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交換機(jī)的三種主流交換方式
點(diǎn)擊次數(shù):551 更新時(shí)間:2024-08-14
  一、直通交換方式(Cut-through)
 
  采用直通交換方式的以太網(wǎng)交換機(jī)可以理解為在各端口間是縱橫交叉的線路矩陣電話交換機(jī)。它在輸入端口檢測(cè)到一個(gè)數(shù)據(jù)包時(shí),檢查該包的包頭,獲取包的目的地址,啟動(dòng)內(nèi)部的動(dòng)態(tài)查找表轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的輸出端口,在輸入與輸出交叉處接通,把數(shù)據(jù)包直通到相應(yīng)的端口,實(shí)現(xiàn)交換功能。由于它只檢查數(shù)據(jù)包的包頭(通常只檢查14個(gè)字節(jié)),不需要存儲(chǔ),所以切入方式具有延遲小,交換速度快的優(yōu)點(diǎn)。所謂延遲(Latency)是指數(shù)據(jù)包進(jìn)入一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備到離開該設(shè)備所花的時(shí)間。
 
  它的缺點(diǎn)主要有三個(gè)方面:一是因?yàn)閿?shù)據(jù)包內(nèi)容并沒有被以太網(wǎng)交換機(jī)保存下來,所以無法檢查所傳送的數(shù)據(jù)包是否有誤,不能提供錯(cuò)誤檢測(cè)能力;第二,由于沒有緩存,不能將具有不同速率的輸入/輸出端口直接接通,而且容易丟包。如果要連到高速網(wǎng)絡(luò)上,如提供快速以太網(wǎng)(100BASE-T)、FDDI或ATM連接,就不能簡(jiǎn)單地將輸入/輸出端口“接通”,因?yàn)檩斎?輸出端口間有速度上的差異,必須提供緩存;第三,當(dāng)以太網(wǎng)交換機(jī)的端口增加時(shí),交換矩陣變得越來越復(fù)雜,實(shí)現(xiàn)起來就越困難。
 
  二、存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式(Store-and-Forward)
 
  存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)(Store and Forward)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域使用得最為廣泛的技術(shù)之一,以太網(wǎng)交換機(jī)的控制器先將輸入端口到來的數(shù)據(jù)包緩存起來,先檢查數(shù)據(jù)包是否正確,并過濾掉沖突包錯(cuò)誤。確定包正確后,取出目的地址,通過查找表找到想要發(fā)送的輸出端口地址,然后將該包發(fā)送出去。正因如此,存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式在數(shù)據(jù)處理時(shí)延時(shí)大,這是它的不足,但是它可以對(duì)進(jìn)入交換機(jī)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行錯(cuò)誤檢測(cè),并且能支持不同速度的輸入/輸出端口間的交換,可有效地改善網(wǎng)絡(luò)性能。它的另一優(yōu)點(diǎn)就是這種交換方式支持不同速度端口間的轉(zhuǎn)換,保持高速端口和低速端口間協(xié)同工作。實(shí)現(xiàn)的辦法是將10Mbps低速包存儲(chǔ)起來,再通過100Mbps速率轉(zhuǎn)發(fā)到端口上。
 
  三、碎片隔離式(Fragment Free)
 
  這是介于直通式和存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)式之間的一種解決方案。它在轉(zhuǎn)發(fā)前先檢查數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度是否夠64個(gè)字節(jié)(512 bit),如果小于64字節(jié),說明是假包(或稱殘幀),則丟棄該包;如果大于64字節(jié),則發(fā)送該包。該方式的數(shù)據(jù)處理速度比存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式快,但比直通式慢,但由于能夠避免殘幀的轉(zhuǎn)發(fā),所以被廣泛應(yīng)用于低檔交換機(jī)中。
 
  使用這類交換技術(shù)的交換機(jī)一般是使用了一種特殊的緩存。這種緩存是一種先出的FIFO(First In First Out),比特從一端進(jìn)入然后再以同樣的順序從另一端出來。當(dāng)幀被接收時(shí),它被保存在FIFO中。如果幀以小于512比特的長(zhǎng)度結(jié)束,那么FIFO中的內(nèi)容(殘幀)就會(huì)被丟棄。因此,不存在普通直通轉(zhuǎn)發(fā)交換機(jī)存在的殘幀轉(zhuǎn)發(fā)問題,是一個(gè)非常好的解決方案。數(shù)據(jù)包在轉(zhuǎn)發(fā)之前將被緩存保存下來,從而確保碰撞碎片不通過網(wǎng)絡(luò)傳播,能夠在很大程度上提高網(wǎng)絡(luò)傳輸效率。