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交换机的三种转发行为,什么交换采用存储转发技术

时间:2023-05-04 20:31:11 阅读:145252 作者:3405

当前,交换机在传输源端口和目标端口的数据包时采用直通方式、存储传输方式和片段分离方式这三种数据包交换方式。 当前的存储传输方式是交换机的主流交换方式。

1、直通交换方式(Cut-through ) ) ) ) )。

采用直通交换方式的以太网交换机可以理解为各端口之间纵横交叉的线路矩阵电话交换机。 当在输入端口上检测到数据包时,检查该数据包的标题,获取数据包的目标地址,启动内部动态查找表转换为相应的输出端口,在输入与输出交汇处打开,将数据包放入相应的端口中断方法具有延迟小、交换速度快的优点,因为只检查数据包的标头,通常只检查14字节,所以不需要存储。 延迟是指数据包进入网络设备和离开设备之间所用的时间。

其缺点主要有三个方面。 一是数据包内容未存储在以太网交换机上,无法检查传输的数据包是否错误,无法提供错误检测能力。 第二,由于没有缓存,不能直接连接不同速度的输入输出端口,容易发生丢包。 连接到高速网络时,提供快速以太网(100BASE-T )、FDDI或ATM连接时,由于输入输出端口之间存在速度差异,需要提供缓存,因此简单地“连接”输入输出端口是可行的第三,随着以太网交换机端口的增加,交换机矩阵变得越来越复杂,难以实现。

2、存储传输方式(存储和前向)。

存储传输(Store and Forward )是计算机网络领域应用最广泛的技术之一,以太网交换机控制器首先缓存来自输入端口的分组,然后首先检查分组是否正确确认数据包正确后,取出目标地址,从查找表中找到要发送的输出端口地址,然后发送该数据包。 因此,存储转发方式在数据处理时等待时间大、不充分,但可以错误检测进入交换机的数据包,支持不同速度的输入输出端口之间的交换,有效改善网络性能。 另一个优点是,这种交换方法支持不同速度的端口之间的转换,并保持高速端口和低速端口之间的协作。 实现的方法是存储10Mbps的低速数据包,并以100Mbps的速度转发到端口。

3、碎片表达式(碎片自由)。

这是一个介于直通和存储传输之间的解决方案。 在传输前检查分组的长度是否达到64字节(512字节),如果小于64字节,则判断为是假分组)或者剩馀帧),丢弃该分组; 如果大于64字节,则发送数据包。 该方式的数据处理速度比存储器传输方式快,但是比直通方式慢,但是因为能够避免剩馀帧的传输,所以被广泛用于低齿轮交换机。

使用这种交换技术的交换机通常使用特殊的缓存。 该缓存是先进先出(FIFO ),位从一端进入,从另一端按相同的顺序出来。 接收到帧后,将其保存在FIFO中。 如果帧以小于512位的长度结束,则FIFO的内容(残差帧)将被丢弃。 因此,没有在通常的直通传送交换机中存在的剩馀帧传送的问题,是非常好的解决方案。 由于分组在传输之前被缓存和存储,避免冲突碎片通过网络传播,可以大大提高网络传输效率。

交换机:底板带宽

交换机底板的带宽是交换机接口处理器或接口卡与数据总线之间可以吞吐量的最大大数据量。 底板带宽显示了交换机的总数据交换能力。 Gbps,也称为交换带宽,常见交换机的底板带宽从几Gbps到几百Gbps不等。 交换机底板带宽越大,处理数据的能力越强,但设计成本也越高。

一般而言,计算方法为以下:

1 )线速底板带宽

检查交换机上所有端口可以提供的总带宽。 计算公式为:如果端口数*对应的端口速度*2(全双工)总带宽公称背板带宽,则背板带宽为线速度。

2 )第2层数据包传输线速度

如果第2层分组传输率=千兆位1.488Mpps百兆端口数*0.1488Mpps剩馀类型端口数*相应的计算方法,且该速率标称第2层分组传输率,则交换机在进行第2层交换机时将使用线

3 )第3层数据包传输线速度

第3层分组传输率=千兆位1.488Mpps百兆端口数*0.1488Mpps如果该速率标称第3层分组传输率,则交换机在进行第3层交换机时使用线

那么,1.488Mpps是怎么得到的呢?

分组传输线速度的测定基准以单位时间发送64字节的分组(最小分组)的个数为计算基准

对于千兆以太网,计算方法如下: 以1000,000,000 bps/8bit/(64812 ) byte=1488,095 PPS进行说明。 如果以太网帧为64字节,则必须考虑8字节的帧头和12字节的帧间隙,因此,在传输64字节包时,线速千兆位以太网端口的包传输率为1.488Mpps 快速以太网系统速度端口的数据包转发率为千兆以太网的十分之一,为148.8mpps。

对于10千兆以太网,每个线速端口的数据包传输率为14.88Mpps。

对于千兆以太网,一个线速端口的数据包传输率为1.488Mpps。

对于快速以太网,每个线速端口的数据包传输率为0.1488Mpps。

对于oc-12 pos端口,一个线速端口的数据包传输率为1.17Mp

ps。

对于OC-48的POS端口,一个线速端口的包转发率为468MppS。

所以说,如果能满足上面三个条件,那么我们就说这款交换机真正做到了线性无阻塞

背板带宽资源的利用率与交换机的内部结构息息相关。目前交换机的内部结构主要有以下几种:一是共享内存结构,这种结构依赖中心交换引擎来提供全端口的高性能连接,由核心引擎检查每个输入包以决定路由。这种方法需要很大的内存带宽、很高的管理费用,尤其是随着交换机端口的增加,中央内存的价格会很高,因而交换机内核成为性能实现的瓶颈;二是交叉总线结构,它可在端口间建立直接的点对点连接,这对于单点传输性能很好,但不适合多点传输;三是混合交叉总线结构,这是一种混合交叉总线实现方式,它的设计思路是,将一体的交叉总线矩阵划分成小的交叉矩阵,中间通过一条高性能的总线连接。其优点是减少了交叉总线数,降低了成本,减少了总线争用;但连接交叉矩阵的总线成为新的性能瓶颈。

交换机 : 端口数量

交换机设备的端口数量是交换机最直观的衡量因素,通常此参数是针对固定端口交换机而言,常见的标准的固定端口交换机端口数有8、12、16、24、48等几种。而非标准的端口数主要有:4端口,5端口、10端口、12端口、20端口、22端口和32端口等。

固定端口交换机虽然相对来说价格便宜一些,但由于它只能提供有限的端口和固定类型的接口,因此,无论从可连接的用户数量上,还是所从可使用的传输介质上来讲都具有一定的局限性,但这种交换机在工作组中应用较多,一般适用于小型网络、桌面交换环境。

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