[CF FIBERLINK] หลักการทำงานของการแลกเปลี่ยน คำอธิบายโดยละเอียด!

1. สวิตช์คืออะไร?

การแลกเปลี่ยน การสลับเป็นไปตามความต้องการของการส่งข้อมูล ข้อมูลที่จะถูกส่งโดยคู่มือหรืออุปกรณ์ไปยังเส้นทางที่สอดคล้องกันเพื่อตอบสนองความต้องการ สวิตช์สวิตช์แบบกว้างเป็นอุปกรณ์ชนิดหนึ่งที่ทำหน้าที่แลกเปลี่ยนข้อมูลในระบบสื่อสารอย่างสมบูรณ์ กระบวนการนี้เป็นการแลกเปลี่ยนเทียม แน่นอนว่าตอนนี้เราได้ทำให้สวิตช์ควบคุมด้วยโปรแกรมเป็นที่นิยมแล้ว กระบวนการแลกเปลี่ยนจะเป็นไปโดยอัตโนมัติ ในระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ แนวคิดของการแลกเปลี่ยนคือการปรับปรุงโหมดการทำงานที่ใช้ร่วมกัน เราได้แนะนำฮับ HUB เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ร่วมกันชนิดหนึ่ง HUB เองไม่สามารถระบุที่อยู่ได้เมื่อโฮสต์ LAN เดียวกันกับข้อมูลโฮสต์ B แพ็กเก็ตข้อมูลในเครือข่ายจะออกอากาศการส่งผ่านโดยแต่ละเทอร์มินัลผ่านข้อมูลการตรวจสอบข้อมูลที่อยู่เป่าโถว เพื่อกำหนดว่าจะรับหรือไม่ กล่าวคือ ในลักษณะการทำงานนี้ สามารถส่งเฟรมข้อมูลเพียงชุดเดียวบนเครือข่ายพร้อมกันได้ และหากเกิดการชนกัน คุณต้องลองอีกครั้ง วิธีนี้คือการแบ่งปันแบนด์วิธเครือข่าย สวิตช์มีแบ็คบัสแบนด์วิธที่สูงมากและมีเมทริกซ์การแลกเปลี่ยนภายใน พอร์ตทั้งหมดของสวิตช์ต่ออยู่กับบัสด้านหลัง หลังจากที่วงจรควบคุมได้รับแพ็คเก็ต พอร์ตประมวลผลจะค้นหาตารางควบคุมที่อยู่ในหน่วยความจำเพื่อกำหนด NIC (การ์ดเครือข่าย) ของ MAC (ที่อยู่ฮาร์ดแวร์ของการ์ดเครือข่าย) ไปยังพอร์ตปลายทางผ่านพอร์ตปลายทาง แลกเปลี่ยนโอกาส เพื่อ "เรียนรู้" ที่อยู่ใหม่และเพิ่มลงในตารางที่อยู่ภายใน การแลกเปลี่ยนและสวิตช์มีต้นกำเนิดมาจากระบบสื่อสารทางโทรศัพท์ (PSTN) ซึ่งตอนนี้เราเห็นในหนังเก่าแล้ว หัวหน้า (ผู้ใช้รับสาย) หยิบไมโครโฟนขึ้นมาสั่น สำนักเป็นแถวของเครื่องพันสายเต็ม สวมชุดหูฟัง call lady after รับข้อกำหนดการเชื่อมต่อ ใส่เธรดในทางออกที่สอดคล้องกัน สร้างการเชื่อมต่อสำหรับไคลเอนต์ทั้งสอง จนกระทั่งสิ้นสุดการโทร นอกจากนี้ยังสามารถ "แบ่งกลุ่ม" เครือข่าย โดยที่สวิตช์อนุญาตเฉพาะการรับส่งข้อมูลเครือข่ายที่จำเป็นผ่านสวิตช์เท่านั้น ด้วยการกรองและการส่งต่อสวิตช์ ทำให้สามารถแยก Broadcast Storm ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ลดการเกิดแพ็กเก็ตเท็จและแพ็กเก็ตที่ไม่ถูกต้อง และหลีกเลี่ยงข้อขัดแย้งที่ใช้ร่วมกัน สวิตช์สามารถถ่ายโอนข้อมูลระหว่างพอร์ตหลายคู่พร้อมกันได้ แต่ละพอร์ตถือได้ว่าเป็นส่วนเครือข่ายที่แยกจากกัน และอุปกรณ์เครือข่ายที่เชื่อมต่ออยู่เพียงลำพังจะเพลิดเพลินกับแบนด์วิธทั้งหมด โดยไม่ต้องแข่งขันกับอุปกรณ์อื่น เมื่อโหนด A ส่งข้อมูลไปยังโหนด D โหนด B จะสามารถส่งข้อมูลไปยังโหนด C ในเวลาเดียวกัน และการส่งข้อมูลทั้งสองจะเพลิดเพลินกับแบนด์วิธเต็มรูปแบบของเครือข่ายและมีการเชื่อมต่อเสมือนของตัวเอง หากใช้สวิตช์อีเทอร์เน็ต 10Mbps ที่นี่ ยอดหมุนเวียนรวมของสวิตช์จะเท่ากับ 210Mbps=20Mbps และการใช้ HUB ที่ใช้ร่วมกันที่ 10Mbps ยอดหมุนเวียนรวมของ HUB จะไม่เกิน 10Mbps กล่าวโดยสรุป สวิตช์เป็นอุปกรณ์เครือข่ายที่ใช้การระบุที่อยู่ MAC และสามารถทำหน้าที่ห่อหุ้มและส่งต่อแพ็กเก็ตข้อมูลได้อย่างสมบูรณ์ สวิตช์ได้"

2. สวิตช์มีหน้าที่อะไร?

"การแลกเปลี่ยน" เป็นคำที่ใช้บ่อยที่สุดบนอินเทอร์เน็ตในปัจจุบัน ตั้งแต่การเชื่อมโยงไปจนถึงเส้นทางไปยังตู้ ATM ไปจนถึงระบบโทรศัพท์ ซึ่งสามารถใช้ได้ ไม่ใช่ว่าการแลกเปลี่ยนที่แท้จริงคืออะไร ที่จริงแล้วคำว่า Exchange ปรากฏครั้งแรกในระบบโทรศัพท์ซึ่งหมายถึงการแลกเปลี่ยนสัญญาณเสียงระหว่างโทรศัพท์สองเครื่องที่แตกต่างกันและอุปกรณ์ที่ทำงานเสร็จคือสวิตช์โทรศัพท์ ดังนั้นตามที่ตั้งใจไว้เดิมการแลกเปลี่ยนเป็นเพียงแนวคิดทางเทคนิคนั่นคือการส่งต่อสัญญาณจากทางเข้าอุปกรณ์ไปยังทางออกให้เสร็จสมบูรณ์ ดังนั้นอุปกรณ์ทั้งหมดตราบเท่าที่มีอยู่และตรงตามคำจำกัดความอาจเรียกว่าอุปกรณ์สวิตชิ่ง ดังนั้น "การแลกเปลี่ยน" จึงเป็นคำกว้างๆ ที่จริงๆ แล้วหมายถึงอุปกรณ์บริดจ์เมื่อมันถูกใช้เพื่ออธิบายเลเยอร์ที่สองของเครือข่ายข้อมูล และอุปกรณ์กำหนดเส้นทางเมื่อมันถูกใช้เพื่ออธิบายอุปกรณ์ของเลเยอร์ที่สามของเครือข่ายข้อมูล . สวิตช์อีเธอร์เน็ตที่เรามักพูดถึงนั้นเป็นอุปกรณ์เครือข่ายชั้นสองหลายพอร์ตที่ใช้เทคโนโลยีบริดจ์ ซึ่งให้เวลาแฝงต่ำและการเข้าถึงค่าใช้จ่ายต่ำสำหรับการส่งต่อเฟรมข้อมูลจากพอร์ตหนึ่งไปยังอีกพอร์ตหนึ่ง ดังนั้น ควรมีเมทริกซ์การแลกเปลี่ยนภายในแกนกลางของสวิตช์ที่ให้เส้นทางสำหรับการสื่อสารระหว่างสองพอร์ตใดๆ หรือบัสแลกเปลี่ยนที่รวดเร็วเพื่อส่งเฟรมข้อมูลที่ได้รับจากพอร์ตใดๆ จากพอร์ตอื่นๆ ในอุปกรณ์ที่ใช้งานได้จริง ฟังก์ชันของ Exchange Matrix มักจะเสร็จสิ้นโดยชิปเฉพาะทาง (ASIC) นอกจากนี้ สวิตช์อีเธอร์เน็ตในแนวคิดการออกแบบมีข้อสันนิษฐานที่สำคัญ กล่าวคือการแลกเปลี่ยนความเร็วหลักนั้นรวดเร็วมาก ดังนั้นข้อมูลการรับส่งข้อมูลขนาดใหญ่โดยปกติจะไม่ทำให้เกิดความแออัด กล่าวคือ ความสามารถในการแลกเปลี่ยนสัมพันธ์กับข้อมูลและ อนันต์ (ในทางตรงกันข้าม สวิตช์ ATM ในแนวคิดการออกแบบคือ ความสามารถในการแลกเปลี่ยนที่สัมพันธ์กับข้อมูลนั้นมีจำกัด) แม้ว่าสวิตช์อีเธอร์เน็ตเทียร์ 2 จะใช้บริดจ์แบบหลายพอร์ต แต่สวิตช์ก็มีคุณสมบัติที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้น ซึ่งไม่เพียงแต่เป็นวิธีที่ดีที่สุดในการรับแบนด์วิธที่มากขึ้นเท่านั้น แต่ยังทำให้เครือข่ายจัดการได้ง่ายขึ้นอีกด้วย

3 แอปพลิเคชันสวิตช์

ในฐานะที่เป็นอุปกรณ์เชื่อมต่อหลักของ LAN สวิตช์อีเธอร์เน็ตได้กลายเป็นหนึ่งในอุปกรณ์เครือข่ายที่ได้รับความนิยมมากที่สุด ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีการแลกเปลี่ยนอย่างต่อเนื่อง ราคาของสวิตช์อีเทอร์เน็ตจึงลดลงอย่างรวดเร็ว และการแลกเปลี่ยนกับเดสก์ท็อปถือเป็นแนวโน้มทั่วไป หากอีเทอร์เน็ตของคุณมีผู้ใช้จำนวนมาก แอปพลิเคชันที่ไม่ว่าง และเซิร์ฟเวอร์ที่หลากหลาย และคุณไม่ได้ทำการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างใดๆ ประสิทธิภาพเครือข่ายทั้งหมดอาจต่ำมาก วิธีแก้ปัญหาหนึ่งคือการเพิ่มสวิตช์ 10 / 100Mbps ไปยังอีเธอร์เน็ต ซึ่งไม่เพียงแต่สามารถรองรับสตรีมข้อมูลอีเทอร์เน็ตปกติที่ 10Mbps เท่านั้น แต่ยังรองรับการเชื่อมต่ออีเทอร์เน็ตที่รวดเร็วที่ 100Mbps อีกด้วย หากการใช้งานเครือข่ายเกิน 40% และอัตราการชนกันมากกว่า 10% สวิตช์สามารถช่วยคุณแก้ปัญหาได้เล็กน้อย สวิตช์ที่มีพอร์ตอีเธอร์เน็ตความเร็วสูง 100Mbps และพอร์ตอีเธอร์เน็ต 10Mbps สามารถทำงานได้ในแบบฟูลดูเพล็กซ์ โดยมีการเชื่อมต่อเฉพาะตั้งแต่ 20Mbps ถึง 200Mbps ไม่เพียงแต่ฟังก์ชันของสวิตช์จะแตกต่างกันในสภาพแวดล้อมเครือข่ายที่แตกต่างกัน แต่ยังรวมถึงผลกระทบของการเพิ่มสวิตช์ใหม่และสวิตช์ที่มีอยู่ในสภาพแวดล้อมเครือข่ายเดียวกันด้วย การทำความเข้าใจและควบคุมโหมดการรับส่งข้อมูลของเครือข่ายอย่างถ่องแท้ถือเป็นปัจจัยที่สำคัญมากในบทบาทของสวิตช์ เนื่องจากวัตถุประสงค์ของการใช้สวิตช์นั้นเป็นไปได้เพื่อลดและกรองการไหลของข้อมูลในเครือข่าย ดังนั้นหากสวิตช์ในเครือข่ายเนื่องจากตำแหน่งการติดตั้งที่ไม่เหมาะสม เกือบจะจำเป็นต้องส่งต่อแพ็กเก็ตที่ได้รับทั้งหมด สวิตช์ไม่สามารถมีบทบาทเป็น การเพิ่มประสิทธิภาพเครือข่าย แต่ลดความเร็วในการรับส่งข้อมูล ทำให้เครือข่ายล่าช้ามากขึ้น นอกจากตำแหน่งการติดตั้งแล้ว อาจส่งผลเสียหากเพิ่มสวิตช์แบบสุ่มสี่สุ่มห้าในเครือข่ายที่มีโหลดต่ำและข้อมูลต่ำ เนื่องจากได้รับอิทธิพลจากเวลาในการประมวลผลของแพ็กเก็ต ขนาดบัฟเฟอร์ของสวิตช์ และความจำเป็นในการสร้างแพ็กเก็ตใหม่ การใช้ HUB แบบธรรมดาจะดีกว่าในกรณีนี้ ดังนั้นเราจึงไม่สามารถคิดง่ายๆ ว่าสวิตช์มีข้อได้เปรียบเหนือ HUB โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเครือข่ายของผู้ใช้ไม่แออัดและมีพื้นที่ว่างมากมาย การใช้ HUB สามารถใช้ประโยชน์จากทรัพยากรที่มีอยู่ของเครือข่ายได้อย่างเต็มที่

4. สามโหมดการสลับของสวิตช์

1. แบบตรง (ตัดทะลุ)
สวิตช์อีเธอร์เน็ตในโหมดตรงสามารถเข้าใจได้ว่าเป็นสวิตช์โทรศัพท์แบบไลน์เมทริกซ์ระหว่างพอร์ต เมื่อพอร์ตอินพุตตรวจพบแพ็คเกจข้อมูล มันจะตรวจสอบส่วนหัวของแพ็คเกจ รับที่อยู่เป้าหมายของแพ็คเกจ เริ่มตารางการค้นหาแบบไดนามิกภายในเพื่อแปลงเป็นพอร์ตเอาต์พุตที่สอดคล้องกัน เชื่อมต่อที่จุดตัดของอินพุตและเอาต์พุต และ เชื่อมต่อแพ็กเก็ตข้อมูลเข้ากับพอร์ตที่เกี่ยวข้องเพื่อรับฟังก์ชั่นการแลกเปลี่ยน เนื่องจากไม่จำเป็นต้องใช้พื้นที่เก็บข้อมูล ความล่าช้าจึงน้อยมากและการแลกเปลี่ยนทำได้รวดเร็วมาก ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบ ข้อเสียคือเนื่องจากเนื้อหาแพ็กเก็ตไม่ได้รับการบันทึกโดยสวิตช์อีเธอร์เน็ต จึงไม่สามารถตรวจสอบได้ว่าแพ็กเก็ตที่ส่งนั้นไม่ถูกต้องและไม่สามารถให้ความสามารถในการตรวจจับข้อผิดพลาดได้ เนื่องจากไม่มีแคช พอร์ตอินพุต / เอาท์พุตที่มีอัตราต่างกันจึงไม่สามารถเชื่อมต่อโดยตรงและแพ็กเก็ตสูญหายได้ง่าย

2. การจัดเก็บและการส่งต่อ (Store & Forward)
โหมดการจัดเก็บและการส่งต่อเป็นวิธีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านเครือข่ายคอมพิวเตอร์ โดยจะจัดเก็บแพ็กเก็ตของพอร์ตอินพุตก่อน จากนั้นจึงดำเนินการตรวจสอบ CRC (การตรวจสอบรหัสซ้ำซ้อนแบบวน) หลังจากประมวลผลแพ็กเก็ตข้อผิดพลาด ที่อยู่เป้าหมายของแพ็กเก็ตจะถูกลบออก และส่งแพ็กเก็ตไปยังพอร์ตเอาต์พุตผ่านตารางการค้นหา ด้วยเหตุนี้โหมดการจัดเก็บและการส่งต่อจึงมีความล่าช้าอย่างมากในการประมวลผลข้อมูลซึ่งเป็นข้อบกพร่อง แต่สามารถตรวจจับแพ็กเก็ตข้อมูลที่เข้าสู่สวิตช์และปรับปรุงประสิทธิภาพของเครือข่ายได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสามารถรองรับการแปลงระหว่างพอร์ตด้วยความเร็วที่แตกต่างกัน โดยรักษาการประสานงานระหว่างพอร์ตความเร็วสูงและพอร์ตความเร็วต่ำ

3. การแยกส่วน (Fragment Free)
นี่เป็นวิธีแก้ปัญหาที่อยู่ระหว่างสองข้อแรก จะตรวจสอบว่าแพ็กเก็ตมีขนาด 64 ไบต์หรือไม่ และหากน้อยกว่า 64 ไบต์ แสดงว่าเป็นเท็จ หากมีขนาดเกิน 64 ไบต์ แพ็กเก็ตจะถูกส่งไป วิธีการนี้ไม่มีการยืนยันข้อมูลด้วย ความเร็วในการประมวลผลข้อมูลเร็วกว่าโหมดการจัดเก็บและการส่งต่อ แต่ช้ากว่าโหมดตรง

5 สลับการจำแนกประเภท

โดยทั่วไปสวิตช์จะแบ่งออกเป็นสองประเภท: สวิตช์ WAN และสวิตช์ LAN สวิตช์ WAN ส่วนใหญ่จะใช้ในด้านโทรคมนาคม ซึ่งเป็นแพลตฟอร์มพื้นฐานสำหรับการสื่อสาร และสวิตช์ LAN ถูกนำไปใช้กับเครือข่ายท้องถิ่นเพื่อเชื่อมต่ออุปกรณ์ปลายทาง เช่น พีซีและเครื่องพิมพ์เครือข่าย จากสื่อการส่งและความเร็วในการส่งสามารถแบ่งออกเป็นสวิตช์อีเธอร์เน็ต, สวิตช์อีเธอร์เน็ตที่รวดเร็ว, สวิตช์กิกะบิตอีเธอร์เน็ต, สวิตช์ FDDI, สวิตช์ ATM และสวิตช์โทเค็นริง จากแอปพลิเคชันขนาด สามารถแบ่งออกเป็นสวิตช์ระดับองค์กร สวิตช์ระดับแผนก และสวิตช์คณะทำงาน ขนาดของแต่ละผู้ผลิตไม่เหมือนกันทั้งหมด โดยทั่วไปแล้ว สวิตช์ระดับองค์กรจะเป็นประเภทแร็ค ในขณะที่สวิตช์ระดับแผนกอาจเป็นประเภทแร็ค (หมายเลขสล็อตน้อยกว่า) หรือประเภทการกำหนดค่าคงที่ ในขณะที่สวิตช์ระดับกลุ่มทำงานเป็นประเภทการกำหนดค่าคงที่ (ฟังก์ชันที่ค่อนข้างง่าย) ในทางกลับกัน จากมุมมองของขนาดแอปพลิเคชัน เช่น สวิตช์หลัก สวิตช์สำหรับองค์กรขนาดใหญ่ที่มีจุดข้อมูลมากกว่า 500 จุดเป็นสวิตช์ระดับองค์กร สวิตช์สำหรับองค์กรขนาดกลางที่มีจุดข้อมูลต่ำกว่า 300 จุดเป็นสวิตช์ระดับแผนก และสวิตช์ภายใน 100 ข้อมูล จุดคือสวิตช์ระดับกลุ่มทำงาน

6 ฟังก์ชั่นสวิตช์

หน้าที่หลักของสวิตช์ได้แก่
ไซต์ทางกายภาพ
โครงสร้างโทโพโลยีเครือข่าย
ตรวจสอบข้อผิดพลาด
ลำดับเฟรมและการควบคุมการไหล
VLAN (แลนเสมือน)
การเชื่อมโยงการบรรจบกัน
ไฟร์วอลล์
นอกจากจะสามารถเชื่อมต่อกับเครือข่ายประเภทเดียวกันแล้ว สวิตช์ยังสามารถเชื่อมต่อระหว่างเครือข่ายประเภทต่างๆ ได้ (เช่น อีเธอร์เน็ต และ Fast Ethernet) สวิตช์จำนวนมากในปัจจุบันสามารถจัดเตรียมพอร์ตการเชื่อมต่อความเร็วสูงที่รองรับอีเทอร์เน็ตความเร็วสูงหรือ FDDI ฯลฯ เพื่อเชื่อมต่อกับสวิตช์อื่นๆ ในเครือข่าย หรือเพื่อให้แบนด์วิดท์เพิ่มเติมสำหรับเซิร์ฟเวอร์สำคัญที่มีการใช้แบนด์วิธขนาดใหญ่ โดยทั่วไป แต่ละพอร์ตของสวิตช์จะใช้ในการเชื่อมต่อส่วนเครือข่ายที่แยกจากกัน แต่บางครั้งเพื่อให้เข้าถึงได้เร็วยิ่งขึ้น เราสามารถเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เครือข่ายที่สำคัญบางเครื่องเข้ากับพอร์ตสวิตช์ได้โดยตรง ด้วยวิธีนี้ เซิร์ฟเวอร์หลักและผู้ใช้หลักของเครือข่ายจะมีความเร็วในการเข้าถึงที่เร็วขึ้น และรองรับการรับส่งข้อมูลที่มากขึ้น

เกี่ยวกับเรา