คลาสสวิตช์อีเทอร์เน็ต เปรียบเทียบอุปกรณ์เครือข่าย

คุณสมบัติที่สำคัญของสวิตช์

ประสิทธิภาพของสวิตช์คือสิ่งที่ผู้ประกอบเครือข่ายและผู้ดูแลระบบคาดหวังจากอุปกรณ์นี้ตั้งแต่แรก

ตัวบ่งชี้หลักของสวิตช์ที่แสดงลักษณะการทำงานคือ:

1. ความเร็วในการกรองเฟรม
2. ความเร็วในการส่งเสริมเฟรม
3. ปริมาณงานทั้งหมด
4. ความล่าช้าในการส่งเฟรม

ความเร็วในการกรอง

การรับเฟรมในบัฟเฟอร์

การดูตารางที่อยู่เพื่อเลือกพอร์ตปลายทางสำหรับเฟรม

การทำลายเฟรมเนื่องจากพอร์ตปลายทางและพอร์ตต้นทางอยู่ในเซ็กเมนต์โลจิคัลเดียวกัน

ความเร็วในการกรองของสวิตช์เกือบทั้งหมดไม่มีการปิดกั้น - สวิตช์มีเวลาที่จะดร็อปเฟรมตามอัตราการมาถึง

ความเร็วในการส่งต่อกำหนดอัตราที่สวิตช์ดำเนินการขั้นตอนการประมวลผลเฟรมต่อไปนี้:

การรับเฟรมในบัฟเฟอร์

ค้นหาตารางที่อยู่เพื่อค้นหาพอร์ตสำหรับที่อยู่ปลายทางของเฟรม

· การส่งเฟรมไปยังเครือข่ายผ่านพอร์ตปลายทางที่พบในตารางที่อยู่

อัตราการกรองและอัตราล่วงหน้ามักจะวัดเป็นเฟรมต่อวินาที โดยค่าเริ่มต้น เฟรมเหล่านี้คือเฟรมโปรโตคอลอีเทอร์เน็ตที่มีความยาวขั้นต่ำ (64 ไบต์โดยไม่มีคำนำหน้า) เฟรมดังกล่าวสร้างโหมดการทำงานที่หนักที่สุดสำหรับสวิตช์

แบนด์วิดธ์สวิตช์ถูกเปลี่ยนโดยจำนวนข้อมูลผู้ใช้ (เป็นเมกะบิตต่อวินาที) ที่ส่งผ่านพอร์ตต่อหน่วยเวลา

ค่าสูงสุดของปริมาณงานสวิตช์จะถึงค่าสูงสุดของเฟรมที่มีความยาวสูงสุดเสมอ ดังนั้น สวิตช์สามารถบล็อกสำหรับเฟรมที่มีความยาวขั้นต่ำได้ แต่ยังคงมีประสิทธิภาพปริมาณงานที่ดีมาก

ความล่าช้าของเฟรมถูกวัดตามเวลาที่ผ่านไปจากช่วงเวลาที่ไบต์แรกของเฟรมมาถึงพอร์ตอินพุตของสวิตช์ จนถึงช่วงเวลาที่ไบต์นี้ปรากฏขึ้นที่พอร์ตเอาต์พุต

ปริมาณของความล่าช้าที่แนะนำโดยสวิตช์ขึ้นอยู่กับโหมดการทำงาน หากทำการสลับ "ทันที" ความล่าช้ามักจะน้อยและอยู่ในช่วงตั้งแต่ 5 ถึง 40 µs และด้วยการบัฟเฟอร์แบบเต็มเฟรม - ตั้งแต่ 50 ถึง 200 µs (สำหรับเฟรมที่มีความยาวขั้นต่ำ)

การสลับแบบทันทีและบัฟเฟอร์เต็ม

ในระหว่างการเปลี่ยนแบบ on-the-fly ส่วนหนึ่งของเฟรมที่มีที่อยู่ผู้รับจะได้รับในบัฟเฟอร์อินพุต มีการตัดสินใจกรองหรือส่งเฟรมใหม่ไปยังพอร์ตอื่น และหากพอร์ตเอาต์พุตว่าง เฟรมนั้นก็จะ โอนทันทีในขณะที่ส่วนที่เหลือยังคงเข้าสู่บัฟเฟอร์อินพุต หากพอร์ตเอาต์พุตไม่ว่าง แสดงว่าเฟรมบัฟเฟอร์เต็มในบัฟเฟอร์อินพุตของพอร์ตรับ ข้อเสียของวิธีนี้รวมถึงข้อเท็จจริงที่ว่าสวิตช์ส่งผ่านเฟรมที่ผิดพลาดสำหรับการส่งสัญญาณ เพราะเมื่อสามารถวิเคราะห์จุดสิ้นสุดของเฟรม จุดเริ่มต้นของมันจะถูกโอนไปยังซับเน็ตอื่นแล้ว และสิ่งนี้นำไปสู่การสูญเสียเวลาที่มีประโยชน์ของเครือข่าย

แน่นอนว่าการบัฟเฟอร์เต็มของแพ็กเก็ตที่ได้รับทำให้เกิดความล่าช้าอย่างมากในการส่งข้อมูล แต่สวิตช์มีความสามารถในการวิเคราะห์อย่างเต็มที่ และหากจำเป็น ให้แปลงแพ็กเก็ตที่ได้รับ

ตารางที่ 6.1 แสดงรายการคุณสมบัติของสวิตช์เมื่อทำงานในสองโหมด

ตารางที่ 6.1 ลักษณะเปรียบเทียบของสวิตช์เมื่อทำงานในโหมดต่างๆ

แม้ว่าสวิตช์ทั้งหมดจะมีความเหมือนกันมาก แต่ก็ควรที่จะแบ่งออกเป็นสองคลาสที่ออกแบบมาเพื่อแก้ปัญหาที่แตกต่างกัน

สวิตช์เวิร์กกรุ๊ป

สวิตช์เวิร์กกรุ๊ปให้แบนด์วิดท์เฉพาะเมื่อเชื่อมต่อโหนดคู่ใดๆ ที่เชื่อมต่อกับพอร์ตสวิตช์ หากพอร์ตมีความเร็วเท่ากัน ผู้รับแพ็คเก็ตจะต้องว่างเพื่อหลีกเลี่ยงการบล็อก

ด้วยการรองรับที่อยู่ต่อพอร์ตอย่างน้อยที่สุดเท่าที่จะมีได้ในกลุ่ม สวิตช์จะมีแบนด์วิดท์เฉพาะที่ 10 Mbps ต่อพอร์ต พอร์ตสวิตช์แต่ละพอร์ตจะเชื่อมโยงกับที่อยู่เฉพาะของอุปกรณ์อีเทอร์เน็ตที่เชื่อมต่อกับพอร์ตนั้น

การเชื่อมต่อแบบจุดต่อจุดทางกายภาพระหว่างสวิตช์เวิร์กกรุ๊ปและโหนด 10Base-T มักจะทำด้วยสายเคเบิลคู่บิดเกลียวที่ไม่มีฉนวนหุ้ม และอุปกรณ์ที่สอดคล้องกับ 10Base-T จะถูกติดตั้งที่โหนดเครือข่าย

สวิตช์เวิร์กกรุ๊ปสามารถทำงานได้ที่ 10 หรือ 100 Mbps สำหรับพอร์ตต่างๆ คุณลักษณะนี้ช่วยลดระดับการบล็อกเมื่อพยายามสร้างการเชื่อมต่อไคลเอ็นต์ 10 Mbps หลายรายการบนพอร์ตความเร็วสูงเดียวกัน ในกลุ่มงานไคลเอนต์-เซิร์ฟเวอร์ ไคลเอนต์ 10 Mbps หลายตัวสามารถเข้าถึงเซิร์ฟเวอร์ที่เชื่อมต่อกับพอร์ต 100 Mbps ในตัวอย่างที่แสดงในรูปที่ 8 โหนด 10 Mbps สามโหนดเข้าถึงเซิร์ฟเวอร์พร้อมกันบนพอร์ต 100 Mbps จากแบนด์วิดท์ 100 Mbps ที่มีให้สำหรับการเข้าถึงเซิร์ฟเวอร์นั้น จะใช้ 30 Mbps และ 70 Mbps นั้นพร้อมใช้งานสำหรับการเชื่อมต่ออุปกรณ์ 10 Mbps อีกเจ็ดเครื่องกับเซิร์ฟเวอร์ผ่านวงจรเสมือนพร้อมกัน

การสนับสนุนหลายอัตรายังมีประโยชน์สำหรับการจัดกลุ่มสวิตช์อีเทอร์เน็ตโดยใช้ฮับ Fast Ethernet (100Base-T) 100 Mbps เป็นแบ็คโบนในเครื่อง ในการกำหนดค่าที่แสดงในรูปที่ 9 สวิตช์ 10 Mbps และ 100 Mbps เชื่อมต่อกับฮับ 100 Mbps การรับส่งข้อมูลภายในเครื่องยังคงอยู่ภายในเวิร์กกรุ๊ป และการรับส่งข้อมูลที่เหลือจะถูกส่งไปยังเครือข่ายผ่านฮับอีเทอร์เน็ต 100 Mbps

ในการเชื่อมต่อกับตัวทำซ้ำ 10 หรือ 100 Mbps สวิตช์ต้องมีพอร์ตที่สามารถจัดการที่อยู่อีเธอร์เน็ตจำนวนมากได้

ข้อได้เปรียบหลักของสวิตช์เวิร์กกรุ๊ปคือประสิทธิภาพเครือข่ายสูงที่ระดับเวิร์กกรุ๊ปโดยให้แบนด์วิดท์ช่องสัญญาณเฉพาะแก่ผู้ใช้แต่ละคน (10 Mbps) นอกจากนี้ สวิตช์ยังลดจำนวนการชนกัน (สูงสุดศูนย์) - ไม่เหมือนกับสวิตช์แกนหลักที่อธิบายไว้ด้านล่าง สวิตช์เวิร์กกรุ๊ปจะไม่ส่งชิ้นส่วนการชนไปยังผู้รับ สวิตช์เวิร์กกรุ๊ปช่วยให้คุณบันทึกโครงสร้างพื้นฐานเครือข่ายจากฝั่งไคลเอ็นต์ได้อย่างสมบูรณ์ รวมถึงโปรแกรม อะแดปเตอร์เครือข่าย สายเคเบิล เวิร์กกรุ๊ปเปลี่ยนต้นทุนต่อพอร์ตในปัจจุบันเทียบได้กับพอร์ตฮับที่มีการจัดการ

สวิตช์กระดูกสันหลัง

สวิตช์แกนหลักให้การเชื่อมต่อความเร็วปานกลางระหว่างคู่ของเซ็กเมนต์อีเทอร์เน็ตที่ไม่ได้ใช้งาน หากความเร็วพอร์ตสำหรับผู้ส่งและผู้รับเท่ากัน ส่วนปลายทางจะต้องว่างเพื่อหลีกเลี่ยงการบล็อก

ที่ระดับเวิร์กกรุ๊ป แต่ละโหนดใช้แบนด์วิดท์ 10 Mbps ร่วมกับโหนดอื่นในกลุ่มเดียวกัน แพ็กเก็ตที่กำหนดนอกกลุ่มนี้จะถูกส่งต่อโดยสวิตช์แกนหลัก ดังแสดงในรูปที่ 10 สวิตช์แกนหลักให้การส่งแพ็กเก็ตพร้อมกันที่อัตราสื่อระหว่างพอร์ตคู่ใดๆ เช่นเดียวกับสวิตช์เวิร์กกรุ๊ป สวิตช์แกนหลักสามารถรองรับความเร็วที่แตกต่างกันสำหรับพอร์ตของตน สวิตช์แกนหลักสามารถทำงานร่วมกับเซ็กเมนต์และเซ็กเมนต์ 10Base-T ตามสายโคแอกเซียล ในกรณีส่วนใหญ่ สวิตช์แกนหลักช่วยให้ปรับปรุงประสิทธิภาพของเครือข่ายได้ง่ายกว่าและมีประสิทธิภาพมากกว่าเราเตอร์และบริดจ์

ข้อเสียเปรียบหลักเมื่อทำงานกับสวิตช์แกนหลักคือ ที่ระดับเวิร์กกรุ๊ป ผู้ใช้ทำงานกับสภาพแวดล้อมที่ใช้ร่วมกัน หากพวกเขาเชื่อมต่อกับเซ็กเมนต์ที่จัดบนพื้นฐานของตัวทำซ้ำหรือสายโคแอกเซียล นอกจากนี้ เวลาตอบสนองในระดับเวิร์กกรุ๊ปอาจค่อนข้างนาน ไม่เหมือนกับโฮสต์ที่เชื่อมต่อกับพอร์ตสวิตช์ โฮสต์บน 10Base-T หรือเซ็กเมนต์ coax ไม่รับประกันแบนด์วิดท์ 10 Mbps และมักจะต้องรอจนกว่าโฮสต์อื่นจะส่งแพ็กเก็ตเสร็จ ที่ระดับเวิร์กกรุ๊ป การชนกันจะยังคงถูกรักษาไว้ และแฟรกเมนต์ของแพ็กเก็ตที่มีข้อผิดพลาดจะถูกส่งต่อไปยังเครือข่ายทั้งหมดที่เชื่อมต่อกับแบ็คโบน ข้อบกพร่องเหล่านี้สามารถหลีกเลี่ยงได้หากใช้สวิตช์ที่ระดับเวิร์กกรุ๊ปแทนฮับ 10Base-T ในแอปพลิเคชันที่ใช้ทรัพยากรมากส่วนใหญ่ สวิตช์ 100 Mbps สามารถทำหน้าที่เป็นแกนหลักความเร็วสูงสำหรับสวิตช์เวิร์กกรุ๊ปที่มีพอร์ต 10 และ 100 Mbps, ฮับ 100 Mbps และเซิร์ฟเวอร์ที่ติดตั้งอะแดปเตอร์อีเทอร์เน็ต 100 Mbps

การเปรียบเทียบคุณสมบัติ

คุณสมบัติหลักของสวิตช์อีเทอร์เน็ตแสดงในตาราง:

ประโยชน์ของสวิตช์อีเทอร์เน็ต

ข้อดีหลักของการใช้สวิตช์อีเทอร์เน็ตมีดังนี้:
เพิ่มประสิทธิภาพการทำงานด้วยการเชื่อมต่อความเร็วสูงระหว่างเซ็กเมนต์อีเทอร์เน็ต (สวิตช์หลัก) หรือโหนดเครือข่าย (สวิตช์เวิร์กกรุ๊ป) ตรงกันข้ามกับสภาพแวดล้อมอีเทอร์เน็ตที่ใช้ร่วมกัน สวิตช์ช่วยให้ประสิทธิภาพแบบบูรณาการเติบโตขึ้นเมื่อผู้ใช้หรือเซ็กเมนต์ถูกเพิ่มลงในเครือข่าย
ลดการชนกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อผู้ใช้แต่ละคนเชื่อมต่อกับสวิตช์พอร์ตที่แตกต่างกัน
ต้นทุนต่ำเมื่อย้ายจากสภาพแวดล้อมที่ใช้ร่วมกันไปเป็นสภาพแวดล้อมแบบสวิตช์โดยการรักษาโครงสร้างพื้นฐานอีเทอร์เน็ต 10 Mbps ที่มีอยู่ (สายเคเบิล อะแดปเตอร์ ซอฟต์แวร์)
เพิ่มความปลอดภัยด้วยการส่งต่อแพ็กเก็ตไปยังพอร์ตที่เชื่อมต่อปลายทางเท่านั้น
เวลาในการตอบสนองต่ำและคาดเดาได้เนื่องจากการแชร์แบนด์โดยผู้ใช้จำนวนน้อย (หนึ่งรายในอุดมคติ)

เปรียบเทียบอุปกรณ์เครือข่าย

ตัวทำซ้ำ

อีเทอร์เน็ตทวนสัญญาณ ในบริบทของเครือข่าย 10Base-T ที่มักเรียกกันว่าฮับหรือฮับ ทำงานตามมาตรฐาน IEEE 802.3 ตัวทวนจะส่งต่อแพ็กเก็ตที่ได้รับไปยังพอร์ตทั้งหมดโดยไม่คำนึงถึงปลายทาง

แม้ว่าอุปกรณ์ทั้งหมดที่เชื่อมต่อกับตัวทวนอีเทอร์เน็ต (รวมถึงตัวทำซ้ำอื่น ๆ ) "เห็น" การรับส่งข้อมูลเครือข่ายทั้งหมด เฉพาะโหนดที่ถูกระบุเท่านั้นที่ควรได้รับแพ็กเก็ต โหนดอื่นๆ ทั้งหมดควรละเว้นแพ็กเก็ตนี้ อุปกรณ์เครือข่ายบางอย่าง (เช่น ตัววิเคราะห์โปรโตคอล) ทำงานบนพื้นฐานที่สื่อเครือข่าย (เช่น อีเธอร์เน็ต) เป็นสาธารณะและวิเคราะห์การรับส่งข้อมูลเครือข่ายทั้งหมด อย่างไรก็ตาม สำหรับบางสภาพแวดล้อม ความสามารถของแต่ละโหนดในการดูแพ็กเก็ตทั้งหมดนั้นไม่เป็นที่ยอมรับด้วยเหตุผลด้านความปลอดภัย

จากมุมมองด้านประสิทธิภาพ ตัวทำซ้ำเพียงส่งแพ็กเก็ตโดยใช้แบนด์วิดท์ทั้งหมดของลิงก์ ความล่าช้าที่แนะนำโดยทวนสัญญาณมีขนาดเล็กมาก (ตามมาตรฐาน IEEE 802.3 - น้อยกว่า 3 ไมโครวินาที) เครือข่ายที่มีตัวทำซ้ำมีแบนด์วิดท์ 10 Mbps เช่นเดียวกับส่วนของสายโคแอกเซียลและโปร่งใสสำหรับโปรโตคอลเครือข่ายส่วนใหญ่ เช่น TCP/IP และ IPX

สะพาน

บริดจ์ทำงานตามมาตรฐาน IEEE 802.1d เช่นเดียวกับสวิตช์อีเทอร์เน็ต บริดจ์เป็นโปรโตคอลที่ไม่ขึ้นกับโปรโตคอลและส่งต่อแพ็กเก็ตไปยังพอร์ตที่ปลายทางเชื่อมต่ออยู่ อย่างไรก็ตาม ไม่เหมือนกับสวิตช์อีเทอร์เน็ตส่วนใหญ่ สะพานไม่ส่งต่อแฟรกเมนต์ของแพ็กเก็ตในการชนกันหรือแพ็กเก็ตข้อผิดพลาด เนื่องจากแพ็กเก็ตทั้งหมดจะถูกบัฟเฟอร์ก่อนที่จะส่งต่อไปยังพอร์ตปลายทาง การบัฟเฟอร์แพ็กเก็ต (จัดเก็บและส่งต่อ) ทำให้เกิดเวลาแฝงเมื่อเทียบกับการสลับทันที บริดจ์สามารถให้ประสิทธิภาพเท่ากับปริมาณงานของสื่อ แต่การบล็อกภายในทำให้ช้าลงบ้าง

เราเตอร์

การทำงานของเราเตอร์ขึ้นอยู่กับโปรโตคอลเครือข่ายและถูกกำหนดโดยข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับโปรโตคอลที่อยู่ในแพ็กเก็ต เช่นเดียวกับบริดจ์ เราเตอร์ไม่ส่งต่อชิ้นส่วนของแพ็กเก็ตไปยังปลายทางเมื่อเกิดการชนกัน เราเตอร์เก็บแพ็กเก็ตทั้งหมดไว้ในหน่วยความจำก่อนส่งต่อไปยังปลายทาง ดังนั้นเมื่อใช้เราเตอร์ แพ็กเก็ตจะถูกส่งด้วยความล่าช้า เราเตอร์สามารถให้แบนด์วิดท์เท่ากับแบนด์วิดท์ของลิงก์ แต่มีลักษณะเฉพาะจากการบล็อกภายใน ต่างจากตัวทำซ้ำ บริดจ์ และสวิตช์ เราเตอร์จะปรับเปลี่ยนแพ็กเก็ตที่ส่งทั้งหมด

สรุป

ความแตกต่างหลักระหว่างอุปกรณ์เครือข่ายแสดงไว้ในตารางที่ 2

ประสิทธิภาพ, เป็น:

• ความเร็วในการกรองเฟรม
• ความเร็วในการส่งเสริมเฟรม
• ปริมาณงาน;
• การส่งล่าช้ากรอบ.

นอกจากนี้ยังมีคุณลักษณะสวิตช์หลายอย่างที่มีผลกระทบมากที่สุดต่อคุณลักษณะด้านประสิทธิภาพเหล่านี้ ซึ่งรวมถึง:

• ประเภทสวิตชิ่ง;
• ขนาดของบัฟเฟอร์เฟรม
• ประสิทธิภาพของเมทริกซ์สวิตชิ่ง
• ประสิทธิภาพของโปรเซสเซอร์หรือโปรเซสเซอร์
• ขนาด เปลี่ยนตาราง.

อัตราการกรองและอัตราล่วงหน้าของเฟรม

อัตราการกรองและความก้าวหน้าของเฟรมเป็นลักษณะประสิทธิภาพหลักสองประการของสวิตช์ ลักษณะเหล่านี้เป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญและไม่ได้ขึ้นอยู่กับวิธีการใช้สวิตช์ในทางเทคนิค

ความเร็วในการกรอง

• รับเฟรมในบัฟเฟอร์
• ละทิ้งเฟรมหากพบข้อผิดพลาด (เช็คซัมไม่ตรงกัน หรือเฟรมน้อยกว่า 64 ไบต์หรือมากกว่า 1518 ไบต์)
• วางเฟรมเพื่อหลีกเลี่ยงการวนซ้ำในเครือข่าย
• วางเฟรมตามตัวกรองที่กำหนดค่าบนพอร์ต
• กำลังดู เปลี่ยนตารางเพื่อค้นหาพอร์ตปลายทางตามที่อยู่ MAC ปลายทางของเฟรม และยกเลิกเฟรมหากต้นทางและปลายทางของเฟรมเชื่อมต่อกับพอร์ตเดียวกัน

ความเร็วในการกรองของสวิตช์เกือบทั้งหมดนั้นไม่ปิดกั้น - สวิตช์จะปล่อยเฟรมตามอัตราการมาถึง

ความเร็วในการส่งต่อกำหนดอัตราที่สวิตช์ดำเนินการขั้นตอนการประมวลผลเฟรมต่อไปนี้:

• รับเฟรมในบัฟเฟอร์
• กำลังดู เปลี่ยนตารางเพื่อค้นหาพอร์ตปลายทางตามที่อยู่ MAC ของผู้รับเฟรม
• การส่งเฟรมไปยังเครือข่ายผ่านซอฟต์แวร์ที่พบ เปลี่ยนตารางท่าเรือปลายทาง.

ทั้งอัตราการกรองและอัตราล่วงหน้ามักจะวัดเป็นเฟรมต่อวินาที หากลักษณะของสวิตช์ไม่ได้ระบุว่าโปรโตคอลใดและขนาดเฟรมใดที่กำหนดค่าอัตราการกรองและส่งต่อ ให้ถือว่าตัวบ่งชี้เหล่านี้กำหนดไว้สำหรับโปรโตคอลอีเทอร์เน็ตและเฟรมของ ขนาดต่ำสุด นั่นคือ เฟรมยาว 64 ไบต์ (ไม่มีคำนำหน้า) พร้อมฟิลด์ข้อมูล 46 ไบต์ การใช้เฟรมที่มีความยาวต่ำสุดเป็นตัวบ่งชี้หลักของความเร็วในการประมวลผลโดยสวิตช์นั้นอธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าเฟรมดังกล่าวสร้างโหมดการทำงานที่ยากที่สุดสำหรับสวิตช์เสมอเมื่อเปรียบเทียบกับเฟรมในรูปแบบอื่นที่มีปริมาณข้อมูลผู้ใช้ที่ส่งเท่ากัน . ดังนั้น เมื่อทำการทดสอบสวิตช์ โหมดความยาวเฟรมต่ำสุดจึงถูกใช้เป็นการทดสอบที่ยากที่สุด ซึ่งควรตรวจสอบความสามารถของสวิตช์ในการทำงานร่วมกับพารามิเตอร์การรับส่งข้อมูลที่แย่ที่สุด

เปลี่ยนแบนด์วิดท์ (ทรูพุต)วัดจากปริมาณข้อมูลผู้ใช้ (เป็นเมกะบิตหรือกิกะบิตต่อวินาที) ที่ส่งผ่านพอร์ตต่อหน่วยเวลา เนื่องจากสวิตช์ทำงานที่ชั้นลิงค์ ข้อมูลผู้ใช้จึงเป็นข้อมูลที่ดำเนินการในฟิลด์ข้อมูลของเฟรมของโปรโตคอลเลเยอร์ลิงค์ - อีเธอร์เน็ต, อีเธอร์เน็ตความเร็วสูง ฯลฯ ค่าสูงสุดของปริมาณงานของสวิตช์จะถึงเสมอ บนเฟรมที่มีความยาวสูงสุดตั้งแต่เมื่อ ในกรณีนี้ ส่วนแบ่งของค่าใช้จ่ายโอเวอร์เฮดสำหรับโอเวอร์เฮดเฟรมนั้นต่ำกว่าเฟรมที่มีความยาวขั้นต่ำมาก และเวลาสำหรับสวิตช์เพื่อดำเนินการประมวลผลเฟรมต่อหนึ่งไบต์ของข้อมูลผู้ใช้คือ น้อยลงอย่างมาก ดังนั้น สวิตช์สามารถบล็อกความยาวเฟรมขั้นต่ำได้ แต่ยังคงมีประสิทธิภาพการรับส่งข้อมูลที่ดีมาก

ความล่าช้าในการส่งเฟรม (การหน่วงเวลาไปข้างหน้า)ถูกวัดตามเวลาที่ผ่านไปจากช่วงเวลาที่ไบต์แรกของเฟรมมาถึงพอร์ตอินพุตของสวิตช์ จนถึงช่วงเวลาที่ไบต์นี้ปรากฏขึ้นที่พอร์ตเอาต์พุต ความล่าช้าเป็นผลรวมของเวลาที่ใช้ในการบัฟเฟอร์ไบต์ของเฟรม และเวลาที่ใช้ในการประมวลผลเฟรมโดยสวิตช์ กล่าวคือ การดู เปลี่ยนตารางการตัดสินใจส่งต่อ และการเข้าถึงสภาพแวดล้อมพอร์ตขาออก

ปริมาณของความล่าช้าที่แนะนำโดยสวิตช์ขึ้นอยู่กับวิธีการสลับที่ใช้ในสวิตช์ หากทำการสลับโดยไม่บัฟเฟอร์ โดยปกติการหน่วงเวลาจะมีขนาดเล็กและอยู่ในช่วงตั้งแต่ 5 ถึง 40 µs และด้วยการบัฟเฟอร์แบบเต็มเฟรม - ตั้งแต่ 50 ถึง 200 µs (สำหรับเฟรมที่มีความยาวต่ำสุด)

การสลับขนาดโต๊ะ

ความจุสูงสุด เปลี่ยนตารางกำหนดจำนวนที่อยู่ MAC สูงสุดที่สวิตช์สามารถทำงานได้พร้อมกัน ที่ เปลี่ยนตารางสำหรับแต่ละพอร์ต สามารถจัดเก็บทั้งที่อยู่ MAC ที่เรียนรู้แบบไดนามิกและที่อยู่ MAC แบบคงที่ที่สร้างโดยผู้ดูแลระบบเครือข่าย

ค่าของจำนวนที่อยู่ MAC สูงสุดที่สามารถจัดเก็บใน เปลี่ยนตารางขึ้นอยู่กับการใช้งานของสวิตช์ สวิตช์ D-Link สำหรับเวิร์กกรุ๊ปและสำนักงานขนาดเล็กมักสนับสนุนตารางที่อยู่ MAC 1K ถึง 8K สวิตช์เวิร์กกรุ๊ปขนาดใหญ่รองรับตารางที่อยู่ MAC 8K ถึง 16K และสวิตช์แกนหลักเครือข่ายมักจะรองรับที่อยู่ 16K ถึง 64K หรือมากกว่า

ความจุไม่เพียงพอ เปลี่ยนตารางอาจทำให้สวิตช์ช้าลงและอุดตันเครือข่ายที่มีการรับส่งข้อมูลมากเกินไป หากตารางการสลับเต็มและพอร์ตพบที่อยู่ MAC ต้นทางใหม่ในเฟรมที่เข้ามา สวิตช์จะไม่สามารถจัดตารางได้ ในกรณีนี้ กรอบการตอบกลับไปยังที่อยู่ MAC นี้จะถูกส่งผ่านพอร์ตทั้งหมด (ยกเว้นพอร์ตต้นทาง) เช่น จะทำให้น้ำท่วม

ขนาดบัฟเฟอร์เฟรม

เพื่อให้มีการจัดเก็บเฟรมชั่วคราวในกรณีที่ไม่สามารถถ่ายโอนไปยังพอร์ตเอาต์พุตได้ทันที สวิตช์ซึ่งขึ้นอยู่กับสถาปัตยกรรมที่ใช้งาน ได้รับการติดตั้งบัฟเฟอร์บนอินพุต พอร์ตเอาต์พุต หรือบัฟเฟอร์ทั่วไปสำหรับพอร์ตทั้งหมด ขนาดบัฟเฟอร์ส่งผลต่อทั้งการหน่วงเวลาของเฟรมและอัตราการสูญเสียแพ็กเก็ต ดังนั้น ยิ่งหน่วยความจำบัฟเฟอร์มีจำนวนมากขึ้นเท่าใด โอกาสที่เฟรมจะสูญเสียก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น

โดยปกติ สวิตช์ที่ออกแบบมาเพื่อทำงานในส่วนสำคัญของเครือข่ายจะมีหน่วยความจำบัฟเฟอร์หลายสิบหรือหลายร้อยกิโลไบต์ต่อพอร์ต บัฟเฟอร์ทั่วไปของพอร์ตทั้งหมดมักจะมีขนาดหลายเมกะไบต์

หัวข้อของการเข้าถึงกิกะบิตมีความเกี่ยวข้องมากขึ้นเรื่อย ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในขณะนี้เมื่อการแข่งขันเพิ่มขึ้น ARPU ก็ลดลงและอัตราภาษีแม้แต่ 100 Mbps ก็ไม่น่าแปลกใจอีกต่อไป เราได้พิจารณาถึงปัญหาในการเปลี่ยนไปใช้การเข้าถึงแบบกิกะบิตมานานแล้ว ขับไล่ราคาของอุปกรณ์และความเป็นไปได้ทางการค้า แต่คู่แข่งไม่ได้หลับ และเมื่อแม้แต่ Rostelecom เริ่มให้อัตราภาษีมากกว่า 100 Mbps เราก็ตระหนักว่าเราไม่สามารถรอได้อีกต่อไป นอกจากนี้ ราคาของพอร์ตกิกะบิตลดลงอย่างมาก และการติดตั้งสวิตช์ FastEthernet กลายเป็นเรื่องที่ไม่มีประโยชน์ ซึ่งในอีกไม่กี่ปีข้างหน้าจะยังคงต้องเปลี่ยนเป็นกิกะบิต ดังนั้นพวกเขาจึงเริ่มเลือกกิกะบิตสวิตช์เพื่อใช้ในระดับการเข้าถึง

เราได้ตรวจสอบสวิตช์กิกะบิตรุ่นต่างๆ และพิจารณาจากสองรุ่นที่เหมาะสมที่สุดในแง่ของพารามิเตอร์ และในขณะเดียวกันก็เป็นไปตามความคาดหวังด้านงบประมาณของเรา เหล่านี้คือ Dlink DGS-1210-28ME และ.

กรอบ

ตัวเครื่องของ SNR ทำจากโลหะที่หนาและทนทาน ซึ่งทำให้หนักกว่า "คู่แข่ง" D-link ทำจากเหล็กบางซึ่งช่วยลดน้ำหนักได้ อย่างไรก็ตาม มันทำให้อ่อนไหวต่ออิทธิพลภายนอกมากขึ้นเนื่องจากความแข็งแกร่งที่ต่ำกว่า

D-link มีขนาดเล็กกว่า: ความลึก 14 ซม. ในขณะที่ SNR อยู่ที่ 23 ซม. ขั้วต่อสายไฟ SNR อยู่ที่ด้านหน้า ซึ่งช่วยให้การติดตั้งสะดวกขึ้นอย่างไม่ต้องสงสัย

พาวเวอร์ซัพพลาย

ดีลิงค์พาวเวอร์ซัพพลาย

แหล่งจ่ายไฟ SNR

แม้ว่าอุปกรณ์จ่ายไฟจะคล้ายกันมาก แต่เราก็ยังพบความแตกต่าง แหล่งจ่ายไฟ D-link สร้างขึ้นในราคาประหยัด บางทีอาจมากเกินไป - ไม่มีการเคลือบแล็กเกอร์บนบอร์ด การป้องกันการรบกวนที่อินพุตและเอาต์พุตมีน้อย ด้วยเหตุนี้ Dlink จึงกลัวว่าความแตกต่างเหล่านี้จะส่งผลต่อความไวของสวิตช์ต่อไฟกระชาก และการทำงานในที่ที่มีความชื้นแปรปรวน และในสภาพที่มีฝุ่นมาก

สวิตช์บอร์ด

แผงทั้งสองนั้นทำขึ้นอย่างประณีต ไม่มีข้อตำหนิใด ๆ เกี่ยวกับการติดตั้ง อย่างไรก็ตาม SNR มี textolite ที่ดีกว่า และบอร์ดนี้ผลิตขึ้นโดยใช้เทคโนโลยีการบัดกรีไร้สารตะกั่ว แน่นอนว่าสิ่งนี้ไม่ได้เกี่ยวกับความจริงที่ว่า SNR มีสารตะกั่วน้อยกว่า (มากกว่าที่คุณไม่สามารถทำให้ใครกลัวในรัสเซียได้) แต่สวิตช์เหล่านี้ผลิตขึ้นในสายการผลิตที่ทันสมัยกว่า

นอกจากนี้เช่นเดียวกับในกรณีของแหล่งจ่ายไฟ D-link บันทึกไว้ในน้ำยาเคลือบเงา SNR มีสารเคลือบเงาบนกระดาน

เห็นได้ชัดว่ามีนัยว่าสภาพการทำงานของสวิตช์การเข้าถึง D-link ควรมีความสำคัญอย่างยิ่ง - สะอาดแห้งเย็น .. เช่นเดียวกับคนอื่น ๆ ;)

คูลลิ่ง

สวิตช์ทั้งสองมีระบบระบายความร้อนแบบพาสซีฟ D-link มีหม้อน้ำที่ใหญ่กว่า และนี่คือข้อดีที่ชัดเจน อย่างไรก็ตาม SNR มีพื้นที่ว่างระหว่างกระดานกับผนังด้านหลัง ซึ่งมีผลดีต่อการกระจายความร้อน ความแตกต่างเพิ่มเติมคือการมีแผ่นระบายความร้อนที่อยู่ใต้ชิป ซึ่งจะขจัดความร้อนไปยังเคสสวิตช์

เราทำการทดสอบเล็กๆ - เราวัดอุณหภูมิของฮีทซิงค์บนชิปภายใต้สภาวะปกติ:

• สวิตช์วางบนโต๊ะที่อุณหภูมิห้อง 22C
• ติดตั้งโมดูล SFP 2 โมดูล
• เรากำลังรอ 8-10 นาที

ผลการทดสอบน่าประหลาดใจ - D-link ได้รับความร้อนสูงถึง 72C ในขณะที่ SNR ถึง 63C เท่านั้น จะเกิดอะไรขึ้นกับ D-link ในกล่องที่อัดแน่นในช่วงหน้าร้อน ไม่ควรคิดเลยดีกว่า

อุณหภูมิบน D-link 72 องศา

ใน SNR 61 C เที่ยวบินเป็นปกติ

ป้องกันฟ้าผ่า

สวิตช์มีระบบป้องกันฟ้าผ่าต่างๆ D-link ใช้อุปกรณ์ดักจับก๊าซ SNR มีวาริสเตอร์ แต่ละคนมีข้อดีและข้อเสีย อย่างไรก็ตาม เวลาตอบสนองของวาริสเตอร์จะดีกว่า และให้การป้องกันที่ดีกว่าสำหรับสวิตช์เองและอุปกรณ์สมาชิกที่เชื่อมต่ออยู่

สรุป

จาก D-link มีความรู้สึกประหยัดในทุกส่วนประกอบ - บนแหล่งจ่ายไฟ, บอร์ด, เคส ดังนั้น ในกรณีนี้ มันให้ความรู้สึกถึงผลิตภัณฑ์ที่ดีกว่าสำหรับเรา

LAN นี้สร้างขึ้นจากสวิตช์ ดังนั้นบทนี้จึงครอบคลุมคุณลักษณะด้านประสิทธิภาพที่สำคัญของสวิตช์

ลักษณะสำคัญของสวิตช์ที่วัดประสิทธิภาพคือ:

• - ความเร็วในการกรอง (การกรอง);
• - ความเร็วในการกำหนดเส้นทาง (การส่งต่อ);
• - แบนด์วิดธ์ (ปริมาณงาน);
• - การส่งเฟรมล่าช้า

นอกจากนี้ยังมีคุณลักษณะสวิตช์หลายอย่างที่มีผลกระทบมากที่สุดต่อคุณลักษณะด้านประสิทธิภาพเหล่านี้ ซึ่งรวมถึง:

• - ขนาดของบัฟเฟอร์เฟรม
• - ประสิทธิภาพของบัสภายใน
• - ประสิทธิภาพของโปรเซสเซอร์หรือโปรเซสเซอร์
• - ขนาดของตารางที่อยู่ภายใน

อัตราการกรองและความก้าวหน้าของเฟรมเป็นลักษณะประสิทธิภาพหลักสองประการของสวิตช์ ลักษณะเหล่านี้เป็นตัวบ่งชี้ที่ครบถ้วน ไม่ได้ขึ้นอยู่กับวิธีการใช้งานสวิตช์ในทางเทคนิค

อัตราตัวกรองกำหนดอัตราที่สวิตช์ดำเนินการขั้นตอนการประมวลผลเฟรมต่อไปนี้:

• - รับเฟรมในบัฟเฟอร์
• - การทำลายเฟรม เนื่องจากพอร์ตปลายทางเหมือนกับพอร์ตต้นทาง

อัตราการส่งต่อกำหนดอัตราที่สวิตช์ดำเนินการขั้นตอนการประมวลผลเฟรมต่อไปนี้:

• - รับเฟรมในบัฟเฟอร์
• - ดูตารางที่อยู่เพื่อค้นหาพอร์ตสำหรับที่อยู่ปลายทางของเฟรม
• - การส่งเฟรมไปยังเครือข่ายผ่านพอร์ตปลายทางที่พบในตารางที่อยู่

อัตราการกรองและอัตราล่วงหน้ามักจะวัดเป็นเฟรมต่อวินาที หากลักษณะของสวิตช์ไม่ได้ระบุว่าโปรโตคอลใดและขนาดเฟรมใดที่กำหนดค่าอัตราการกรองและส่งต่อ ให้ถือว่าตัวบ่งชี้เหล่านี้กำหนดไว้สำหรับโปรโตคอลอีเทอร์เน็ตและเฟรมของ ขนาดต่ำสุด กล่าวคือ เฟรมที่มีความยาว 64 ไบต์ (ไม่มีคำนำหน้า) พร้อมฟิลด์ข้อมูล 46 ไบต์ หากกำหนดอัตราสำหรับโปรโตคอลเฉพาะ เช่น Token Ring หรือ FDDI ก็จะกำหนดอัตราสำหรับเฟรมความยาวขั้นต่ำของโปรโตคอลนั้นด้วย (เช่น เฟรม 29 ไบต์สำหรับโปรโตคอล FDDI)

การใช้เฟรมที่มีความยาวขั้นต่ำเป็นตัวบ่งชี้หลักของความเร็วของสวิตช์นั้นอธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าเฟรมดังกล่าวสร้างโหมดการทำงานที่ยากที่สุดสำหรับสวิตช์เสมอเมื่อเทียบกับเฟรมที่มีรูปแบบอื่นซึ่งมีปริมาณงานเท่ากันของข้อมูลผู้ใช้ที่ถ่ายโอน . ดังนั้น เมื่อทำการทดสอบสวิตช์ โหมดความยาวเฟรมต่ำสุดจึงถูกใช้เป็นการทดสอบที่ยากที่สุด ซึ่งควรตรวจสอบความสามารถของสวิตช์ในการทำงานร่วมกับพารามิเตอร์การรับส่งข้อมูลที่แย่ที่สุดสำหรับสวิตช์นั้น นอกจากนี้ สำหรับแพ็กเก็ตที่มีความยาวต่ำสุด ความเร็วในการกรองและส่งต่อจะมีค่าสูงสุด ซึ่งไม่ได้มีความสำคัญเพียงเล็กน้อยเมื่อโฆษณาสวิตช์

ปริมาณงานของสวิตช์วัดจากจำนวนข้อมูลผู้ใช้ที่ส่งต่อหน่วยเวลาผ่านพอร์ตของสวิตช์ เนื่องจากสวิตช์ทำงานที่ชั้นลิงก์ ข้อมูลผู้ใช้สำหรับสวิตช์นี้คือข้อมูลที่ดำเนินการในช่องข้อมูลของเฟรมของโปรโตคอลเลเยอร์ลิงก์ - อีเธอร์เน็ต, โทเค็นริง, FDDI เป็นต้น ค่าสูงสุดของปริมาณงานสวิตช์จะบรรลุผลในเฟรมที่มีความยาวสูงสุดเสมอ เนื่องจากในกรณีนี้ ส่วนแบ่งของต้นทุนค่าโสหุ้ยสำหรับข้อมูลค่าโสหุ้ยของเฟรมจะต่ำกว่าเฟรมที่มีความยาวต่ำสุด และเวลาสำหรับสวิตช์อย่างมาก เพื่อดำเนินการประมวลผลเฟรมต่อหนึ่งไบต์ของข้อมูลผู้ใช้จะเล็กลงอย่างมาก

ตัวอย่างของโปรโตคอลอีเทอร์เน็ตที่ขึ้นอยู่กับอัตราการส่งข้อมูลของสวิตช์ตามขนาดของเฟรมที่ส่ง ซึ่งเมื่อส่งเฟรมที่มีความยาวขั้นต่ำ อัตราการส่งข้อมูล 14880 เฟรมต่อวินาทีและปริมาณงาน 5.48 Mbps และเมื่อส่งเฟรมที่มีความยาวสูงสุด อัตราการส่งข้อมูล 812 เฟรมต่อวินาที และแบนด์วิดท์ 9.74 Mbps ปริมาณงานลดลงเกือบครึ่งหนึ่งเมื่อเปลี่ยนไปใช้เฟรมที่มีความยาวขั้นต่ำ โดยไม่คำนึงถึงเวลาที่สูญเสียไปในการประมวลผลเฟรมด้วยสวิตช์

ความล่าช้าในการส่งเฟรมจะวัดตามเวลาที่ผ่านไปจากช่วงเวลาที่ไบต์แรกของเฟรมมาถึงพอร์ตอินพุตของสวิตช์ จนถึงช่วงเวลาที่ไบต์นี้มาถึงพอร์ตเอาต์พุตของสวิตช์ เวลาแฝงคือผลรวมของเวลาที่ใช้ในการบัฟเฟอร์ไบต์ของเฟรม เช่นเดียวกับเวลาที่ใช้ในการประมวลผลเฟรมโดยสวิตช์ - ค้นหาตารางที่อยู่ ตัดสินใจว่าจะกรองหรือส่งต่อ และเข้าถึงสื่อพอร์ตขาออก .

ปริมาณของความล่าช้าที่แนะนำโดยสวิตช์ขึ้นอยู่กับโหมดการทำงาน หากทำการสลับ "ทันที" ความล่าช้ามักจะน้อยและอยู่ในช่วงตั้งแต่ 10 μs ถึง 40 μs และด้วยการบัฟเฟอร์แบบเต็มเฟรม - ตั้งแต่ 50 μs ถึง 200 μs (สำหรับเฟรมที่มีความยาวต่ำสุด)

สวิตช์เป็นอุปกรณ์แบบหลายพอร์ต ดังนั้นจึงเป็นเรื่องปกติที่จะให้คุณลักษณะทั้งหมดข้างต้น (ยกเว้นการหน่วงเวลาการส่งเฟรม) ในสองเวอร์ชัน ตัวเลือกแรกคือประสิทธิภาพโดยรวมของสวิตช์พร้อมการรับส่งข้อมูลพร้อมกันผ่านพอร์ตทั้งหมด ตัวเลือกที่สองคือประสิทธิภาพต่อหนึ่งพอร์ต

เนื่องจากมีการรับส่งข้อมูลพร้อมกันหลายพอร์ต จึงมีตัวเลือกการรับส่งข้อมูลจำนวนมากซึ่งแตกต่างกันในขนาดของเฟรมในสตรีม การกระจายของความเข้มเฉลี่ยของเฟรมสตรีมระหว่างพอร์ตปลายทาง ค่าสัมประสิทธิ์การแปรผันของความเข้มของ สตรีมเฟรม ฯลฯ เป็นต้น เมื่อเปรียบเทียบสวิตช์ในแง่ของประสิทธิภาพ จำเป็นต้องคำนึงถึงรูปแบบการรับส่งข้อมูลที่ได้รับข้อมูลประสิทธิภาพที่เผยแพร่

ประเมินประสิทธิภาพโดยรวมที่ต้องการของสวิตช์

ตามหลักการแล้ว สวิตช์ที่ติดตั้งในเครือข่ายจะส่งเฟรมระหว่างโหนดที่เชื่อมต่อกับพอร์ตในอัตราที่โหนดสร้างเฟรมเหล่านี้ โดยไม่ทำให้เกิดความล่าช้าเพิ่มเติมและไม่ทำให้เฟรมเดียวหายไป ในทางปฏิบัติ สวิตช์จะทำให้เกิดความล่าช้าในการส่งเฟรมเสมอ และอาจสูญเสียบางเฟรม กล่าวคือไม่ส่งไปยังปลายทาง เนื่องจากความแตกต่างในการจัดระเบียบภายในของโมเดลสวิตช์ต่างๆ เป็นเรื่องยากที่จะคาดการณ์ว่าสวิตช์เฉพาะจะส่งเฟรมของรูปแบบการรับส่งข้อมูลเฉพาะอย่างไร เกณฑ์ที่ดีที่สุดยังคงเป็นแนวทางปฏิบัติเมื่อวางสวิตช์ในเครือข่ายจริง และวัดความล่าช้าที่เกิดขึ้นและจำนวนเฟรมที่สูญหาย

นอกเหนือจากปริมาณงานขององค์ประกอบสวิตช์แต่ละตัว เช่น ตัวประมวลผลพอร์ตหรือบัสทั่วไป ประสิทธิภาพของสวิตช์ยังได้รับผลกระทบจากพารามิเตอร์ เช่น ขนาดของตารางที่อยู่และขนาดของบัฟเฟอร์ทั่วไปหรือบัฟเฟอร์พอร์ตแต่ละรายการ

ขนาดตารางที่อยู่

ความจุตารางที่อยู่สูงสุดจะกำหนดจำนวนที่อยู่ MAC สูงสุดที่สวิตช์สามารถจัดการได้ในเวลาเดียวกัน เนื่องจากสวิตช์ส่วนใหญ่มักใช้หน่วยประมวลผลเฉพาะที่มีหน่วยความจำของตัวเองในการจัดเก็บอินสแตนซ์ของตารางที่อยู่เพื่อดำเนินการของแต่ละพอร์ต ขนาดของตารางที่อยู่สำหรับสวิตช์จึงมักจะถูกกำหนดต่อพอร์ต อินสแตนซ์ของตารางที่อยู่ของโมดูลตัวประมวลผลที่แตกต่างกันไม่จำเป็นต้องมีข้อมูลที่อยู่เหมือนกัน เป็นไปได้มากว่าจะไม่มีที่อยู่ซ้ำกันมากนัก เว้นแต่ว่าการกระจายการรับส่งข้อมูลของแต่ละพอร์ตจะเท่ากันอย่างสมบูรณ์ในพอร์ตอื่นๆ แต่ละพอร์ตจะเก็บเฉพาะชุดที่อยู่ที่เพิ่งใช้ไป

ค่าของจำนวนที่อยู่ MAC สูงสุดที่ตัวประมวลผลพอร์ตสามารถจดจำได้ขึ้นอยู่กับการใช้งานสวิตช์ สวิตช์เวิร์กกรุ๊ปมักจะสนับสนุนที่อยู่เพียงไม่กี่รายการต่อพอร์ต เนื่องจากได้รับการออกแบบมาเพื่อสร้างไมโครเซกเมนต์ สวิตช์แผนกต้องรองรับที่อยู่หลายร้อยรายการ และแกนหลักของเครือข่ายสลับได้มากถึงหลายพันที่อยู่ โดยทั่วไปแล้ว 4K ถึง 8K

ความจุของตารางที่อยู่ไม่เพียงพออาจทำให้สวิตช์ช้าลงและทำให้เครือข่ายล้นด้วยการรับส่งข้อมูลที่มากเกินไป หากตารางที่อยู่ของตัวประมวลผลพอร์ตเต็ม และพบที่อยู่ต้นทางใหม่ในแพ็กเก็ตขาเข้า ตารางนั้นจะต้องขับไล่ที่อยู่เก่าออกจากตารางและวางที่อยู่ใหม่แทน การดำเนินการนี้จะใช้เวลาบางส่วนจากโปรเซสเซอร์ แต่การสูญเสียประสิทธิภาพหลักจะถูกสังเกตเมื่อเฟรมมาถึงพร้อมที่อยู่ปลายทางที่ต้องถูกลบออกจากตารางที่อยู่ เนื่องจากไม่ทราบที่อยู่ปลายทางของเฟรม สวิตช์จึงต้องส่งต่อเฟรมไปยังพอร์ตอื่นทั้งหมด การดำเนินการนี้จะสร้างงานที่ไม่จำเป็นสำหรับตัวประมวลผลพอร์ตจำนวนมาก นอกจากนี้ สำเนาของเฟรมนี้ก็จะตกบนเซ็กเมนต์เครือข่ายที่เป็นตัวเลือกโดยสมบูรณ์

ผู้ผลิตสวิตช์บางรายแก้ปัญหานี้โดยเปลี่ยนอัลกอริทึมสำหรับจัดการเฟรมด้วยที่อยู่ปลายทางที่ไม่รู้จัก พอร์ตสวิตช์หนึ่งพอร์ตได้รับการกำหนดค่าเป็นพอร์ตลำตัว ซึ่งเฟรมทั้งหมดที่มีที่อยู่ที่ไม่รู้จักจะถูกส่งไปตามค่าเริ่มต้น ในเราเตอร์ เทคนิคนี้ใช้มาเป็นเวลานาน ช่วยให้คุณลดขนาดของตารางที่อยู่ในเครือข่ายที่จัดตามหลักการแบบลำดับชั้น

การส่งเฟรมไปยังพอร์ตลำตัวขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงที่ว่าพอร์ตนี้เชื่อมต่อกับสวิตช์อัปสตรีมซึ่งมีความจุตารางที่อยู่เพียงพอและรู้ว่าจะส่งเฟรมไปที่ใด ตัวอย่างของการส่งเฟรมที่ประสบความสำเร็จโดยใช้พอร์ตลำตัวแสดงในรูปที่ 4.1 สวิตช์ระดับบนสุดมีข้อมูลเกี่ยวกับโหนดเครือข่ายทั้งหมด ดังนั้นเฟรมที่มีที่อยู่ MAC3 ปลายทางซึ่งส่งผ่านพอร์ตลำตัวจึงส่งผ่านพอร์ต 2 ไปยังสวิตช์ที่โหนดที่มีที่อยู่ MAC3 เชื่อมต่ออยู่

รูปที่ 4.1 - การใช้พอร์ตลำตัวเพื่อส่งเฟรมที่มีปลายทางที่ไม่รู้จัก

แม้ว่าวิธี trunk port จะทำงานอย่างมีประสิทธิภาพในหลาย ๆ กรณี แต่ก็เป็นไปได้ที่จะจินตนาการถึงสถานการณ์ที่เฟรมจะสูญเสียไป สถานการณ์ดังกล่าวแสดงไว้ในรูปที่ 4.2 สวิตช์ชั้นล่างได้นำที่อยู่ MAC8 ที่เชื่อมต่อกับพอร์ต 4 ออกจากตารางที่อยู่เพื่อให้มีที่ว่างสำหรับที่อยู่ MAC3 ใหม่ เมื่อเฟรมมาถึงด้วยที่อยู่ปลายทาง MAC8 สวิตช์จะส่งต่อไปยังพอร์ตลำตัว 5 ซึ่งเฟรมจะเข้าสู่สวิตช์ระดับบน สวิตช์นี้เห็นจากตารางที่อยู่ว่าที่อยู่ MAC8 เป็นของพอร์ต 1 ซึ่งสวิตช์ดังกล่าวจะเข้าสู่สวิตช์ ดังนั้น เฟรมจะไม่ถูกประมวลผลเพิ่มเติมและถูกกรองออกอย่างง่ายๆ ดังนั้นจึงไปไม่ถึงปลายทาง ดังนั้นจึงมีความน่าเชื่อถือมากกว่าที่จะใช้สวิตช์ที่มีจำนวนตารางที่อยู่ที่เพียงพอสำหรับแต่ละพอร์ต เช่นเดียวกับการรองรับตารางที่อยู่ทั่วไปโดยโมดูลการจัดการสวิตช์

รูปที่ 4.2 - การสูญเสียเฟรมเมื่อใช้พอร์ตลำตัว

ขนาดบัฟเฟอร์

หน่วยความจำบัฟเฟอร์ภายในของสวิตช์จำเป็นในการจัดเก็บเฟรมข้อมูลชั่วคราว ในกรณีที่ไม่สามารถส่งเฟรมข้อมูลไปยังพอร์ตเอาต์พุตได้ทันที บัฟเฟอร์ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้คลื่นจราจรในระยะสั้นราบรื่น ท้ายที่สุด แม้ว่าการรับส่งข้อมูลจะมีความสมดุลและประสิทธิภาพของตัวประมวลผลพอร์ต เช่นเดียวกับองค์ประกอบการประมวลผลอื่น ๆ ของสวิตช์ ก็เพียงพอที่จะถ่ายโอนค่าการรับส่งข้อมูลโดยเฉลี่ย สิ่งนี้ไม่ได้รับประกันว่าประสิทธิภาพของมันจะเพียงพอสำหรับจุดสูงสุดที่สูงมาก ค่าโหลด ตัวอย่างเช่น การรับส่งข้อมูลสามารถมาถึงพร้อมกันที่อินพุตสวิตช์ทั้งหมดเป็นเวลาหลายสิบมิลลิวินาที ป้องกันไม่ให้ส่งเฟรมที่ได้รับไปยังพอร์ตเอาต์พุต

เพื่อป้องกันการสูญเสียเฟรมเมื่อความเข้มของการรับส่งข้อมูลเฉลี่ยเกินค่าเฉลี่ยในช่วงเวลาสั้น ๆ (และสำหรับเครือข่ายท้องถิ่นมักพบค่าระลอกคลื่นของการรับส่งข้อมูลในช่วง 50-100) วิธีแก้ไขเพียงอย่างเดียวคือบัฟเฟอร์ขนาดใหญ่ ในกรณีของตารางที่อยู่ โมดูลโปรเซสเซอร์แต่ละพอร์ตมักจะมีหน่วยความจำบัฟเฟอร์ของตัวเองสำหรับจัดเก็บเฟรม ยิ่งหน่วยความจำนี้มีจำนวนมากขึ้นเท่าไร โอกาสที่เฟรมจะเสียระหว่างความแออัดก็จะยิ่งน้อยลง แม้ว่าค่าเฉลี่ยของการรับส่งข้อมูลจะไม่สมดุล บัฟเฟอร์จะยังคงล้นไม่ช้าก็เร็ว

โดยปกติ สวิตช์ที่ออกแบบมาเพื่อทำงานในส่วนสำคัญของเครือข่ายจะมีหน่วยความจำบัฟเฟอร์หลายสิบหรือหลายร้อยกิโลไบต์ต่อพอร์ต เป็นการดีที่หน่วยความจำบัฟเฟอร์นี้สามารถจัดสรรใหม่ได้ระหว่างหลายพอร์ต เนื่องจากการโอเวอร์โหลดพร้อมกันบนหลายพอร์ตไม่น่าจะเป็นไปได้ คุณลักษณะด้านความปลอดภัยเพิ่มเติมอาจเป็นบัฟเฟอร์ทั่วไปสำหรับพอร์ตทั้งหมดในโมดูลการจัดการสวิตช์ บัฟเฟอร์ดังกล่าวมักจะมีขนาดหลายเมกะไบต์