Commutation de paquets

Le transfert de petits bits de données sur différents réseaux est appelé commutation par paquets. Ces paquets de données sont décomposés en blocs de données afin de les transférer plus rapidement et plus efficacement sur les réseaux. Il est découpé en paquets de données dans un dispositif, et de ce dispositif, est envoyé à l'autre pour atteindre une destination où tous les paquets de données sont rassemblés et réassemblés.[1] En termes simples, il s'agit d'une méthode permettant de diviser les fichiers de données en plus petits paquets ou portions afin de mieux les envoyer sur différents réseaux.

Fonctionnalité

Lorsque les utilisateurs envoient un fichier de données sur un réseau, il s'agit souvent de petits paquets de données et non de documents entiers. Un individu qui envoie un fichier de 5 Mo le divisera en paquets de 512 octets qui seront ensuite envoyés sur le réseau. Chaque paquet contient un en-tête qui contient 2 adresses IP réseau :

  1. Adresse IP d'origine - Il s'agit de l'adresse IP à partir de laquelle le fichier de données est envoyé. Il s'agit également de l'extrémité de transmission du transfert de données.
  2. Adresse IP de destination - Il s'agit de l'adresse IP à laquelle le paquet de données doit être envoyé. En d'autres termes, il s'agit de l'extrémité réceptrice du transfert de données.

En plus de cela, l'en-tête contient également un nombre qui identifie le nombre de paquets que contient le fichier de données entier. Lorsque des paquets sont perdus dans le réseau, ils rebondissent. Le rebondissement désigne le transfert d'un paquet de données d'un routeur à un autre jusqu'à ce qu'il soit capable d'atteindre l'adresse IP de destination finale. Lorsque plusieurs paquets de données perdus sont laissés en rebond autour des réseaux, ce froid entraîne une congestion du réseau et pourrait ralentir l'ensemble du système. Un compte de sauts a été incorporé dans l'en-tête pour régler ce problème. Il s'agit du nombre de fois qu'un paquet de données peut passer d'un routeur à un autre. Un nombre maximum de sauts est alloué par paquet. Ce nombre de sauts diminue à chaque fois qu'un paquet passe par un routeur. Lorsque le nombre maximum de sauts est atteint avant qu'un paquet arrive à destination, il est supprimé par ce routeur. C'est l'une des causes de la perte de paquets.[2]

Modes

Les deux principaux modes de commutation par paquets sont :

Commutation de paquets sans connexion

Chaque paquet individuel dans ce type de réseau de commutation par paquets contient des informations de routage complètes et est acheminé individuellement dans le réseau vers son adresse de destination. Il peut y avoir plusieurs modes de transmission qui dépendent des différentes charges sur les nœuds disponibles dans le réseau. Dans ce système, chacun des paquets respecte les instructions fournies par les informations écrites fournies dans l'en-tête du paquet. Il s'agit notamment des informations nécessaires pour faciliter le réassemblage des paquets de données afin de créer l'ensemble du fichier de données.[3]

  1. Adresse de destination
  2. Adresse source
  3. Nombre total de pièces
  4. Numéro de séquence (numéro de séquence) nécessaire pour faciliter le remontage.

Commutation de paquets axée sur la connexion

Ce mode de commutation par paquets est également appelé commutation de circuits virtuels. Dans ce mode, les paquets de données individuels sont envoyés selon une séquence à travers un itinéraire prédéfini et identifié. Ces paquets sont assemblés à l'aide d'un numéro de séquence unique et sont ensuite transportés à travers le réseau vers leur adresse IP de destination spécifique dans l'ordre. Il n'est pas nécessaire d'inclure les informations d'adresse dans le paquet pour ce mode.[4]

Effets

Historiquement, le protocole de commutation de circuit est couramment utilisé avec une connexion RNIS pour les réseaux téléphoniques.[5] La commutation de paquets est son alternative. Vous trouverez ci-dessous quelques-uns des avantages et des inconvénients d'un commutateur de paquets sur un commutateur de circuit :

Avantages

  • C'est l'utilisation la plus efficace de la bande passante globale du réseau en raison de sa souplesse d'acheminement des petits paquets sur des liaisons partagées.
  • Elles sont souvent moins coûteuses à construire, car il faut moins d'équipement.
  • Il est plus fiable. Lorsqu'un paquet n'arrive pas à destination comme prévu et que l'ordinateur destinataire détecte qu'un paquet est manquant, il demande qu'il soit renvoyé.
  • Il offre un réacheminement automatique en cas de défaillance d'un nœud.
  • Il n'a pas de lignes ligotées et peut facilement contourner les morceaux cassés du réseau.
  • Au fur et à mesure que le nombre de clients augmente par rapport à la commutation de circuits, le réseau n'a qu'à s'étendre lentement.

Inconvénients

  • Il y a de longs retards dans la réception des messages en raison du temps requis pour emballer et acheminer les paquets. Pour la plupart des applications, ces délais ne sont pas assez longs pour être significatifs, mais pour les applications hautes performances comme la vidéo en temps réel, une technologie supplémentaire de qualité de service (QoS) est souvent nécessaire pour atteindre les niveaux de performance requis.
  • Les liens physiques partagés risquent d'entraîner une violation potentielle de la sécurité du réseau. Les précautions de sécurité appropriées doivent s'aligner sur les protocoles et autres éléments connexes des réseaux de commutation par paquets.
  • Ne convient pas aux petits paquets de données - si le paquet de données lui-même n'est que de 600 octets, deux paquets de 512 octets doivent être utilisés avec les informations d'adresse.
  • Latence imprévisible.

Histoire

La commutation de paquets, comme le développement de l'hypertexte, est un concept qui peut être attribué à Paul Baran au début des années 1960, puis indépendamment, quelques années plus tard, à Donald Davies et Leonard Kleinrock. Les recherches de Davies et Kleinrock dans le domaine connexe de la commutation de messages numériques ont aidé Baran à construire l'ARPANET ou le premier réseau de commutation de paquets qui sera plus tard connu pour être apprécié par beaucoup comme l'Internet.

"Ce concept de commutation par paquets était un changement de paradigme radical par rapport au modèle dominant de réseaux de communications utilisant des circuits analogiques dédiés, principalement conçus pour les communications audio, et a établi un nouveau modèle de systèmes numériques discontinus qui divisent les messages en paquets individuels qui sont transmis indépendamment puis assemblés de nouveau dans le message original à l'extrémité opposée".[6]

La commutation de paquets est la percée qui n'a cessé d'évoluer depuis sa conception. D'innombrables heures de recherche effectuées par des esprits brillants travaillent encore à la mise à niveau de cette technologie pour la rendre accessible à tous, comme en témoigne le succès antérieur qu'elle a connu. Il faudra de nombreuses années et des milliards d'argent, mais tout cela en vaudra la peine.


  1. https://searchnetworking.techtarget.com/definition/packet-switched ↩︎

  2. http://www.teach-ict.com/technology_explained/packet_switching/packet_switching.html ↩︎

  3. https://www.techopedia.com/definition/5603/packet-switching ↩︎

  4. http://www.informit.com/articles/article.aspx ↩︎

  5. https://www.lifewire.com/packet-switching-on-computer-networks-817938 ↩︎

  6. https://www.livinginternet.com/i/iw_packet_inv.htm ↩︎