Технология реализации сетевых коммутаторов (шина, коммутационная матрица, на основе шасси).

Технология реализации коммутаторов зависит от вариантов архитектуры коммутаторов. Различают 3 варианта архитектуры коммутаторов:

1) На основе коммутационной матрицы (cross-bar) – основной и самый быстрый способ взаимодействия процессоров портов. Данный способ был реализован в первых промышленных коммутаторах. На рис. показана блок-схема коммутатора с архитектурой, используемой для поочередного соединения пар портов. В любой момент такой коммутатор может обеспечить организацию только одного соединения (пара портов). При невысоком уровне трафика не требуется хранение данных в памяти перед отправкой в порт назначения. Однако коммутаторы cross-bar требуют буферизации на входе от каждого порта, поскольку в случае использования единственного возможного соединения коммутатор блокируется (рис.). Несмотря на малую стоимость и высокую скорость продвижения на рынок, коммутаторы класса cross-bar слишком примитивны для эффективной трансляции между низкоскоростными интерфейсами Ethernet или Token Ring и высокоскоростными портами ATM и FDDI.

2) С разделяемой многовходовой памятью (shared memory) – имеют общий входной буфер для всех портов. Не требуют организации специальной внутренней магистрали для передачи данных между портами, что обеспечивает им более низкую цену по сравнению с коммутаторами на базе высокоскоростной внутренней шины.

3) На основе общей высокоскоростной шины (backplane) – используют для связи процессоров портов высокоскоростную шину, используемую в режиме разделения времени. После того, как данные преобразуются в приемлемый для передачи по шине формат, они помещаются на шину и далее передаются в порт назначения.

Для того чтобы шина не была узким местом коммутатора, ее производительность должна быть, по крайней мере, в n/2 раз выше скорости поступления данных во входные блоки процессоров портов. Шина может обеспечивать одновременную передачу потока данных от всех портов, такие коммутаторы часто называют «неблокируемыми» (non-blocking), т.е. они не создают пробок на пути передачи данных.