交换机的交换结构及交换模式

<培训课三> 交换机的交换结构及交换模式 一、 交换机的交换结构 交换机的交换结构主要有四种，它们分别是软件执行交换结构、矩阵交换结构、总线交换结构和共享存储交换结构。 1 软件执行交换结构 交换机接收到数据帧后，先将其由串行代码转化为并行代码，暂时存储在交换机的快速缓存 RAM 中，交换机的CPU 开始根据数据帧中的目的MAC 地址进行查询交换表。确定了目的端口后，交换机在源端口与目的端口之间建立起虚连 接，然后将以并行代码形式存储在 RAM 中的数据帧转化为串行代码，发送到目的端口。上述的步骤都是由软件控制完成的。软件执行交换结构如图 6-10 所示。 2 矩阵交换结构(Crossbar) 在矩阵交换结构中，交换机确定了目的端口后，根据源端口与目的端口打开交换矩阵中相应的开关，在两个端口之间建立连接，通过建立的这个传输通道来完成数据帧的传输。它的优点是交换速率快、时延小、易于实现；缺点是扩展与可管理性较差。图 6-11 为矩阵交换结构图。 图 6-10 软件执行结构 图 6-11 矩阵交换结构 3 总线交换结构 总线交换结构的交换机拥有一条很高带宽的背部总线。交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上，总线按时隙分为多条逻辑通道，各个端口都可以往该总线上发送数据帧，这些数据帧都按时隙在总线上传输，并从各自的目的端口 中输出数据帧。总线交换结构对总线的带宽有较高的要求，设交换机的端口数为 M，每个端口的带宽为 N，则总线的带宽应为 M× N。 总线交换结构扩展性和管理性好，易实现帧的广播和多个输入对一个输出的帧传送。图6-12 为总线交换结构图。 图6-12 总线交换结构 4 共享存储交换结构 共享存储交换结构将共享存储RAM 代替了总线交换结构中的总线，数据帧通过共享存储器实现从源端口直接传送到目的端口，它是总线交换结构的改进。图6-13 为共享存储交换结构图。 图6-13 共享存储交换结构 共享存储交换结构的优点是结构简单、易于实现；它的缺点是当交换机的端口数量不断增加，存储容量不断扩大的同时，数据交换的时延也会越来越大。而且共享存储交换结构的成本比较高。 二、交换机的交换模式 交换机的交换方式包括静态交换和动态交换两种。静态交换是由人工来完成端口之间传输通道的建立，如果没有人工的更改，这些通道是固定不变的；动态交换是通过对目的 MAC 地址的查询而得到的输出端口来临时建立传输通道的，这个传输通道在数据帧传送完成后自动断开。目...