Circuit switching and packet switching · Commutation de circuits et commutation de paquets
| English | Français |
|---|---|
| circuit switching/ˈsɜːkɪt ˈswɪtʃɪŋ/ | commutation de circuits |
| packet switching/ˈpækɪt ˈswɪtʃɪŋ/ | commutation de paquets |
| dedicated path/ˈdedɪkeɪtɪd pæθ/ | chemin dédié |
| bandwidth/ˈbændwɪdθ/ | bande passante |
| sequence number/ˈsiːkwəns ˈnʌmbə/ | numéro de séquence |
| router/ˈruːtə/ | routeur |
| multiplexed/ˌmʌltɪˈplekst/ | multiplexé |
| variable latency/ˈveərɪəbl ˈleɪtənsi/ | latence 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.
Le réseau construit pour survivre à sa propre destruction
- En 1964, Paul Baran a été interrogé sur la façon dont un réseau de communication pourrait continuer à fonctionner après une frappe nucléaire. Chaque réseau existant échouait au test, car un appel téléphonique réservait un chemin et la coupure de ce chemin mettait fin à l'appel.
- Sa réponse a été d'arrêter de réserver les chemins. Découper chaque message en petits blocs, adresser chaque bloc, et laisser chacun trouver son propre chemin ; si un lien disparaît, le prochain bloc simplement contourne l'obstacle.
- L'idée a été rejetée comme irréaliste pendant des années. C'est maintenant comment se déplacent essentiellement toutes les données, et c'est pourquoi Internet n'a pas de centre à couper.
- Cette leçon concerne le commutation de circuits et le commutation de paquets : comment chacun fonctionne, ce qu'il coûte, et quel type de trafic convient à quel mode.
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
Commutation de circuits
- Un chemin dédié est établi entre les deux extrémités avant l'envoi de données, maintenu pendant toute la conversation, et libéré à la fin.
- Avantages : la bande passante est réservée, donc le débit est garanti et constant, et les données arrivent dans l'ordre avec un délai prévisible.
- Inconvénients : c'est inefficace, car durant les silences, la ligne réservée reste inoccupée et personne d'autre ne peut l'utiliser, et c'est lent à mettre en place, car le chemin doit être établi d'abord. Un seul lien rompu coupe le circuit et met fin à la conversation.
- L'exemple classique est le réseau téléphonique traditionnel.
Réservé pour tout l'appel, utilisé ou non
In circuit switching: · Dans la commutation de circuits :
Circuit switching reserves one path end-to-end (reserved bandwidth) — but it wastes the line during silences. · La commutation de circuits réserve un chemin bout-en-bout (bande passante réservée) — mais cela gaspille la ligne pendant les silences.
What is the main drawback of circuit switching? · Quel est le principal inconvénient de la commutation de circuits ?
Reserving the path guarantees the rate and the order, and that is exactly what makes it wasteful. The other three describe packet switching. · Réserver le chemin garantit le débit et l'ordre, et c'est exactement ce qui le rend inefficace. Les trois autres décrivent la commutation de paquets.
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
Commutation de paquets
- Le message est découpé en paquets, chacun envoyé indépendamment. Chaque paquet contient les adresses de destination et d'origine et un numéro de séquence.
- Chaque routeur prend une décision par paquet pour le prochain saut, donc les paquets peuvent prendre des routes différentes et arriver hors ordre. La destination utilise les numéros de séquence pour réassembler le message, et les paquets manquants peuvent être demandés à nouveau.
- Avantages : efficace, car un lien est multiplexé sur de nombreuses conversations et transporte des données uniquement lorsqu'il y a des données ; robuste, car le trafic contourne un lien défaillant.
- Inconvénients : latence variable, car les paquets font la file d'attente chez les routeurs, et les paquets peuvent être perdus, donc la fiabilité doit être ajoutée au niveau supérieur, via TCP.
Même message, plusieurs chemins, réassemblé à la fin
A packet's journey across the internet · Le trajet d'un paquet sur 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. · Passez en revue la commutation de paquets. Le message est découpé, chaque paquet trouve son propre chemin, et la destination les remet ensemble — c'est pourquoi Internet est si efficace et difficile à interrompre.
A key advantage of packet switching is that it is: · Un avantage clé de la commutation de paquets est qu'elle est :
Sharing links is efficient and rerouting makes it resilient. The trade-off is variable latency and possible loss (TCP fixes that). · Partager les liens est efficace et le rerouting rend le système résilient. Le compromis est une latence variable et une perte possible (TCP corrige cela).
Because each packet carries a sequence number, the destination can reassemble the message in the right order and re-request any missing packet. · Parce que chaque paquet porte un numéro de séquence, la destination peut réassembler le message dans le bon ordre et ré-demander tout paquet manquant.
Packets may arrive out of order or be lost; the sequence numbers (and TCP) put everything right. · Les paquets peuvent arriver dans le désordre ou être perdus ; les numéros de séquence (et TCP) remettent tout en ordre.
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.
Ce qu'un routeur fait
- Un routeur relie deux réseaux ou plus. Pour chaque paquet, il lit l'adresse IP de destination, la recherche dans sa table de routage, et转发 le paquet par l'interface appropriée vers la destination.
- Il ne garde aucune mémoire de la conversation : deux paquets du même message peuvent sortir par des interfaces différentes si la table a changé entre les deux.
- Cette décision par paquet est exactement ce qui rend le contournement automatique lors d'une défaillance.
Put the stages of sending a message by packet switching in order. · Mettez les étapes d'envoi d'un message par commutation de paquets dans l'ordre.
Split, address, route, arrive, reassemble. That is the five-mark answer to "explain how packet switching passes a message". · Découper, adresser, router, arriver, réassembler. Voici la réponse à cinq points pour « expliquer comment la commutation de paquets transmet un message ».
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.
Exemple résolu : décrire la commutation de paquets
- Expliquez comment la commutation de paquets est utilisée pour transmettre un message à travers Internet. [5]
- Le message est découpé en petits paquets. Chaque paquet contient l'adresse de destination, l'adresse d'origine et un numéro de séquence.
- Chaque paquet voyage à travers le réseau indépendamment, avec les routeurs choisissant le prochain saut pour chacun, donc les paquets peuvent prendre des chemins différents et arriver hors ordre.
- La destination utilise les numéros de séquence pour réassembler le message dans le bon ordre, et tout paquet manquant peut être demandé à nouveau.
- Cinq phrases, cinq points. Omettre les numéros de séquence ou la réassembly coûte deux points.
A router reads the destination address of every ____ and forwards it towards its destination. · Un routeur lit l'adresse de destination de chaque ____ et le transmet vers sa destination.
The decision is made per packet, with no memory of the conversation, which is what lets traffic reroute around a failure automatically. · La décision est prise par paquet, sans mémoire de la conversation, ce qui permet au trafic de rerouter automatiquement autour d'une panne.
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 |
Côté à côté
| Aspect | Commutation de circuits | Commutation de paquets |
|---|---|---|
| chemin | dédié, réservé d'une extrémité à l'autre | partagé, choisi par paquet |
| mise en place | lente, avant toute donnée | aucune |
| utilisation de la bande passante | inefficace, inactif durant les silences | efficace, multiplexé |
| ordre | toujours dans l'ordre | peut arriver hors ordre |
| en cas de défaillance | le circuit est coupé | contournement autour de celui-ci |
| délai | constant et prévisible | variable |
| adapté aux | flux à débit constant, voix | flux par rafales, web et email |
Match each term to what it means. · Associez chaque terme à sa signification.
Circuit = one reserved path; packet = independent packets reordered by sequence number — what the internet uses. · Circuit = un chemin réservé ; paquet = paquets indépendants réordonnés par numéro de séquence — ce que l'Internet utilise.
The modern internet uses: · L'Internet moderne utilise :
The internet uses packet switching for its efficiency and resilience. · L'Internet utilise la commutation de paquets pour son efficacité et sa résilience.
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.
Exemple résolu : quelle méthode pour quel trafic
- Un appel téléphonique et un téléchargement de gros fichier partagent un réseau. Quelle méthode de commutation convient à chacun, et pourquoi ?
- L'appel téléphonique a besoin d'un flux régulier à débit constant avec une faible latence prévisible, et il souffrirait gravement si des pièces arrivaient tard ou hors ordre. La computation de circuits lui convient : un chemin est réservé pour tout l'appel et sa capacité est garantie.
- Le téléchargement de fichier ne se soucie pas de l'ordre d'arrivée ou des brèves retards, car le fichier est réassemblé avant d'être utilisé, et son trafic est par rafales. La commutation par paquets lui convient : le lien est partagé avec d'autres flux de trafic et n'est utilisé que lorsque des données circulent.
- Nommez la méthode, nommez la propriété du trafic, et faites le lien entre les deux.
Which properties make circuit switching a good fit for a telephone call? Select all · tout that apply. · Quelles propriétés font de la commutation de circuits un bon choix pour un appel téléphonique ? Sélectionnez toutes celles qui s'appliquent.
Efficient sharing is packet switching's advantage, and it is the thing circuit switching gives up in exchange for the guarantees. · Le partage efficace est l'avantage de la commutation de paquets, et c'est ce que la commutation de circuits abandonne en échange des garanties.
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.
Pièges qui font perdre des points
- Les paquets peuvent arriver hors ordre, et ce sont les numéros de séquence qui corrigent cela. Les deux extrémités sont nécessaires.
- L'inconvénient de la commutation de circuit est la ligne réservée en idle, et non « c'est une technologie ancienne ».
- La décision du routeur est prise par paquet, ce qui rend le reroutage automatique.
- La commutation par paquets ne garantit pas la livraison à elle seule ; TCP ajoute cette garantie au-dessus.
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
Vous avez compris
- La commutation de circuit réserve un chemin dédié avant l'envoi : bande passante garantie et ordre assuré, mais temps mort pendant les silences, mise en place lente, et coupure par un seul dysfonctionnement
- La commutation par paquets divise le message en paquets routés indépendamment portant adresses et numéros de séquence, réassemblés à destination
- Un routeur décide du prochain saut par paquet, donc le trafic se reroute automatiquement autour des pannes
- La commutation par paquets est efficace et robuste avec latence variable ; la commutation de circuit convient aux flux vocaux constants, la commutation par paquets aux données par rafales