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局域網(wǎng)交換機(jī)體系結(jié)構(gòu)和性能

云知道


多層交換體系結(jié)構(gòu)的引入有效地提高了局域網(wǎng)的速度，對(duì)多層交換體系結(jié)構(gòu)排隊(duì)模型、交換實(shí)施和交換結(jié)構(gòu)等方面的了解，可以更深刻地熟悉到局域網(wǎng)交換機(jī)在性能上的提高 。; 【局域網(wǎng)交換機(jī)體系結(jié)構(gòu)和性能】
排隊(duì)模型;
交換結(jié)構(gòu)是指數(shù)據(jù)從一個(gè)端點(diǎn)到達(dá)另一個(gè)端點(diǎn)的“高速路”，排隊(duì)是一種用于控制擁塞的緩沖機(jī)制，當(dāng)交換結(jié)構(gòu)出現(xiàn)擁塞時(shí)，會(huì)在很大程度上直接影響交換機(jī)的性能，所以進(jìn)行擁塞治理是非常有必要的 。在多個(gè)端口爭(zhēng)用同一個(gè)端口時(shí)就需要擁塞治理，對(duì)信息包進(jìn)行排隊(duì)處理 。;
排隊(duì)可以采用動(dòng)態(tài)緩沖區(qū)排隊(duì)或固定緩沖區(qū)排隊(duì)，其中動(dòng)態(tài)緩沖區(qū)排隊(duì)時(shí)緩沖區(qū)長(zhǎng)度為固定增量（如每次64K字節(jié)），可以更有效地利用緩沖區(qū)資源；而固定緩沖區(qū)排序時(shí)緩沖區(qū)的長(zhǎng)度是固定的，這樣緩沖區(qū)的使用效率不高，但比定制控制器（custom;controllers）成本低 。;
排隊(duì)可以在交換結(jié)構(gòu)的輸入端口進(jìn)行，即輸入排隊(duì)，也可在交換結(jié)構(gòu)的輸出端口進(jìn)行，即輸出排隊(duì) 。在輸入排隊(duì)時(shí)，信息包在進(jìn)入端口處得到緩沖，最高可將吞吐量減少60％，但會(huì)造成線路端阻塞；在輸出排隊(duì)時(shí)緩沖區(qū)設(shè)在輸出端口，無(wú)線路阻塞，但在流量高峰期間會(huì)造成緩沖區(qū)溢出 。;
交換實(shí)施;
交換實(shí)施用來(lái)說(shuō)明交換決策的地點(diǎn)和方式：是在本地還是在中心地點(diǎn)，是最長(zhǎng)匹配還是準(zhǔn)確匹配 。;
交換決策的地點(diǎn)是中心地點(diǎn)時(shí)，就是集中交換 。集中交換采用集中發(fā)送表，針對(duì)交換和識(shí)別提供集中控制，為達(dá)到實(shí)施的快速處理，查詢(xún)由ASIC完成，集中交換可以執(zhí)行第2層或第3層查詢(xún) 。;
在分布式交換時(shí)，交換決策由端口或模塊在本地進(jìn)行，其第2層和第3層表必須實(shí)現(xiàn)同步化，以便說(shuō)明添加、移動(dòng)或修改 。;
交換實(shí)施還可分為基于流量的交換和基于轉(zhuǎn)發(fā)信息庫(kù)的交換 ?；诹髁康慕粨Q是基于需求的交換，入口包含源地址、目標(biāo)地址和/或第4層信息，處理的第一個(gè)信息包由路徑處理器交換，此流中后面的信息包由路徑高速緩存交換，流量高速緩存決策在本地和/或中心進(jìn)行，所有信息包都在第3層交換 。;
基于轉(zhuǎn)發(fā)信息庫(kù)的交換是基于拓?fù)涞慕粨Q，高速緩存根據(jù)路由表而非流量預(yù)裝來(lái)進(jìn)行 。信息包進(jìn)入路由器無(wú)需過(guò)程交換，決策支持在本地或中心進(jìn)行，與交換結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān) 。;
交換結(jié)構(gòu);
交換結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)層面的內(nèi)容，其一是總線，其二是共享內(nèi)存 。;
采用單個(gè)總線時(shí)，F(xiàn)DDI上行鏈路模塊、ATM上行鏈路模塊、以太網(wǎng)交換模塊和快速以太網(wǎng)交換模塊都連到一個(gè)中心結(jié)構(gòu)元素（central;fabric;element）上，每個(gè)端口必須為接入仲裁，采用單個(gè)總線易于進(jìn)行廣播和多點(diǎn)廣播，但輕易造成過(guò)載 。;
采用交叉總線結(jié)構(gòu)時(shí)，多條輸入總線可實(shí)現(xiàn)縱橫結(jié)構(gòu)的建立，一般情況下不會(huì)造成阻塞 。但在進(jìn)行廣播和多點(diǎn)廣播時(shí)比較復(fù)雜，如進(jìn)行查閱表的轉(zhuǎn)發(fā)時(shí) 。;
交換機(jī)內(nèi)部有一個(gè)內(nèi)存庫(kù)（memory;pool），交換機(jī)的各個(gè)模塊一起來(lái)共享這一內(nèi)存庫(kù) 。其中到內(nèi)存的交換輸入由ASIC治理，交換核心（switching;core）執(zhí)行查閱功能，將目標(biāo)地址分解到內(nèi)存中的指針，然后交換信息包 。其中緩沖區(qū)可以為固定式或動(dòng)態(tài)式，假如體系結(jié)構(gòu)無(wú)阻塞，所需緩沖區(qū)就可以少一些.

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