一、局域網交換機的內部結構
局域網交換機卓越的性能表現,來源于其內部獨特的技術結構。而不同的交換模式或不同的交換類型,也跟局域網交換機內部結構密不可分。所以說,了解了局域網交換機的內部結構,就等于了解了局域網交換機的技術特點和工作原理。目前局域網交換機采用的內部技術結構主要有以下幾種。
1.共享內存式結構
該結構依賴于中心局域網交換機引擎所提供的全端口的高性能連接,并由核心引擎完成檢查每個輸入包來決定連接路由。這種方式需要很大的內存帶寬和很高的管理費用,尤其是隨著局域網交換機端口的增加,需要內存容量更大,速度也更快,中央內存的價格就變得很高,從而使得局域網交換機內存成為性能實現的主要瓶頸。
2.交叉總線式結構
交叉總線式結構可在端口間建立直接的點對點連接,這種結構對于簡單的單點式(Unicast)信息傳輸來講性能很好,但并不適合點對多點的廣播式傳輸。由于實際網絡應用環境中,廣播和多播傳輸方式很常見,所以這種標準的交叉總線方式會帶來一些傳輸問題。例如,當端口A向端口D傳輸數據時,端口B和端口C就只能等待。而當端口A向所有端口廣播消息時,就可能會引起目標端口的排隊等候。這樣將會消耗掉系統大量帶寬,從而影響局域網交換機傳輸性能。而且要連接N個端口,就需要N×(N+1)條交叉總線,因而實現成本也會隨著端口數量的增加而急劇上升。
3.混合交叉總線式結構
鑒于標準交叉總線存在的缺陷,一種混合交叉總線實現方式被提了出來。該方式的設計思路是將一體的交叉總線矩陣劃分成小的交叉矩陣,中間通過一條高性能總線連接。該結構的優點是減少了交叉總線數,降低了成本,還減少了總線爭用。但連接交叉矩陣的總線成為新的性能瓶頸。
4.環形總線式結構
這種結構方式在一個環內最多可支持四個交換引擎,并且允許不同速度的交換矩陣互連,以及環與環間通過交換引擎連接。由于采用環形結構,所以很容易聚集帶寬。當端口數增加的時候,帶寬就相應增加了。與前述幾種結構不同的是,該結構方式有獨立的一條控制總線,用于搜集總線狀態、處理路由、流量控制和清理數據總線。另外,在環形總線上可以加入管理模塊,提供完整的SNMP管理特性。同時還可以根據需要選用第三層交換功能。這種結構的最大優點就是擴展能力強,實現成本低,而且有效地避免了系統擴展時造成的總線瓶頸。
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二、局域網交換機的主要技術
局域網交換機由于使用了虛擬線路交換方式,技術上可在各輸入、輸出端口之間互不爭用帶寬,或在不產生傳輸瓶頸的情況下,完成各端口間數據的高速傳輸,從而大大提高了網絡信息點的數據傳輸,優化了網絡系統。局域網交換機與HUB在硬件上的主要區別是多出了背板總線和交換引擎兩大部分,這說明局域網交換機的技術含量普遍較高。所以要全面了解局域網交換機,就必須清楚局域網交換機的主要技術特點。 下面介紹了各類用于局域網交換機中的主要技術。
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