Circuit switching e packet switching

Da Hacknowledge.

Per i collegamenti tra dispositivi che scambiano tra loro informazioni sotto forma di impulsi elettrici, storicamente sono sempre stati adottati due tipi di approcci: l'approccio a commutazione di circuito (circuit switching) e l'approccio a commutazione di pacchetto (packet switching).

[modifica] Circuit switching

Tale approccio è adottato dalle reti telefoniche, è l'approccio tradizionale per le comunicazioni elettriche ma non è diventato quello adottato da internet. Nelle reti a commutazione di circuito, quando due dispositivi richiedono di comunicare tra loro viene dedicato un canale apposta per la loro comunicazione, canale che resta attivo e valido per tutta la durata della sessione (la rete telefonica usa proprio questo approccio). La divisione delle risorse di tempo e di frequenza viene fatta in modo multiplexato e principalmente in due possibili modi:

• FDM (Frequency-Division Multiplexing): ogni comunicazione tra due sistemi terminali occupa una frequenza diversa della banda a disposizione della comunicazione. Si pensi alle radio FM, che adottano proprio questa politica: ogni trasmissione radio occupa una frequenza diversa della banda che va da 88 a 108 MHz.
• TDM (Time-Division Multiplexing): le risorse di un commutatore di circuito sono occupate in un dato istante da una sola comunicazione per volta. O meglio, ad ogni comunicazione tra due sistemi terminali viene assegnato un preciso quanto di tempo, scaduto il quale si passa alla comunicazione successiva (simile all'algoritmo di round-robin usato per gestire i processi a livello di sistema operativo).

[modifica] Packet switching

Tale approccio per lo scambio di informazioni è quello utilizzato dalla rete internet. La rete internet non ha adottato il circuit switching, in quanto tale approccio può essere adatto a comunicazioni temporanee e punto-punto come sono appunto le comunicazioni telefoniche, ma non a comunicazioni fortemente gerarchiche (client-server-oriented), con grandi quantità di dati scambiati e con terminali costantemente collegati alla rete. Un approccio a commutazione di circuito applicato a internet avrebbe implicato la gestione di una quantità enorme di possibili circuiti tra terminali, nonché un grande numero di circuiti che sarebbero generalmente rimasti inutilizzati. La scelta fatta da internet è stata quella di dividere l'informazione scambiata tra due terminali in parti più piccole (pacchetti), di spedire questi pacchetti sulla rete con un campo contenente l'indirizzo fisico del destinatario e di lasciare che i pacchetti trovino la strada migliore per raggiungere il destinatario passando da un commutatore di pacchetto (router o switch) all'altro. È un po' l'approccio che è adottato nella posta classica: sul pacco che devo spedire scrivo l'indirizzo fisico del destinatario e lo spedisco, lasciando che il pacco trovi la strada migliore per giungere al destinatario passando da un commutatore di pacchi (ufficio postale) all'altro. Ovviamente tale approccio, pur essendo decisamente progettato e ottimizzato per la rete internet, presenta svantaggi quali ritardi nella commutazione del pacchetto che possono portare anche ritardi notevoli o perdite di pacchetti nel caso la rete sia strutturata male, ma queste eventualità possono essere anche gestite ai livelli superiori della gerarchia della rete (tramite protocolli di trasporto, come vedremo in seguito).