В2: Техническая реализация и конструктивное исполнение коммутаторов.

Многопортовый коммутатор работает как многопортовый мост, то есть работает на канальном уровне, анализирует заголовки кадров, автоматически строит адресную таблицу и на основании этой таблицы направляет кадр в один из своих выходных портов или фильтрует его, удаляя из буфера.

Отличие коммутаторов от мостов заключается в параллельной обработке поступающих кадров. Для этого коммутатор должен иметь несколько внутренних процессоров для обработки кадров, каждый из которых выполняет алгоритм моста. Коммутатор предоставляет каждой станции или сегменту, подключенным к его портам, выделенную пропускную способность протокола.Современные коммутаторы строятся на основе одной или нескольких специализированной БИС.

Неблокирующийрежим в коммутаторах обеспечивается за счет быстродействующего узла для передачи кадров между микропроцессорами портов.

В основе такого узла может использоваться: • коммутационная матрица; • разделяемая многовходовая память; • общая шина.В одном коммутаторе возможна комбинация этих трех принципов построения быстродействующего узла.

Коммутаторы с общей шиной. Высокоскоростная шина связывает процессоры портов в режиме разделения времени. Условие неблокирующего режима: производительность шины должна быть не менее суммы производительностей всех портов коммутатора. Кадр передается по шине небольшими частями – ячейками, чтобы обеспечить псевдопараллельный режим. Размер ячейки часто выбирается 48 байт (как в ATM). Входной блок процессора помещает в ячейку тэг (номер порта назначения). Каждый выходной блок имеет фильтр тэгов, который отбирает только нужные тэги.

с общей шиной

с разделяемой памятью

Коммутатор с разделяемой памятью. Память имеет переключаемые входы и выходы. Входные блоки

процессоров передают менеджеру портов запросы на запись данных в очередь того порта, который соответствует адресу назначения пакета.

Три основных варианта конструктивного исполнения:

• автономные коммутаторы с фиксированным количеством входов;

• модульные коммутаторы на основе шасси;

• коммутаторы с фиксированным количеством входов, собираемые в стек.

Модульные коммутаторы на основе шасси используются, как правило, на магистрали сети. Эти коммутаторы имеют комбинированную схему, в которой модули взаимодействую через общую шину или разделяемую память. Шасси имеет резервные блоки питания и вентиляторы.

Стековые коммутаторы выполнены в отдельном корпусе и поэтому могут работать автономно. Однако в них предусмотрены специальные интерфейсы, которые позволяют объединять их в систему.Скорость передачи между модулями ограничена 200-400 Мбит/с из-за того, что расстояние между корпусами коммутаторов больше, чем между модулями на шасси. Стековые коммутаторы применяются для создания рабочих групп и отделов.