Благодаря использованию виртуальной коммутации каналов в коммутаторах локальной сети, они технически обеспечивают бесперебойную передачу данных между всеми входными и выходными портами, что позволяет осуществлять высокоскоростную передачу данных между портами без создания узких мест. Это значительно увеличивает пропускную способность информационных точек сети и оптимизирует всю сетевую систему. В данной статье рассматриваются пять основных задействованных технологий.
1. Программируемая ASIC (специализированная интегральная схема)
Это специализированная интегральная микросхема, разработанная специально для оптимизации коммутации на уровне 2. Это основная технология интеграции, используемая в современных сетевых решениях. На одной микросхеме можно интегрировать множество функций, что обеспечивает такие преимущества, как простота конструкции, высокая надежность, низкое энергопотребление, более высокая производительность и более низкая стоимость. Программируемые ASIC-микросхемы, широко используемые в коммутаторах локальных сетей, могут быть адаптированы производителями — или даже пользователями — под нужды приложений. Они стали одной из ключевых технологий в приложениях для коммутаторов локальных сетей.
2. Распределенный конвейер
Благодаря распределенной конвейерной обработке несколько распределенных механизмов пересылки могут быстро и независимо пересылать свои пакеты. В рамках одного конвейера несколько микросхем ASIC могут обрабатывать несколько кадров одновременно. Такая параллельность и конвейерная обработка выводят производительность пересылки на новый уровень, обеспечивая скорость передачи данных на уровне линии связи для одноадресного, широковещательного и многоадресного трафика на всех портах. Таким образом, распределенная конвейерная обработка является важным фактором повышения скорости коммутации в локальных сетях.
3. Динамически масштабируемая память
В современных коммутационных устройствах для локальных сетей высокая производительность и высокое качество работы часто зависят от интеллектуальной системы памяти. Технология динамически масштабируемой памяти позволяет коммутатору расширять объем памяти на лету в соответствии с требованиями трафика. В коммутаторах третьего уровня часть памяти напрямую связана с модулем пересылки, что позволяет добавлять больше интерфейсных модулей. По мере увеличения количества модулей пересылки соответствующая память расширяется. Благодаря конвейерной обработке на ASIC, буферы могут динамически формироваться для повышения эффективности использования памяти и предотвращения потери пакетов при больших объемах данных.
4. Усовершенствованные механизмы организации очередей
Независимо от мощности сетевого устройства, оно всё равно будет страдать от перегрузки в подключенных сегментах сети. Традиционно трафик на порту хранится в одной выходной очереди, обрабатываемой строго в порядке FIFO (первым пришел — первым обслужен) независимо от приоритета. Когда очередь заполняется, лишние пакеты отбрасываются; когда очередь увеличивается, задержка возрастает. Этот традиционный механизм организации очередей создает трудности для приложений реального времени и мультимедийных приложений.
Поэтому многие поставщики разработали передовые технологии организации очередей для поддержки дифференцированных услуг в сегментах Ethernet, одновременно контролируя задержку и дрожание сигнала. Они могут включать несколько уровней очередей на порт, что позволяет лучше дифференцировать уровни трафика. Мультимедийные пакеты и пакеты данных в реальном времени помещаются в очереди с высоким приоритетом, и благодаря взвешенной справедливой организации очередей эти очереди обрабатываются чаще — без полного игнорирования трафика с более низким приоритетом. Пользователи традиционных приложений не замечают изменений во времени отклика или пропускной способности, в то время как пользователи, работающие с критически важными по времени приложениями, получают своевременные ответы.
5. Автоматическая классификация транспортных средств
В сетевой передаче данных некоторые потоки важнее других. Коммутаторы локальных сетей третьего уровня начали внедрять технологию автоматической классификации трафика для различения различных типов и приоритетов трафика. Практика показывает, что с помощью автоматической классификации коммутаторы могут давать указания конвейеру обработки пакетов различать потоки, заданные пользователем, обеспечивая низкую задержку и высокоприоритетную пересылку. Это не только обеспечивает эффективный контроль и управление специальными потоками трафика, но и помогает предотвратить перегрузку сети.
Дата публикации: 20 ноября 2025 г.