交換方式

傳送源和目的連線埠的數據包在進行交換時的方式。

交換方式

目前交換機在傳送源和目的連線埠的數據包時通常採用直通式交換、存儲轉髮式和碎片隔離方式三種數據包交換方式。目前的存儲轉髮式是交換機的主流交換方式。
1、直通交換方式(Cut-through)
採用直通交換方式的乙太網交換機可以理解為在各連線埠間是縱橫交叉的線路矩陣電話交換機。它在輸入連線埠檢測到一個數據包時,檢查該包的包頭,獲取包的目的地址,啟動內部的動態查找錶轉換成相應的輸出連線埠,在輸入與輸出交叉處接通,把數據包直通到相應的連線埠,實現交換功能。由於它只檢查數據包的包頭(通常只檢查14個位元組),不需要存儲,所以切入方式具有延遲小,交換速度快的優點。所謂延遲(Latency)是指數據包進入一個網路設備到離開該設備所花的時間。
它的缺點主要有三個方面:一是因為數據包內容並沒有被乙太網交換機保存下來,所以無法檢查所傳送的數據包是否有誤,不能提供錯誤檢測能力;第二,由於沒有快取,不能將具有不同速率的輸入/輸出連線埠直接接通,而且容易丟包。如果要連到高速網路上,如提供快速乙太網(100BASE-T)、FDDI或ATM連線,就不能簡單地將輸入/輸出連線埠“接通”,因為輸入/輸出連線埠間有速度上的差異,必須提供快取;第三,當乙太網交換機的連線埠增加時,交換矩陣變得越來越複雜,實現起來就越困難。 
2、存儲轉發方式(Store-and-Forward)
存儲轉發(Store and Forward)是計算機網路領域使用得最為廣泛的技術之一,乙太網交換機的控制器先將輸入連線埠到來的數據包快取起來,先檢查數據包是否正確,並過濾掉衝突包錯誤。確定包正確後,取出目的地址,通過查找表找到想要傳送的輸出連線埠地址,然後將該包傳送出去。正因如此,存儲轉發方式在數據處理時延時大,這是它的不足,但是它可以對進入交換機的數據包進行錯誤檢測,並且能支持不同速度的輸入/輸出連線埠間的交換,可有效地改善網路性能。它的另一優點就是這種交換方式支持不同速度連線埠間的轉換,保持高速連線埠和低速連線埠間協同工作。實現的辦法是將10Mbps低速包存儲起來,再通過100Mbps速率轉發到連線埠上。 
3、碎片隔離式(Fragment Free)
這是介於直通式和存儲轉髮式之間的一種解決方案。它在轉發前先檢查數據包的長度是否夠64個位元組(512 bit),如果小於64位元組,說明是假包(或稱殘幀),則丟棄該包;如果大於64位元組,則傳送該包。該方式的數據處理速度比存儲轉發方式快,但比直通式慢,但由於能夠避免殘幀的轉發,所以被廣泛套用於低檔交換機中。
使用這類交換技術的交換機一般是使用了一種特殊的快取。這種快取是一種先進先出的FIFO(First In First Out),比特從一端進入然後再以同樣的順序從另一端出來。當幀被接收時,它被保存在FIFO中。如果幀以小於512比特的長度結束,那么FIFO中的內容(殘幀)就會被丟棄。因此,不存在普通直通轉發交換機存在的殘幀轉發問題,是一個非常好的解決方案。數據包在轉發之前將被快取保存下來,從而確保碰撞碎片不通過網路傳播,能夠在很大程度上提高網路傳輸效率。

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