Linjesvitsjing og pakkesvitsjing

Då telefonen først vart bygd ut, vart linjene kopla saman fysisk frå éin abonnent heile vegen til ein annan abonnent for at dei skulle kunne prate saman. Dette vart gjort i ein telefonsentral betent av operatørar som gjorde oppkoplinga manuelt, før det vart automatisert. Sidan det måtte vere ei samanhengande linje mellom partane som heldt samtalen, kallar vi dette for linjesvitsjing.

Viss du skulle ringje nokon som budde eit stykke unna og dermed var kopla til ein annan telefonsentral enn den du var kopla til, måtte du først ringje til den lokale sentralen din. Operatøren der kunne så kople deg vidare til neste sentral via linjer som gjekk mellom sentralane. På den måten var det mogleg å få ei dedikert linje mellom område, regionar og etter kvart mellom land.

I animasjonen under kan du sjå eit eksempel på korleis linjesvitsjing fungerte og kva som skjedde viss ein sentral brukte opp alle linjene sine til nabosentralen.

Ulempa med linjesvitsjing var at du tok opp ei heil linje for kvar enkelt samtale. Dette var ikkje eit stort problem så lenge personen du ringde til var kopla til same sentral som deg sjølv. Det vart eit mykje større problem når samtalen måtte sendast via fleire sentralar og dermed tok opp ei av dei få linjene som fanst mellom sentralane. Utbygging av fleire linjer mellom sentralane var ein måte å handtere problemet på, men det var kostbart.

Telefonen var ein revolusjonerande teknologi som forandra verda. Andre teknologiar, som telegrafen, hadde vore tidlegare ute med å gjere rask kommunikasjon på lange avstandar mogleg. Telefonen var den første som vart vanleg i folk sin heim og kvardag. Linjesvitsjing hadde nokre store ulemper, og etter kvart som utviklinga og spreiinga av datamaskiner skjedde, så trong vi å finne på nye og betre måtar å handtere kommunikasjon på.

Universitet og forskingsinstitusjonar var tidleg ute med å skaffe seg datamaskiner. På minutt kunne desse maskinene handtere utrekningar som det ville ha teke menneske veker eller månader å rekne ut.

Desse store servermaskinene var spesialiserte på nokre typar oppgåver. Dette gjorde at ei datamaskin ved eit universitet kanskje ikkje var til nytte for alle typar forsking som vart gjort ved universitetet. På grunn av prisen for desse store maskinene var det ikkje mogleg å kjøpe inn datamaskiner nok til å dekkje behova til alle. Ei løysing som vart teken i bruk, var å dele ressursar mellom fleire universitet. Ved å bruke gammaldagse linjesvitsja telefonlinjer kunne dei kople ein terminal (skjerm og tastatur) til ei datamaskin som stod på eit anna universitet. Utfordringa med løysinga var at dei måtte ha ei dedikert telefonlinje heile vegen frå det eine universitetet til det neste, og viss dei ønskte å kople seg til eit tredje universitet, måtte dei ha dedikerte linjer dit òg. Det vart raskt upraktisk, med mange dyre linjer og dårleg utnytting av overføringskapasiteten.

Løysinga vart pakkesvitsjing. Grunnlaget vart utvikla av fleire forskarar og miljø på 1960- og 70-talet. Pakkesvitsjing la opp til ein ny og ganske annleis måte å lage kommunikasjonsystem spesielt for datamaskiner på. I staden for å ha dedikerte linjer mellom avsendar og mottakar der datastraumen kunne gå kontinuerleg over linja, delte dei opp datastraumen i mindre delar kalla datapakkar. Kvar datapakke vart merkt med avsendar- og mottakaradresse og kva nummer i rekkja av pakkar han var.

Kvart universitet og institusjon som skulle vere ein del av nettverket, kopla seg til ei eller fleire andre telefonlinjer og sette inn spesielle maskiner (IMP) som kunne ta i mot pakkane, finne ut kvar dei skulle og rute datapakken vidare i riktig retning. Desse IMP-maskinene var forgjengarane til dagens ruterar som gjer den same jobben på dagens internett.

I animasjonen under ser du eit forenkla eksempel på korleis datatrafikk kan bli sendt over eit stort pakkesvitsja nettverk.

Det første store pakkesvitsja nettverket fekk namnet ARPANET (Advanced Research Projects Agency Network) og var i drift allereie frå 1969. Teknologi og protokollar som TCP/IP vart utvikla for ARPANET og er seinare brukte på internett.

Det er ei rekkje fordelar med pakkesvitsjing framfor linjesvitsjing:

• Alle som er kopla til nettverket, kan nå alle andre som er med i det.
• Overføringskapasiteten er mykje betre utnytta enn ved linjesvitsjing.
• Fordi kvar ruter i nettverket vurderer kva retning kvar datapakke skal sendast i, er det ikkje eitt sentralt punkt der alt av informasjon går gjennom og som vi er avhengige av for at nettverket skal fungere. Nettverket er desentralisert, noko som er heilt naudsynt når nettverket omfamnar heile jorda slik som internett gjer i dag.
• Viss ein del av eit pakkesvitsja nettverk sluttar å fungere, vil nettverket omstille seg og ta i bruk andre vegar for å få fram datapakkane. Dette sikrar oppkopling sjølv om farten kan bli redusert.

Det er òg nokre klare ulemper ved pakkesvitsjing:

• Datapakkane i eit pakkesvitsja nettverk kan gå mange omvegar for å kome frå avsendar til mottakar, og det er derfor mange stader der uønskt overvaking av trafikken kan skje. Kryptering er derfor viktig.
• Eit pakkesvitsja nettverk er avhengig av at ruterane i nettverket hjelper til med å få fram datapakkane. Feilkonfigurasjon, tekniske feil, sabotasje eller overbelasting kan gjere at datapakkar går tapt. Dette kan gjere at tenestene fell ut, eller at datapakkar må sendast på nytt.
• Tida det tek for datapakka å kome fram, varierer mykje, spesielt viss pakkar går tapt og må sendast på nytt. Forseinkingar kan vere eit stort problem, det same gjeld viss kapasiteten på enkelte linjer er brukte opp slik at vi får lågare fart enn det vi treng til dømes for å streame ned video.