirección IP de destino, la busca en su tabla de enrutamiento y reenvía el paquete por la interfaz adecuada hacia el destino.
- No retiene memoria de la conversación: dos paquetes del mismo mensaje pueden salir por interfaces diferentes si la tabla ha cambiado entre ellos.
- Esa decisión individual por paquete es exactamente lo que permite que el reencaminamiento ante una avería sea automático.
Put the stages of sending a message by packet switching in order. · Ordena las etapas de envío de un mensaje mediante conmutación de paquetes.
Split, address, route, arrive, reassemble. That is the five-mark answer to "explain how packet switching passes a message". · Dividir, direccionar, enrutar, llegar, reensamblar. Esa es la respuesta de cinco puntos para "explica cómo la conmutación de paquetes transmite un mensaje".
Worked example: describe packet switching
- Explain how packet switching is used to pass a message across the internet. [5]
- The message is broken into small packets. Each packet carries the destination address, the source address and a sequence number.
- Each packet travels through the network independently, with routers choosing the next hop for each one, so packets may take different paths and arrive out of order.
- The destination uses the sequence numbers to reassemble the message in the right order, and any missing packet can be requested again.
- Five sentences, five marks. Leaving out the sequence numbers or the reassembly loses two of them.
Ejemplo resuelto: describir la conmutación de paquetes
- Explique cómo se utiliza la conmutación de paquetes para transmitir un mensaje a través de internet. [5]
- El mensaje se divide en paquetes pequeños. Cada paquete lleva la dirección de destino, la dirección de origen y un número de secuencia.
- Cada paquete viaja a través de la red de forma independiente, con los routers eligiendo el siguiente salto para cada uno, por lo que los paquetes pueden tomar diferentes trayectorias y llegar fuera de orden.
- El destino utiliza los números de secuencia para reensamblar el mensaje en el orden correcto, y cualquier paquete faltante puede solicitarse nuevamente.
- Cinco oraciones, cinco puntos. Omite los números de secuencia o el reensamblaje y pierdes dos de ellos.
A router reads the destination address of every ____ and forwards it towards its destination. · Un enrutador lee la dirección de destino de cada ____ y lo reenvía hacia su destino.
The decision is made per packet, with no memory of the conversation, which is what lets traffic reroute around a failure automatically. · La decisión se toma por paquete, sin memoria de la conversación, lo que permite que el tráfico se reencamine automáticamente alrededor de una falla.
Side by side
| Aspect | Circuit switching | Packet switching |
|---|---|---|
| path | dedicated, reserved end to end | shared, chosen per packet |
| setup | slow, before any data | none |
| bandwidth use | inefficient, idle during silences | efficient, multiplexed |
| order | always in order | may arrive out of order |
| on a failure | the circuit is cut | reroute around it |
| delay | constant and predictable | variable |
| suits | constant-rate flows, voice | bursty flows, web and email |
Comparación directa
| Aspecto | Conmutación de circuitos | Conmutación de paquetes |
|---|---|---|
| camino | dedicado, reservado de extremo a extremo | compartido, elegido por paquete |
| configuración | lenta, antes de enviar datos | ninguna |
| uso del ancho de banda | ineficiente, inactiva durante silencios | eficiente, multiplexada |
| orden | siempre en orden | puede llegar fuera de orden |
| ante una avería | se corta el circuito | se reenvía alrededor de ella |
| latencia | constante y predecible | variable |
| adecuado para | flujos de tasa constante, voz | flujos intermitentes, web y correo electrónico |
Match each term to what it means. · Asocia cada término con su significado.
Circuit = one reserved path; packet = independent packets reordered by sequence number — what the internet uses. · Circuito = un camino reservado; paquete = paquetes independientes reordenados por número de secuencia — lo que usa Internet.
The modern internet uses: · Internet moderno utiliza:
The internet uses packet switching for its efficiency and resilience. · Internet utiliza conmutación de paquetes por su eficiencia y resistencia.
Worked example: which method for which traffic
- A phone call and a large file download share a network. Which switching method suits each, and why?
- The phone call needs a steady stream at a constant rate with low, predictable delay, and it would suffer badly if pieces arrived late or out of order. Circuit switching suits it: a path is reserved for the whole call and its capacity is guaranteed.
- The file download does not care about the order of arrival or short delays, since the file is reassembled before it is used, and it is bursty. Packet switching suits it: the link is shared with other traffic and used only when data is flowing.
- Name the method, name the property of the traffic, and connect them.
Ejemplo resuelto: método para cada tipo de tráfico
- Una llamada telefónica y una descarga de archivo grande comparten una red. ¿Qué método de conmutación se adapta a cada uno y por qué?
- La llamada telefónica necesita un flujo estable a una tasa constante con baja latencia predecible, y sufriría gravemente si las piezas llegaran tarde o fuera de orden. Le conviene la conmutación de circuitos: se reserva un camino para toda la llamada y su capacidad está garantizada.
- La descarga de archivo no se preocupa por el orden de llegada ni por breves retrasos, ya que el archivo se reensambla antes de usarse, y es de naturaleza intermitente. Le conviene la conmutación de paquetes: el enlace se comparte con otro tráfico y solo se utiliza cuando circulan datos.
- Nombra el método, nombra la propiedad del tráfico y conéctalos.
Which properties make circuit switching a good fit for a telephone call? Select all · todos that apply. · ¿Qué propiedades hacen que la conmutación de circuitos sea adecuada para una llamada telefónica? Selecciona todas las que correspondan.
Efficient sharing is packet switching's advantage, and it is the thing circuit switching gives up in exchange for the guarantees. · El intercambio eficiente es la ventaja de la conmutación de paquetes, y es lo que la conmutación de circuitos renuncia a cambio de las garantías.
Marks that slip away
- Packets can arrive out of order, and the sequence numbers are what fix that. Both halves are needed.
- Circuit switching's drawback is the idle reserved line, not "it is old".
- The router's decision is made per packet, which is what makes rerouting automatic.
- Packet switching does not guarantee delivery on its own; TCP adds that above it.
Puntos que se pierden fácilmente
- Los paquetes pueden llegar fuera de orden, y son los números de secuencia los que lo corrigen. Se necesitan ambas partes.
- La desventaja de la conmutación de circuitos es la línea reservada inactiva, no "que es antigua".
- La decisión del router se toma por paquete, lo que hace que el reencaminamiento sea automático.
- La conmutación de paquetes no garantiza la entrega por sí sola; TCP añade esa garantía en capa superior.
You've got it
- circuit switching reserves a dedicated path before sending: guaranteed bandwidth and order, but idle during silences, slow to set up, and cut by one failure
- packet switching splits the message into independently routed packets carrying addresses and sequence numbers, reassembled at the destination
- a router decides the next hop per packet, so traffic reroutes around failures automatically
- packet switching is efficient and robust with variable latency; circuit switching suits constant voice flows, packet switching suits bursty data
Ya lo tienes dominado
- La conmutación de circuitos reserva un camino dedicado antes de enviar: ancho de banda y orden garantizados, pero inactiva durante silencios, lenta para configurarse y se corta con una sola avería.
- La conmutación de paquetes divide el mensaje en paquetes de enrutamiento independiente que llevan direcciones y números de secuencia, reensamblados en el destino.
- Un router decide el siguiente salto por paquete, por lo que el tráfico se reenvía automáticamente alrededor de las averías.
- La conmutación de paquetes es eficiente y robusta con latencia variable; la conmutación de circuitos se adapta a flujos de voz constantes, mientras que la conmutación de paquetes se adapta a datos intermitentes.