Коммутаторы. Параллельная коммутация. Для обслуживания потока, поступающего на каждый порт, в устройство ставился отдельный

Для обслуживания потока, поступающего на каждый порт, в устройство ставился отдельный специализированный процессор, который реализовывал алгоритм прозрачного моста. По сути, коммутатор — это мультипроцессорный мост. Со временем коммутаторы вытеснили из локальных сетей классические однопроцессорные мосты. Основная причина этого — существенно более высокая производительность, с которой коммутаторы передают кадры между сегментами сети. Если мосты могли даже замедлять работу сети, то коммутаторы всегда выпускаются с процессорами портов, способными передавать кадры с той максимальной скоростью, на которую рассчитан протокол. Ну а добавление к этому возможности параллельной передачи кадров между портами предопределило судьбу и мостов, и коммутаторов. Производительность коммутаторов на несколько порядков выше, чем мостов.

Ккоммутатор EtherSwitch. Каждый из 8 портов 10Base-T обслуживается одним процессором пакетов Ethernet. Кроме того, коммутатор имеет системный модуль, который координирует работу всех процессоров. При поступлении кадра в какой-либо порт соответствующий процессор буферизует несколько первых байтов кадра, чтобы прочитать адрес назначения. После получения адреса назначения процессор сразу же приступает к обработке кадра, не дожидаясь прихода остальных его байтов.

6. Процессор просматривает свой кэш адресной таблицы, и если не находит так нужного адреса, обращается к системному модулю, который работает в многозадачном режиме, параллельно обслуживая запросы всех процессоров.

7. Если адрес назначения найден в адресной таблице и кадр нужно отфильтровать, процессор просто прекращает записывать в буфер байты кадра, очищает буфер и ждет поступления нового кадра

8. Если же адрес найден и кадр нужно передать на другой порт, процессор, продолжая прием кадра в буфер, обращается к коммутационной матрице, пытаясь установить в ней путь, связывающий его порт с портом, через который идет маршрут к адресу назначения.

9. Если же порт занят, то, как и в любом устройстве с коммутацией каналов, матрица в соединении отказывает, в этом случае кадр полностью буферизуется процессором входного порта, после чего процессор ожидает освобождения выходного порта и образования коммутационной матрицей нужного пути.

10. После того как нужный путь установлен, в него направляются буферизованные байты кадра, которые принимаются процессором выходного порта. Как только процессор выходного порта получает доступ к подключенному к нему сегменту Ethernet, байты кадра сразу же начинают передаваться в сеть.

Описанный способ передачи кадра без его полной буферизации получил название коммутации «на лету» (on-the-fly), или – «напролет» (cut-through). Этот способ представляет собой, по сути, конвейерную обработку кадра, когда частично совмещаются во времени несколько этапов его передачи.

8. Прием первых байтов кадра процессором входного порта, включая прием байтов адреса назначения.

9. Поиск адреса назначения в адресной таблице коммутатора.

10. Коммутация матрицы.

11. Прием остальных байтов кадра процессором входного порта.

12. Прием байтов кадра (включая первые) процессором выходного порта через коммутационную матрицу.

13. Получение доступа к среде процессором выходного порта

14. Передача байтов кадра процессором выходного порта в сеть.

На рис. 13.10 подставлены два режима обработки кадра: режим коммутации «на лету» с частичным совмещением во времени нескольких эталон и режим полной буферизации кадра с последовательным выполнением всех этапов.

Рис. 13.10. Экономия времени при конвейерной обработке кадра: a — конвейерная обработка, б — обычная обработка с полной буферизацией

Поиск по сайту: