Le réseau de la commutation

La commutation de circuits :

• Elle est issue des techniques utilisées dans les réseaux téléphoniques (RTC).
• Elle se déroule en 3 phases : 

• La connexion : un chemin est établi entre l'appelant et l'appelé, par commutations successives. Les commutateurs ne remplissent qu'une fonction d'aiguillage. Tout se passe comme s'il n'y avait qu'une seule liaison entre les extrémités. 

• Le transfert : Les données (ou la voix) sont transmises de bout en bout sur le "circuit de données". 

• Les ressources (lignes) sont attribuées en permanence, et en volume constant, pendant toute la durée de la communication (les "silences" sont pénalisés). 

• La libération : après le transfert, les ressources sont restituées au réseau de commutation, et sont disponibles pour d'autres communications.

La commutation de données:

• Le principe est très différent de la commutation de circuits. 
• Les données sont structurées en messages. Un message est une suite logique de données qui forment un tout (fichier, enregistrement ... ). 
• Un message est acheminé vers sa destination au fur et à mesure des commutations: 
• Le message délivré par A est envoyé vers N1, où il est stocké et vérifié, 
• La liaison A-N1 est libérée 
• Il est transmis à N2, où il est stocké et vérifié, 
• La liaison N1-N2 est libérée, 
• Le processus est itératif jusqu'à la livraison du message à B 
• Ainsi, les commutateurs (ou noeuds de commutation) sont dotés de mémoire et de capacité de traitement de données (leur fonction va au-delà d'un simple aiguillage). 
• Quand un message est enregistré dans un noeud de commutation, la liaison par laquelle il est arrivé est libérée, et ses ressources sont disponibles pour le réseau de commutation.

• Les avantages:

• Sur le chemin AB, on n'utilise qu'une seule liaison de données à la fois, les autres étant disponibles pendant ce temps pour d'autres communications. 

• Les silences sont mis à profit pour opérer un multiplexage temporel. 

• La réception d'un message dans un noeud de commutation étant indépendante de son émission, il n'y a pas de contrainte d'isochronisme.

• Les inconvénients:

• si la taille des messages est trop importante, il y a des risques : 

• de débordement des tampons de stockage (un noeud de commutation peut recevoir des messages depuis plusieurs stations), 

• de lenteur : le délai d'acheminement de bout en bout est excessif (il faut attendre qu'un message soit entièrement stocké dans un noeud avant de le retransmettre vers le noeud suivant), 

• de probabilité d'erreur importante, qui peut se traduire parfois par un blocage du réseau (pour un taux d'erreur donné, la probabilité d'erreur sur un bit est proportionnelle à la longueur du message). 

La commutation de paquets :

• Pour palier aux inconvénients engendrés par les messages de taille trop importante, on fragmente les messages en paquets de taille moyenne. 

• Les paquets sont acheminés de noeud en noeud : après avoir été vérifiés, ils sont réexpédiés, sans attendre la totalité du message.

• Les avantages: 

• Cette fragmentation élimine les inconvénients engendrés par la commutation de messages trop longs : 

• A débit constant, le délai d'acheminement de bout en bout est plus court, 

• La capacité de stockage des noeuds de commutation est moindre, 

• A taux d'erreur constant, la probabilité d'erreur sur un paquet (un bit erroné) est plus faible, et en cas d'erreur, seul le paquet erroné doit être retransmis. De plus, les paquets peuvent plus facilement être multiplexés sur des liaisons à haut débit. 

• Les inconvénients : 

• La transmission du message mobilise les ressources de plusieurs liaisons de données en même temps, 

• Les données ne sont plus découpées en unités logiques: après la transmission des paquets , il faut reconstituer le message.