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工业交换机的转发方式

信息来源:本站 日期:2016-04-05 

1、存储转发交换(Store-and-Forward)

运行在存储转发模式下的工业交换机在发送信息前要把整帧数据读入内存并检查其正确性。尽管采用这种方式比采用直通方式更花时间,但采用这种方式可以存储转发数据,从而保证其准确性。由于运行在存储转发模式下的工业交换机不传播错误数据,因而更适合大型局域网。存储转发模式有两大主要特征区别于直通转发模式:



2、差错控制:

使用存储转发技术的工业交换机对进入帧进行差错控制。在进入端口接收完整一帧之后,工业交换机将数据报最后一个字段的帧校验序列(frame check sequence, FCS)与自己的FCS进行比较。FCS校验过程用以帮助确保帧没有物理及数据链路错误,如果该帧校验正确,则工业交换机转发。否则,丢弃。


3、自动缓存:

存储转发工业交换机通过进入端口缓存,支持不同速率以太网的混合连接。例如,接收到一个以1Gb/s速率发出的帧,转发至百兆以太网端口,就需要使用存储转发方式。当进入与输出端口速率不匹配时,工业交换机将整帧内容放入缓存中,计算FCS校验,转发至输出缓存之后将帧发出。

4、直通交换(Cut-Through)

直通交换的一个优势是比存储转发技术更为快速。采用直通模式的工业交换机会在接收完整个数据包之前就读取帧头,并决定把数据发往哪个端口。不用缓存数据也不用检查数据的完整性。这种交换方式有两大特点:快速帧转发以及无效帧处理。


5、快速帧转发:

如下图所示,一旦工业交换机在MAC地址表中查找到目的MAC地址,就立刻做出转发决定。而无需等待帧的剩余部分进入端口再做出转发决定。


使用直通方式的工业交换机能够快速决定是否有必要检查帧头的更多部分,以针对额外的过滤目的。例如,工业交换机可以检查前14个字节(源MAC地址,目的MAC,以太网类型字段),以及对之后的40字节进行检查,以实现IPv4三层和四层相关功能。


6、无效帧处理:

对于大多数无效帧,直通方式工业交换机并不将其丢弃。错误帧被转发至其他网段。如果网络中出现高差错率(无效帧),直通交换可能会对带宽造成不利影响,损坏以及无效帧会造成带宽拥塞。在拥塞情况下,这种工业交换机必须像存储转发工业交换机那样缓存。

7、无碎片转发(Fragment Free)

无碎片转发是直通方式的一种改进模式。工业交换机转发之前检查帧是否大于64字节(小于则丢弃),以保证没有碎片帧。无碎片方式比直通方式拥有更好的差错检测,而实际上没有增加延时。它比较适合于高性能计算应用,即进程到进程延时小于10毫秒的应用场景。

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