太網(wǎng)交換機(jī)系統(tǒng)問(wèn)題全講析
以太網(wǎng)交換機(jī)一般使用緩沖技術(shù)來(lái)存儲(chǔ)和發(fā)送數(shù)據(jù)包到合適的端口或者多個(gè)端口。這個(gè)用來(lái)臨時(shí)存放數(shù)據(jù)的地方就叫做存儲(chǔ)器緩沖區(qū)。存儲(chǔ)器緩沖區(qū)一般是通過(guò)兩種方式在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。
基于端口的存儲(chǔ)緩沖期與基于共享存儲(chǔ)器緩沖區(qū)。假設(shè)現(xiàn)在有個(gè)太網(wǎng)交換機(jī)，其只有A、B、C三個(gè)接口。現(xiàn)在假設(shè)從交換機(jī)的 A端口有個(gè)數(shù)據(jù)需要發(fā)送到C端口，這個(gè)存儲(chǔ)緩沖區(qū)該如何工作呢?
若交換機(jī)采用的是基于端口的存儲(chǔ)緩沖器中，則數(shù)據(jù)包將存儲(chǔ)在與特定的進(jìn)入端口相連的隊(duì)列中。也就是說(shuō)，當(dāng)數(shù)據(jù)包從交換機(jī)的端口A中進(jìn)入，向從端口C出去時(shí)，則數(shù)據(jù)先會(huì)依次存儲(chǔ)在端口A的存儲(chǔ)器緩沖區(qū)里面，而不是直接被轉(zhuǎn)發(fā)給發(fā)出端口C的存儲(chǔ)器緩沖區(qū)里面。
交換機(jī)需要先判斷一下，端口A所在的存儲(chǔ)器緩沖區(qū)里面，在這個(gè)數(shù)據(jù)包前面是否有其他的包存在。根據(jù)先來(lái)后到的原則，只有等到其前面的數(shù)據(jù)包全部發(fā)送完畢后，這個(gè)數(shù)據(jù)包才會(huì)被發(fā)送到C端口的存儲(chǔ)器緩沖區(qū)里面，然后再進(jìn)行排隊(duì)等候。
等到其前面的數(shù)據(jù)全部發(fā)送出去之后，這個(gè)數(shù)據(jù)包才會(huì)在C端口上被發(fā)送出去。所以，這很可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)的延遲，當(dāng)一個(gè)C端口或者A端口比較繁忙時(shí)，這種延遲的現(xiàn)象就會(huì)比較嚴(yán)重。
而且，這個(gè)存儲(chǔ)器緩沖區(qū)的的大小一般是受到端口限制的。如此的話，若把數(shù)據(jù)從100M/S的端口發(fā)送到10 M/S的端口上去的時(shí)候，數(shù)據(jù)的丟包現(xiàn)象就會(huì)比較嚴(yán)重。所以，基于端口的存儲(chǔ)緩沖器，一般常用于對(duì)稱交換機(jī)上，而不用于不對(duì)稱交換機(jī)。
不對(duì)稱交換機(jī)一般多用的是基于共享的存儲(chǔ)緩沖器中。共享存儲(chǔ)緩沖器是指在交換機(jī)上，有專門(mén)一塊地方，用來(lái)臨時(shí)存放這些數(shù)據(jù)包。而這塊地方又是共享的，交換機(jī)的各個(gè)端口都可以訪問(wèn)。
這個(gè)基于端口的存儲(chǔ)緩沖器有本質(zhì)的區(qū)別。后者的話，各個(gè)存儲(chǔ)緩沖器是各自獨(dú)立的，端口之間不能相互訪問(wèn)存儲(chǔ)緩沖器，而只有端口主動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)包的發(fā)送。另外一個(gè)區(qū)別就是，基于端口的存儲(chǔ)緩沖器一般來(lái)說(shuō)，其容量都是固定的;
而基于共享的端口緩沖期，其存儲(chǔ)的容量則是根據(jù)端口的需求不同，而進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配的。如現(xiàn)在交換機(jī)的一個(gè)100M/S的端口需要發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)給10M/S的端口，則此時(shí)，共享存儲(chǔ)緩沖器就會(huì)給其分配足夠大的存儲(chǔ)器容量。
讓其能夠一次性把數(shù)據(jù)包都進(jìn)來(lái)，然后再共享存儲(chǔ)緩沖器中進(jìn)行等待，通過(guò)10M/S的端口發(fā)送出去。這么做的好處就是可以極大的減少數(shù)據(jù)丟包的現(xiàn)象。這對(duì)于不對(duì)稱交換機(jī)進(jìn)行正常工作時(shí)非常有用的，使得100M/S速度的端口中的包能夠被成功發(fā)送到10M/S的端口上去。
每臺(tái)太網(wǎng)交換機(jī)都保存一個(gè)與被選擇的服務(wù)器相配的源IP地址以及源TCP端口相關(guān)聯(lián)的連接表。然后第四層交換機(jī)向這臺(tái)服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)連接請(qǐng)求。所有后續(xù)包在客戶機(jī)與服務(wù)器之間重新影射和轉(zhuǎn)發(fā)。
直到交換機(jī)發(fā)現(xiàn)會(huì)話為止。在使用第四層交換的情況下，接入可以與真正的服務(wù)器連接在一起來(lái)滿足用戶制定的規(guī)則，諸如使每臺(tái)服務(wù)器上有相等數(shù)量的接入或根據(jù)不同服務(wù)器的容量來(lái)分配傳輸流。
***的太網(wǎng)交換機(jī)是如何解決這一問(wèn)題的?主要是通過(guò)兩個(gè)途徑：一是將控制通道和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)通道進(jìn)行分離，二是在各個(gè)接口模塊上使用高性能的CPU參與。控制通道和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)通道的分離就是在交換機(jī)上實(shí)現(xiàn)兩個(gè)不同的并行交叉矩陣。
這樣，我們所說(shuō)的背板容量將完全用于數(shù)據(jù)通道的使用，同時(shí)也保障了萬(wàn)兆交換機(jī)硬件的安全性，而本地高性能的CPU參與使得中央管理模塊永遠(yuǎn)不會(huì)處理涉及各個(gè)接口數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)，實(shí)現(xiàn)真正意義上的分布式體系結(jié)構(gòu)。
當(dāng)然，萬(wàn)兆以太網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)還有很多因素參與，比如大容量的SDRAM 和TCAM(能夠在一秒鐘實(shí)現(xiàn)10億次以上搜索)，比如本地路由方式是否采用基于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)。
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