Thursday, February 23, 2017

සන්නිවේදනය හා ආධුනික ගුවන් විදුලිය (Amateur radio) 48

Circuit switching හා Packet switching

සන්නිවේදන ජාලයක් තුල දත්ත නිසි තැන්වලට යොමු කිරීමට (route (රවුට් කිරීමට) ) මූලික වන්නේ switch වේ. ගේට්වේ යනුද එක්තරා ස්විචයකි. වර්තමානයේ භාවිතා වෙන සියලුම ආකාරයේ ස්විච අධිවේගී පරිගණකද වේ (මේවා රුපියල් මිලියන ගණනකින් මිල විය හැකියි). මෙම ස්විච භාවිතා කරමින් සාදා ඇති, දෙයාකාරයක සන්නිවේදන ජාලා හඳුනාගතද හැකියි.

එකක් නම්, ඉතාම පැරණි කාලයේ සිට පැවැති (19 වැනි ශතවර්ශයේ සිට ක්‍රමයෙන් දියුණු වෙමින් පැවැති) ටෙලිග්‍රාෆ්/ටෙලිෆෝන් ජාලාය (telephone networks). අනෙක බොහෝම මෑත කාලයේ ඇති වී මේවන විට ඉතාම ප්‍රචලිතව පවතින පරිගනක ජාලා (computer networks). පරිගනක ජාලා කටහඬද ඇතුලුව ඕනෑම දත්ත වර්ගයක් ලාභෙටත්, අධිවේගයෙනුත් යැවිය හැකි නිසා, මේ වන විට ටෙලිෆෝන් ජාලාවලින් සිදු කළ දේද පරිගනක ජාලා හරහා ඊටත් වඩා ඉතා හොඳින් ඉටු කර ගැනීමට හැකියාව ලැබී තිබේ. සිතා බලන්න ටෙලිෆෝන් කෝල් කරනවාට වඩා ස්කයිප්, වට්ස්ඇප්, වයිබර් වැනි වොයිප් කෝල් නේද ඔබ භාවිතා කරන්නේ? convergence යනුවෙන් හඳුන්වන්නේ එලෙස සියල්ල පරිගනක ජාලා වටා එක් රොක් වීම බව මීට කලින් අප ඉගෙන ගත්තා.

එහෙත් මෙම ජාලා දෙවර්ගයේ වෙනසක් තිබෙනවා. සාමාන්‍ය ටෙලිෆෝන් ජාලා circuit-switching ක්‍රමයට වැඩ කරන අතර, පරිගනක ජාලා packet-switching ක්‍රමයට වැඩ කරයි. මේ ක්‍රම දෙකෙහි වෙනස පවතින්නේ සන්නිවේදන දත්ත එම ජාලාවල ස්විච හරහා ගමන් කරවන ආකාරයේය.

ඔබ සාමාන්‍ය ලෑන්ඩ් ටෙලිෆෝනයක් හරහා කෝල් එකක් ගන්නා අවස්ථාවක් සලකමු. ෆෝන් එක උස්සා, අංකයක් ඩයල් කර, එය අනෙක් පසින් උස්සනකල් රිගිං ටෝන් එක අසාගෙන සිට, එය එහා පැත්තෙන් ඉස්සුවාට පසුව අවශ්‍ය දේ කතා කර, නැවත ෆෝන් එක තබනවා. මතුපිටින් එලෙස පෙනුනත් තාක්ෂණිකව විශාල කටයුත්තක් එතැන සිදු වෙනවානෙ. ෆෝන් එක උස්සන විට ඔබට නීක්…… යන ශබ්දය (dial tone) ඇසෙනවා. එවිට ඔබ දන්නවා ඔබේ ෆෝන් එක අක්‍රියව නැති බව. එවිට ඔබ අංකය ඩයල් කළ විට, ස්විචය විසින් දැනගන්නවා කාටද එම කෝල් එක යා යුත්තේ කියා. ඉතිං ස්විචය විසින් වහම signal එකක් යවනවා ලබන්නාගේ ටෙලිෆෝනයට. එවිටයි එම ටෙලිෆෝනය රිං වන්නේ. එම රිං වීම ඔබටත් ඇසීමට සලසනවා (එමඟින් ඔබ දන්නවා කෝල් එක යමින් තිබෙනවා කියා).

එහෙත් මෙතෙක් මා ඉහත පැහැදිලි කළ කිසිම ක්‍රියාවක් සර්කිට් ස්විචිං සංකල්පයට ඍජුව සම්බන්ද නම් නැත. සර්කිට් ස්විචිං සිදුවීමට වැදගත් පියවර සිදු වන්නේ දැන් සිටයි. අනෙක් පැත්තට ස්විචය විසින් රිංස් යවන විට, ඒ සමඟම ස්විචිය විසින් ඔබේ ෆෝන් එක සම්බන්ද ස්විචයේ සිට අනෙක් කෙනා සම්බන්ද ස්විචයද ඇතුලත්ව, ඒ අතරමැද ඇති සියලු ස්විචවලද ඔබ දෙදෙනා සඳහාම වෙන් වූ චැනල් එකක් වෙන් කරනවා (dedicated channel). එම චැනලය ඔබ දෙදෙනාගේ දුරකතන සංවාදය පටන් ගත් තැන සිට අවසන් වෙන තුරුම වෙනස් නොකෙරේ. මෙන්න මෙම ක්‍රියාව තමයි සර්කිට් ස්විචිං කියා හැඳින්වෙන්නේ.

සාමාන්‍ය කෝල් මෙන්ම, පරිගනක දත්ත යැවීමටත් මෙවැනි සර්කිට් ස්විචිං ජාලා භාවිතා කරනවා. සාමාන්‍ය රැහැන් දුරකතන මෙන්ම, පැරණි රේඩියෝ සන්නිවේදන ජාලාද, GSM සෙල්‍යුලර් ජාලාද ක්‍රියාත්මක වන්නේ සර්කිට් ස්විචිං ක්‍රමයටයි. මෙම ක්‍රමයේ වාසි මෙන්ම අවාසිද ඇත.

එක් වාසියක් වන්නේ, ඔබ දෙදෙනාට පමණක් චැනලයක් මුලින්ම වෙන් කෙරෙන නිසා, ඔබ කෝල් එක ගත් පසු, තවත් සිය දහස් ගණනක් කෝල් ගත්තත් හෝ ගන්න හැදුවත් (ඒ කියන්නේ ට්‍රැෆික් එක වැඩි වේ) ඔබගේ සංවාදයට එය දැනෙන්නේ නැත; බාධාවක් වන්නේ නැත. එය හරියට මහා පාරේ ට්‍රැෆික් කොතරම් තිබුණත්, ජනපති වැනි VIP කෙනෙකු එම පාරේම ට්‍රැෆික් බාධා නැතිව ගමන් කරනවා සේය. නිකමට හෝ ඔබේ කෝල් එක ඩිස්කනෙක්ට් වී නැවත විශාල ට්‍රැෆික් එක අස්සේම එම කෝල් එකම ගන්නට උත්සහ කළොත්, ඔබට එය ගැනීමට බැරි විය හැකියි (ඩයල් ටෝන් එකවත් ඇසෙන්නේ නැත මෙවිට). ඒ කියන්නේ කෝල් එක ගත් පසුවයි ඔබට ට්‍රැෆික් බාධාව නැති වන්නේ.

සාමාන්‍ය තත්වය එසේ වුවත්, අවශ්‍ය නම් යම් යම් පුද්ගලයන්ට (ජනපති, කතානායක, පොලිස්පති වැනි) ප්‍රමුඛතාව ලැබෙන පරිදි වුවද ස්විචවල සෙටිංස් සෑදිය හැකිය. එවිට කොතරම් ට්‍රැෆික් තිබුණත්, එම පුද්ගලයකු ෆෝන් එකෙන් කතා කරන විට, දැනට කතා කරමින් සිටින අයගේ කෝල් ඩිස්කනෙක්ට් කර හෝ ඔවුන්ට අවශ්‍ය කෙනාට කතා කිරීමට අවස්ථාව උදා වේ.

තවත් වාසියක් වන්නේ ඉහත විස්තර කළ ලක්ෂණය නිසාම (එනම් තමන්ට වෙන් වූ චැනලයක් මුලින්ම සාදා ගන්නා නිසා), පනිවුඩ පරක්කු නොවී, නිශ්චිත (ගිවිසුම්ගත වූ) ස්ථිර දත්ත වේගයක් මුල සිට අගටම එක ලෙසම ලබා දිය හැකිය (මෙලෙස නිශ්චිත ගුණාත්මක බවක් දිගටම පවත්වාගෙන යෑම Quality of Services (QoS) ලෙස හැඳින්වේ).

ඉතිං ඉහත වාසි තිබුණත්, අවාසිද රැසක් තිබේ. ස්විච හරහා අපට වෙන් වූ සම්පූර්ණ චැනලයක් ලබා දෙන නිසා, එය සම්පත් නාස්තියකි. කටහඬ යැවීමට එවැනි වෙන් වූ චැනලයක් අවශ්‍ය නැත. ඊට හේතුව, කටහඬ යනු නොනවත්වා දත්ත/සංඥා ජනනය වන තත්වයක් නොවේ. අපට මතුපිටින් එලෙස පෙනුනත්, කතා කරන අතරදී අප 40%ක් පමණ නිශ්ශබ්දවයි සිටින්නේ.

තවද, අපටම වෙන් වූ චැනලය භාවිතා කරන නිසා, ස්වාභාවයෙන්ම එය භාවිතා කිරීම මිල වැඩිය (පරිගනක ජාලවල භාවිතාවට සාපේක්ෂව). එය හරියට කෝච්චි පෙට්ටියක විශාල පිරිසක් යනවා වෙනුවට, තනි කෝච්චි පෙට්ටියක්ම තමන් සඳහා වෙන් කරවා ගන්නවා වැනිය. දෙදෙනා අතර සන්නිවේදනය පවතින තාක් කල් චැනලය වෙන් කෙරෙන නිසා, ගාස්තු අය කිරීම සිදු වන්නේ සන්නිවේදනය සිදු වෙන කාලය අනුවයි (ඒකයි කෝල්වලට තත්පර/විනාඩි අනුව අය කරන්නේ).

පැකට් ස්විචිං ක්‍රමය නම්‍යශීලි ක්‍රමයකි. මෙහිදී දත්ත ගමන් කරන්නේ දත්ත පැකට් (data packet) වශයෙනි. කොහොමත් සන්නිවේදන ජාලාවල දත්ත/බිට් ගමන් කරන්නේ එක්තරා සංවිධානාත්මක ෆ්‍රේම්/පැකට් ආකාරයෙන් බව දැන් අප දන්නවා. එහෙත් පැකට් ස්විචිං ක්‍රමයේදී මෙම පැකට් ස්වභාවය වාසියක් බවට පත් කර ගෙන ඇත (එනිසයි පැකට් ස්විචිං යන නමත් භාවිතා වෙන්නේ).

සර්කිට් ස්විචිංවලදී දෙදෙනෙකු අතර හුවමාරු වන සියලු පැකට් ගියේ එකම මාර්ගයක් ඔස්සේය (dedicated channel). එහෙත් පැකට් ස්විචිංවලදී පැකට් යෑමට එකම මාර්ගයක්ම අත්‍යවශ්‍යයෙන්ම භාවිතා කළ යුතු නැත. පනිවුඩය යවන කෙනා සම්බන්ද ස්විචය විසින් යවන කෙනාගේ පැකට් ලබා ගැනේ. ඉන්පසු එම ස්විචය තීරණය කරනවා එම පැකට් යැවිය යුත්තේ මොන ස්විචයටද කියා. එය අනිවාර්යෙන්ම පනිවුඩය ලබන කෙනා දක්වා ගෙන යා හැකි ස්විචයක් විය යුතුය. එම තීරණය ගෙන යම් ස්විචයක් තෝරාගත් පසු, අර පැකට් එම තෝරාගත් ස්විචයට යොමු කෙරේ. දැන් එලෙසම එම ස්විචයත් තීරණය කරනවා මින්පසු එය කුමන ස්විචයට යැවිය යුතුද කියා. මේ ලෙස අතරමැදි ස්විච කිහිපයක් හරහා ගොස් අවසානයේ එය අනෙක් කෙනා සම්බන්ද ස්විචයට එනවා. එම ස්විචයෙන් අදාල කෙනාට පැකට් යොමු කරනවා.

ඉහත විස්තරය නැවත බලමු. ඔබ දෙදෙනා අතර දත්ත පැකට් විශාල ගණනක් වරකට එක පැකට්ටුව බැගින් යම් කාලාන්තරයක් පුරාවට හුවමාරු වෙනවානෙ. යවන කෙනාගේ සියලු දත්ත පැකට් ඒ එන එන විදියට පළමුව එක් ස්විචයක් විසින් භාර ගැනේ. එම ස්විචය තමයි ඔහුගේ දුරකතනය/උපකරණය ඍජුවම සම්බන්ද ස්විචය (එය ingress switch ලෙස හඳුන්වමු).

පැකට් ස්විචිං සන්නිවේදන ජාලය තුල ස්විච පිහිටුවා තිබෙන්නේ යම් තැනක සිට තවත් තැනකට දත්ත ගමන් කිරීමට අවම වශයෙන් එක් මාර්ගයක්වත් තිබෙන පරිදිය. ප්‍රායෝගිකව එක් තැනක සිට තවත් ඕනෑම තැනකට දත්ත ගමන් කිරීමට මාර්ග තුන හතරක් හෝ දුසිම් ගණනක් තිබිය හැකිය (ඊට හේතුව මොහොතකින් බලමු).

සෑම දත්ත පැකට්ටුවකම තිබෙනවා පනිවුඩය ලබන කෙනා කවුද කියන වග (ඔහුගේ id/address එක). මීට අමතරව තවත් වැදගත් පාලක දත්ත කිහිපයක්ද තිබේ. මෙවා දත්ත බිට් නොවේ. පැකට්ටුවක මෙම “දත්ත නොවන බිට්” (metadata ලෙස ඒවා පොදුවේ හැඳින්වේ) තිබෙන කොටස header ලෙස හඳුන්වනවා. හෙඩර් එකට පසුව දත්ත බිට් කොටස (payload) තිබේ. පහත දැක්වෙන්නේ දත්ත පැකට්ටුවක දළ ආකෘතියයි. විවිධ දත්ත සන්නිවේදන ජාලා පවතින අතර, ඒ එක් එක් පද්ධතිවල පැකට්ටුවක විශාලත්වය, තිබෙන පාලක දත්ත මොනවාද ආදී සාධක වෙනස් විය හැකිය.


තවද, ජාලයේ තිබෙන සියලු ස්විච දන්නවා තම ස්විච ජාලය ගැන සියලු විස්තර. බොහෝවිට සන්නිවේදන ජාලයක ස්විච දුසිම් ගණනක් හෝ සිය ගණනක් හෝ දහස් ගණනක් තිබිය හැකිය. යම් ජාලාවක් තුල ස්විච පිහිටුවා තිබෙන්නේ එම ජාලාය තීරණය කරපු සැලැස්මකට අනුවනෙ. ඉතිං පිට අයට දැනගන්නට විදියක් නැහැ තිබෙන ස්විච ගණන හා කෙසේ ඒවා පිහිටුවා තිබෙනවාද යන්න. මේ අතරම, විවිධ සන්නිවේදන ජාලා එකිනෙකට ඉන්ටර්කනෙක්ට් වී තිබෙනවා. එවිට එක් ආයතනයක ස්විච ගැන තවත් ආයතනයකට දැනගන්න විදියක් නැතිව යනවා. එතකොටම කොහොමද එක් ස්විචයක් තමන් සතුව ඇති පැකට් යොමු කරන්නේ වෙනත් ජාලයකට සම්බන්ද කෙනෙකුට මොකද මෙම ස්විචය සතුව අනෙක් ජාලාවල ස්විචවල තොරතුරු නැහැනෙ?

මෙවැනි ප්‍රායෝගික ගැටලු සියල්ලටම විසඳුම් ලබා දී තිබෙනවා. එක් ජාලයක් දැනගත යුත්තේ තම ජාලය ගැන පමණි. වෙනත් ජාලයකට සම්බන්ද වන විට, එම ජාලයේ නම්කළ යම් ස්විචයකට තම ජාලයෙන් එම ජාලයට යන සියලු පැකට් යොමු කිරීම පමණයි කරන්නට තිබෙන්නේ. මතකද මෙම විශේෂිත ස්විචය gateway ලෙස මීට කලින් අප විස්තර කළා? ඉතිං ඉන්ටර්කනෙක්ට් වී ඇති සෑම ජාලයක්ම තම ජාලය සඳහා අවම වශයෙන් එක් ගේට්වේ එකක් පවත්වාගෙන යා යුතුය. එවිට අදාල ගේට්වේ එක විසින් (තමන්ගේ ජාලය ගැන විස්තර දන්නා නිසා) තම ජාලයේ නිසි තැනට එම පැකට් යොමු කරාවි.

ගේට්වේ එකක් වේවා සාමාන්‍ය ස්විචයක් වේවා තමන්ට ලැබුණු දත්ත පැකට්ටුව ළඟ තබා ගෙන ඉන්න බැහැනෙ. එය පනිවුඩය ලබන කෙනාට ඉතාම ඉක්මනින් යොමු කළ යුතුය. ඉතිං, පෙරත් කී ලෙසම, තම ජාලයේ ස්විච ගැන පොදු දැනුමක් එම ජාලයේ සෑම ස්විචයක් සතුව තිබෙනවා (ස්විචවල ගබඩා කරගෙන තිබෙන මෙම දැනුම routing table ලෙස හැඳින්වෙන අතර සෑම ස්විචයකම රවුටිං ටේබල් එකක් තිබෙනවා; එනිසා මෙම ස්විච router යන නමින්ද හැඳින්වෙනවා). ඒ විතරක්ද නොවේ, යම් ස්විචයක සිට තවත් ස්විචයකට යා හැකි ගමන් මාර්ග (route) කිහිපයක්ද තිබෙනවා. ඉතිං, දැන් ස්විචය තීරණය කරනවා එම පැකට්ටුව යා යුත්තේ කුමන ස්විචයටද කියා.

මෙම තීරණය ගැනීමට සාධක (metrics) කිහිපයක් බලපානවා. සාමාන්‍යයෙන් තිබෙන කෙටිම මාර්ගයයි ස්විචය විසින් තෝරා ගන්නේ (අපි වුණත් ගමනක් යන විට තිබෙන කෙටිම මාර්ගයනෙ ගන්නෙ). එහෙත් එම මාර්ගය දිගේ මේ මොහොත් පැකට් විශාල ප්‍රමාණයක් යමින් තිබෙන නිසා එම මාර්ගය තදබදයකට (congestion) මුහුන දෙමින් සිටිනවා විය හැකිය. මෙවිට එම මාර්ගය කෙටි වුවත් එය හරහා පැකට් යෑමට වැඩි කාලයක් ගත වනු ඇත (අපි යන පාරක ට්‍රැෆික් ඇති විට, වෙනත් දිගු ට්‍රැෆික් නැති පාරක් භාවිතා කරනවානෙ). එවිට, ස්විචය තීරණය කරනවා ට්‍රැෆික් අඩු වෙනත් මාර්ගයක්. මෙලෙස ඒ ඒ මොහොත අනුව ස්විචයයි තීරණය කරන්නේ ගමන් කරන මාර්ගය.

ග්‍රාහකයකු සම්බන්ද ස්විචය (එය ඉන්ග්‍රෙස් ස්විච ලෙස හඳුන්වනවා) ඉහත ආකාරයට තීරණයක් ගෙන යම් පැකට්ටුවක් යා යුත්තේ කුමන ස්විචයටද යැයි තීරණය කර ඊට යොමු කරනවා. ඉන්පසු, එම ස්විචයත් එවැනිම තීරණයක් ගෙන ඊළඟ ස්විචයට යොමු කරනවා. මෙලෙස අතරමැදි ස්විච ගණනවාක් විසින් අවසානයේ අනෙක් ග්‍රාහකයා සිටින ස්විචයට එම පැකට්ටුව යොමු කරනවා (ස්විච දාමයේ අවසාන ස්විචය, එනම් දත්තය ලබන්නා සම්බන්ද වී සිටින ස්විචය egress swtich ලෙස නම් කරමු).

යම් සන්නිවේදනයක් සඳහා කිසිම අවස්ථාවක ඒ සඳහාම වෙන් කළ ගමන් මාර්ගයක්/චැනලයක් පැකට් ස්විචිං ජාලයක නැති බව දැන් පැහැදිලියි. එනිසා සම්පත් අපතේ යෑමක් නැත. ජාලයට සම්බන්ද සෑම දෙනාම එකවර පොදුවේ ජාලයට ප්‍රවේශ වී එම සම්පත් භාවිතා කළ හැකි වේ. එනිසා එවැනි ජාලයක් භාවිතා කිරීමේදී ග්‍රාහකයන් විසින් දැරිය යුතු වියදම්/ගාස්තු ඉතා අඩුය (මෙනිසානෙ අන්තර්ජාලය භාවිතා කරනවාට අයකරන ගාස්තු ඉතා පහල මට්ටමක තිබෙන්නේ). ගාස්තු අය කෙරෙන්නේ ජාලයට සම්බන්දව සිටින කාලය අනුව නොව, ජාලය හරහා ගමන් කරන දත්ත ප්‍රමාණය අනුවයි (එනිසයි ගිගාබයිට් ගානට අය කරන්නේ අන්තර්ජාල පහසුකම).

සියලුම පරිගනක ජාල පැකට් ස්විචිං වේ. වයිෆයිද පරිගනක ජාලයක් නිසා එයද පැකට් ස්විචිං වේ. අන්තර්ජාලයද පරිගනක ජාලයක් නිසා එයද පැකට් ස්විචිං වේ (ඇත්තටම ලොව තිබෙන විශාලතම පරිගනක ජාලය අන්තර්ජාලය වේ). මීට අමතරව දැනට පවතින සියලු අන්තර්ජාල සේවාවට සම්බන්ද වීමට තිබෙන සෙල්‍යුලර් ජාලා තාක්ෂණයන් (GPRS, EDGE, 4G/LTE) පවා පැකට් ස්විචිං වේ. 3G/UMTS, HSPA/HSDPA/HSUPA වැනි ජාලාවලද පැකට් ස්විචිං සංරචකයක් ඇත.

පැකට් ස්විචිං ජාලයක ස්ථාවරත්වය (robustness), විශ්වාසනීය ලෙස දත්ත හුවමාරු කිරීම (reliability), වේගවත් කාර්යක්ෂම බව පවත්වා ගැනීමට යම් තැනක (ස්විචයක/රවුටරයක) සිට තවත් තැනකට (ස්විචයකට/රවුටරයකට) දත්ත පැකට් යැවීමට අවශ්‍යයෙන්ම එක් මාර්ගයකට වඩා වැඩි ගණන් තිබිය යුතු ලෙසයි ජාලය සැලසුම් කළ යුත්තේ. එසේ වුවද, පැකට් ස්විචිං ජාලවල දුර්වලතාද ඇත.

එකක් නම්, යම් සන්නිවේදනයක් සඳහා ඒ සඳහාම වෙන් වූ චැනලයක් නැති නිසා, සන්නිවේදනය ඇරඹු පසුව ඊට බාධා ඇති විය හැකියි අනෙක් අයත් වැඩි වශයෙන් ජාලය භාවිතා කිරීම නිසා. එවිට විවිධ දුරවල් සහිත මාර්ගවලින් පැකට් ගමන් කරාවි. මෙවිට පැකට් විවිධ වෙලාවලින් පරක්කු වී පැමිණිය හැකියි (latency). සමහරවිට (රවුටරයට දැරිය නොහැකි තරම් ට්‍රැෆික් වැඩි වූ විට) රවුටර් විසින් සමහර පැකට් සම්පූර්ණයෙන්ම නොසලකා දැමිය (discarding) හැකියි (එවිට එම පැකට් අනෙකාට ගමන් කරන්නේ නැත).

ස්විච/රවුටර් යනු පරිගනක බැවින් අවශ්‍ය නම් ඒවායේ සෙටිංස් සැකසිය හැකියි සමහර අයගේ දත්ත පැකට්වලට ප්‍රමුඛතාව ලබා දෙන ලෙස (QoS). එවිට ට්‍රැෆික් වැඩි විටදී වුවත්, ඒ අයගේ දත්ත සාමාන්‍ය විදියට (හොඳ ගුණාත්මක බවින්) ගමන් කරාවි.

දැන් ප්‍රශ්නයක් තිබෙනවා එවපු දත්ත පැකට් යම් කිසි විදියකින් නොසලකා හැරියොත් (රවුටර් මඟින්) කුමක් වේද කියා. ඇත්තටම, රවුටර් විසින් දත්ත නොසලකා හැරිවිට ඇති වන ගැටලුකාරි තත්වය එලෙසම සිදු වෙනවා අනෙකාට පැකට්ටුව ගියත් එහි බිට් විකෘති වී තිබේ නම්. මෙවැනි තත්වයන්ට පිළියම් වර්ග කිහිපයක් තිබෙනවා. යවන දත්තවල ස්වභාවය අනුවත් එය තීරණය වෙනවා.

සමහර දත්ත තිබෙනවා වැරද්දක් සිදු වුවත් එය නිවැරදි කර කර ඉන්නට වෙලාවක් නැති. උදාහරණයක් ලෙස, (සජීවී හෝ එසේ නැති) රූපවාහිනි/වීඩියෝ වැඩසටහනක් නරඹන විට, දෙදෙනෙකු කතා කරන විට එම දත්තද පැකට් වශයෙන්නෙ යවන්නේ. එසේ යවන යම් පැකට්ටුවක් ආවේ නැති නම් හෝ විකෘති වෙලා නම්, නැවත එම පැකට්ටුව එවන ලෙස දන්වා කාලය නාස්ති කරන්නට බැරිය (එතකං වීඩියෝ/ශබ්දය නවතා සිටින්නට බැහැනෙ). කෝල් එකක් නම් තත්පරයෙනුත් කුඩා පංගුවක් තරම් කාලයක ශබ්දය ඔබට නෑසී යාවි. බොහෝවිට එය ඔබට දැනෙන එකකුත් නැහැ. වීඩියෝ එකක් නම් එවැනිම කුඩා කාලයකදී දර්ශන නැති වේවි; බොහෝවිට එයද ඔබ එතරම් ගණන් නොගෙන ඉඳීවි. එහෙත් සමහර දත්ත තිබෙනවා කිසිවිටෙක එසේ නොසලකා හැර දැමිය නොහැකි. යම් ලියවිල්ලක දත්ත පැකට් හොඳම උදාහරණයයි. ලියවිල්ලේ යම් යම් කොටස් නැතිවීම කිසිසේත් අනුමත කළ නොහැකියිනෙ. මේ දෙයාකාරයට ගැලපෙන ක්‍රමවේද දෙකක් පැකට් ස්විචිං ජාලාවල ඇත.

Connectionless data transfer එක් ක්‍රමයකි. මෙය සුදුසු වන්නේ දත්ත ඉඳහිට නැතිවූවාට එතරම් ගැටලුවක් නොමැති හෝ වේගවත් දත්ත සම්ප්‍රේෂනයක් අවශ්‍ය කරන අවස්ථා සඳහාය. මෙම ක්‍රමය අනෙක් ක්‍රමවේදයට වඩා වේගවත් වීම තවත් වාසියකි. සජීවි වීඩියෝ/ශබ්ද සම්ප්‍රේෂණය හෙවත් video/audio streaming සඳහා එනිසා මෙය ඉතාම උචිතය. අන්තර්ජාලයේ හා අන්තර්ජාල තාක්ෂණය භාවිතා කරන ජාලවල කනෙක්ෂන්ලස් දත්ත සම්ප්‍රේෂණය සිදු කිරීමට යොදා ගන්නා සම්මතය (protocol) UDP (User Datagram Protocol) ලෙස හැඳින්වෙනවා.

අනෙක් ක්‍රමය Connection-oriented data transfer වේ. මෙහිදී යම් ස්විචයක සිට අනෙක් ස්විචයට යම් පැකට්ටුවක් ගිය විට, එම ස්විචය චෙක් කරනවා තමන්ට ලැබුණු පැකට්ටුව විකෘති වී තිබෙනවාද කියා. විකෘති වී තිබේ නම් එම ස්විචය විසින් එම පැකට්ටුව තමන්ට එවූ ස්විචයට වහම දන්වනවා නැවත එම පැකට්ටුව එවන ලෙස. ස්විචයට පෙනේ නම් විකෘති වී නැතැයි කියා, එවිටත් පෙර ස්විචයට දන්වනවා “හරි පැකට් එකේ වරදක් නැහැ” කියා (acknowledgement). එවිට, පැකට්ටුව යැවූ ස්විචයට තවදුරටත් එම පැකට්ටුව තබා ගැනීමේ ප්‍රයෝජනයක් නැති නිසා, එම පැකට්ටුව තම මෙමරියෙන් මකා දමනවා. මේ ලෙස ස්විචයෙන් ස්විචය මෙම ක්‍රියාවලිය සිදු වෙනවා. එනිසා, තරමක් මන්දගාමියි මෙම ක්‍රමය; එහෙත් ඉතාම විශ්වාසදායි වේ. අන්තර්ජාලයේ හා එම තාක්ණයන භාවිතා කරන ජාලවල මේ සඳහා භාවිතා කරන ප්‍රෝටොකෝල් එක වන්නේ TCP (Transport Control Protocol) වේ.

ඉහත ක්‍රමයට දත්ත යවන විට දත්ත විකෘති වෙලාද කියා ස්විච හඳුනාගන්නේ කෙසේද? එය හරිම පහසුයි. පැකට්ටුවේ ඇති බිට් ටික යම් ගණිත සූත්‍රයකින් (ඇල්ගොරිතමයකින්) සකසා ගත් චෙක් බිට් පෙලක් (බිට් 16ක් හෝ 32ක් හෝ) සාදා ගනී (මේ සඳහා යොදා ගන්නා ප්‍රසිද්ධම ඇල්ගොරිතමය CRC (Cyclic Redundancy Check) වේ). ඉන්පසු මෙම චෙක් බිට් ටික අර පැකට්ටුවේ කෙලවරට එකතු කෙරේ. යම් කිසි විදියකින් පැකට්ටුවේ එක් බිට් එකක් හෝ වෙනස් නම්, අර චෙක් ඩිජිට් බිට් පෙලද වෙනස් වේ (මෙහි ඇති වටිනාකම එයයි).

ඉතිං යම් ස්විචයකට ලැබුනු පැකට් එකේ බිට් මත එම ස්විචය විසින් අර ඇල්ගොරිතමයම යොදා ගෙන චෙක් බිට් පෙල සාදා ගනී. යම් කිසි විදියකින් එක බිට් එකක් හෝ විකෘති වී තිබුණේ නම්, එලෙස ස්විචය මත ගණනය කර ලබා ගත් බිට් පෙල එම පැකට්ටුවේම කෙලවර ඇති චෙක් බිට් පෙලට අසමාන වේ. එවිට ස්විචය දැනගන්නවා විකෘතියක් තිබෙන බව.

ඇත්තටම ඉහත කනෙක්ෂන්ලස් හා කනෙක්ෂන්-ඔරියන්ටඩ් යන ක්‍රම දෙක ස්විච විසිනුයි ක්‍රියාත්මක කරන්නේ. ඒ කියන්නේ ලබන කෙනා හෝ යවන කෙනා මෙම ක්‍රියාවලියට මැදිහත් නොවේ. මීට අමතරව, ඉහත ක්‍රම දෙකෙන් කුමක් භාවිතා කළත්, ලබන කෙනාටත් හැකියාවක් තිබෙනවා තමන්ට යම් දත්තයක් නොලැබුණ හෝ ලැබුණු පැකට්ටුව විකෘති වී ඇති විට කුමක් කළ යුතුද කියා තීරණය කර කටයුතු කිරීමට. එනම්, ලබන කෙනාට යම් දත්තයක් නැවත එවන ලෙස එය එවපු කෙනාට දැන්විය හැකියි (ඒ සඳහා තරමක කාලයක් ගතවුවත්).

ඉහත මූලික ස්විචිං ක්‍රම දෙක හැරුණහම තවත් ස්විචිං ක්‍රමත් තිබේ. message-switching යනු ඉන් එකකි. මෙයත් එක්තරා විදියක පැකට් ස්විචිං ක්‍රමයක් ලෙසටත් සැලකිය හැකියි. මෙහිදී යම් මැසේජ් එකක් (මැසේජ් එකක් යනුද එක්තරා විදියක පැකට් එකක්මයි) සම්පූර්ණයෙන්ම එක ඒකකයක් ලෙස යැවේ. යවන්නාගේ සිට ලබන්නා දක්වා ස්විච කිහිපයක් හරහා එය යැවේ. මෙහිදී සම්පූර්ණ මැසේජ් එකම එක ඒකකයක් ලෙස (එනම් එකට) යවන නිසා, චැනල් වෙන් කිරීමක් ගැන හෝ ස්විචවල ගමන් මාර්ග කිහිපයක් ගැන අමුතුවෙන් සැලකීමට අවශ්‍ය නැත. තවද, යවන්නා විසින් මැසේජය යවන මොහොතේ එය ලබන්නා ජාලයට කනෙක්ට් වී සිටිය යුතුද නොවේ. මෙවිට ජාලයේ යම් පරිගනකය් එම පනිවුඩය තාවකාලිකව ගබඩා වී ලබන කෙනා ජාලයට කනෙක්ට් වූ විට එය ඔහු වෙතට යැවේ. SMS යනු මැසේජ් ස්විචිං ක්‍රමයට හොඳම උදාහරණයයි.

ග්‍රාහකයෙකු ජාලයට කනෙක්ට් වී සිටින විට online ලෙසද, ජාලයෙන් ඩිස්කනෙක්ට් වී සිටින විට offline ලෙසද එම අවස්ථා දෙක හැඳින්වේ.

මැසේජ් ස්විචිං ජාලයක/සේවාවක තිබෙන වාසිය වන්නේ මොන තරම් ජාලය කාර්යබහුල වුවත්, අනිවාර්යෙන්ම අදාල මැසේජ් අදාල අයට පරක්කු වෙලා හෝ යැවේ (delivery). එනිසා යම් යම් දැනුම්දීම් (notification/notice) කරන සේවා සඳහා මෙය ඉතා උචිතය.

තවත් ප්‍රචලිත ස්විචිං ක්‍රමයක් වන්නේ cell-switching වේ. cell relay ලෙසද මෙය හැඳින්විය හැකිය. මෙය එක්තරා විදියකින් පැකට් ස්විචිං ක්‍රමයකි. මෙහි cell යනු නිශ්චිත බිට් ගණනකින් යුතු කුඩා පැකට් එකකි. සාමාන්‍ය පැකට් ස්විචිං ජාලයක පැකට් එකක් තුල බිට් විශාල ගණනක් (බයිට් 1500ක් වැනි) තිබිය හැකි අතර, සෑම පැකට් එකකම විශාලත්වය සමාන වීම අත්‍යවශ්‍ය නොවේ. එහෙත් සෙල් එකක බිට් ඇත්තේ කුඩා ගණනකි (බයිට් 53ක් වැනි); එම බිට් ගණන හැමවිටම නියතය. මෙම බිට් ගණනේ (සෙල් සයිස් එකේ) නියත බව ස්විචවලට වාසියකි (නියත නැති විට, ස්විචයට සොයා ගන්නට වෙනවානෙ එක් එක් පැකට් එකක විශාලත්වය; එය ස්විචයට අමතර බරකි; මෙම බර ඉවත් කළ විට ස්විචය තවත් වේගවත් වේ).

සෙල් ස්විචිං යනු පැකට් ස්විචිං ක්‍රමයක් වුවත්, එහි සර්කිට් ස්විචිං ලක්ෂණද ඇත. එනම්, යම් දෙදෙනෙක් අතර සෙල් ස්විචිං ආකාරයට සන්නිවේදනයක් ඇරඹීමට පෙර සර්කිට් ස්විචිං හිදි මෙන් එක්තරා විදියක චැනලයක් මුලින්ම ඇති කර ගන්නවා. මෙම චැනලය පොදුවේ virtual circuit ලෙස හැඳින් වෙනවා (virtual – වර්චුවල් යන වචනයෙහි සිංහල වදන “අතථ්‍ය” යන්නයි; එහි දළ තේරුම “ඇත්තටම නැතත් ඇත්තටම තියෙනවා වගේ” යන්නයි). මෙය ඇත්තටම සර්කිට් ස්විචිං හිදී සම්පත් වෙන් කළ ආකාරයට ඒ සඳහාම වෙන් වූ චැනලයක් නොවේ. මෙම චැනලය පිටින් අප සඳහාම වෙන් කර තිබෙනවා වගේ පෙනුනත්, අභ්‍යන්තරයෙන් එම සම්පත් කිහිප දෙනෙකු අතර ෂෙයාර් වෙනවා. එම ෂෙයාර් කිරීම සිදු වන්නේ කිසිවෙකුට අනෙකුගෙන් බාධාවක් හෝ දත්ත පමා වීමක් සිදු නොවන ආකාරයටයි. මෙනිසා සර්කිට් ස්විචිං හිදි මෙන් එක් පුද්ගලයකුට වැඩි වියදමක් දැරිය යුතු වන්නේ නැහැ (සම්පත් ෂෙයාර් කෙරෙන නිසා).

ඇත්තටම ස්විච දාමයක් අතර වයර් (හෝ රේඩියෝ තරංග වැනි භෞතික) සම්බන්දතාවක් තිබෙනවානෙ. එවැනි වයර් සම්බන්දතා දාමයක් physical circuit/line එකක් ලෙස හඳුන්වමු. සෙල් ස්විචිං ක්‍රමයේදී මෙවැනි ෆිසිකල් ලයින් එකක් හරහා වර්චුවල් සර්කිට් කිහිපයක් පවත්වාගෙන යා හැකිය. යම් මොහොතක තිබෙන මෙම virtual circuit සියල්ලම හරහා යන දත්තවල මුලු එකතුව ෆිසිකල් ලයින් එකේ උපරිම දත්ත වේගයට සමාන හෝ අඩු විය යුතුය (එය ඉතිං හරි පැහැදිලියිනෙ).

තවද, යම් වර්චුවල් සර්කිට් එකක් හරහා Virtual Channel කිහිපයක්ද පවත්වා ගෙන යා හැකිය. ඉතිං යම් දෙදෙනෙකු සෙල් ස්විචිං ජාලයක් හරහා කනෙක්ට් වන විට, එම දෙදෙනා සඳහා වර්චුවල් චැනලයක් (මීට පෙර ඡේදයක වර්චුවල් සර්කිට් යැයි පොදුවේ “සාවද්‍යව” හැඳින්වූයේ වර්චුවල් චැනලයම තමයි) පළමුව සෑදේ. ස්විචයට එනිසා සිදු වෙනවා එම චැනලය අනෙක් චැනල්වලින් අනන්‍යව හඳුනා ගන්නට. ඒ සඳහා Virtual Channel Identifier (VCI) හා Virtual Path Identifier (VPI) යන පරාමිතින් දෙක භාවිතා වේ. VPI මඟින් ෆිසිකල් ලින්ක් එකේ සමගාමීව තිබෙන වර්චුවල් සර්කිට් එකද, VCI මඟින් එම වර්චුවල් සර්කිට් එකේ තිබෙන එක් වර්චුවල් චැනලයක් හඳුනා ගැනේ.

ඉහත ආකාරයට වර්චුවල් චැනල්/සර්කිට් යොදා ගන්නා නිසා, latency ප්‍රශ්නය අවමය. සෙල් ඉතා කුඩා නිසා බොහෝ දෙනෙකුගේ දත්ත සෙල් වේගයෙන් යැවිය හැකිය. සෙල් ස්විචිං ක්‍රමය ඕනෑම දත්ත වර්ගයක් ගෙන යෑමට සුදුසුය. විශේෂයෙන් ඕඩියෝ/වීඩියෝ ස්ට්‍රීමිං සඳහාද උචිතයි (ඊට හේතුව මෙවැනි ජාලා වේගවත් වීම හා ‍latency ප්‍රශ්න අවම වීමයි). දැනට සෙල් ස්විචිං යොදා ගන්නා ප්‍රචලිතම ජාල වර්ගය ATM (Asynchronous Trasfer Mode) වේ. එහි සෙල් සයිස් එක බයිට් 53කි. VPI/VCI යුගලය සඳහා බයිට් 3ක් වැය වේ (ඉන් බිට් 8ක් VPI සඳහාද ඉතිරි බිට් 16 VCI සඳහාද වෙන් කෙරේ). ADSL ද ක්‍රියාත්මක වන්නේ ATM ජාලයක් මතයි.

6 comments:

  1. බොහෝම ස්තූති..වටිනා ලිපියක් ..වෙනදා වගේම...

    ReplyDelete
    Replies
    1. ස්තූතියි ෂමින්ද... :)

      Delete
  2. ඩොන්ගල් එකකින් වෙනත් වැඩ කරගන්න මෘදුකාංග තියෙනවද?

    ReplyDelete
  3. හාහාහා... මං දිග රිප්ලයි එකක් ලිව්වත්, එය මෙහි පළ වී නැත. කෙසේ වෙතත්, මා කෙටියෙන් පිළිතුරක් දෙන්නම් මගේ දැනුමේ හා මතකයේ හැටියට. ඔබ අදහස් කළේ අර ඉන්ටර්නෙට් යෑමට භාවිතා කරන ඩොන්ගල් ගැන නම්, ඉන්ටර්නෙට් යෑම, SMS කිරීම, හා කෝල් ගැනීම/ලැබීම (සමහර ඩොන්ගල් පමණි) හැර වෙන වැදගත් වැඩක් කර ගත නොහැකිය.

    ReplyDelete
  4. වටිනා ලිපියක්... :)

    ReplyDelete