Неблокирующие коммутаторы

Когда говорят, что коммутатор может поддерживать устойчивый неблокирующий режим работы коммутатора, то имеют в виду, что коммутатор передает кадры со скоростью их поступления в течение произвольного промежутка времени. Для обеспечения подобного режима нужно таким образом распределить потоки кад­ров по выходным портам, чтобы: во-первых, порты справлялись с нагрузкой, во- вторых, коммутатор мог всегда в среднем передать на выходы столько кадров, сколько их поступило на входы. Если же входной поток кадров (просуммиро­ванный по всем портам) в среднем будет превышать выходной поток кадров (также просуммированный по всем портам), то кадры будут накапливаться в бу­ферной памяти коммутатора, и при переполнении — просто отбрасываться.

Для поддержания устойчивого неблокирующего режима.работы крмму*^ >

* чтобы его производительность удовлетворяла условие С_к *

тяльйост^ ком мутагора, максимальная производительное^» протоколу Цад^ийЦА. мого Ьм портом коммутатора. „ ^,......., *; \, >; *

Суммарная производительность портов учитывает каждый проходящий кадр два­жды — как входящий кадр и как выходящий, а так как в устойчивом режиме входной трафик равен выходному, то минимально достаточная производитель­ность коммутатора для поддержки неблокирующего режима равна половине сум­марной производительности портов. Если порт, например Ethernet 10 Мбит/с, работает в полудуплексном режиме, то производительность порта C_pi равна 10 Мбит/с, а если в дуплексном, — 20 Мбит/с.

Иногда говорят, что коммутатор поддерживает мгновенный неблокирующий ре­жим. Это означает, что он может принимать и обрабатывать кадры от всех своих
портов на максимальной скорости протокола, независимо от того, обеспечивают­ся ли условия устойчивого равновесия между входным и выходным трафиком. Правда, обработка некоторых кадров при этом может быть неполной — при заня­тости выходного порта кадр помещается в буфер коммутатора.

Для поддержки, мгновенного неблокирующего режима коммутатор должен обладать боль- - шейсобственной производительностью» а именно риз должна быть равна суммарной произ­водительности его портов; C_k * р^ -Л* - - •; - ^

Первый коммутатор для локальных сетей не случайно появился для технологии Ethernet. Помимо очевидной причины, связанной с наибольшей популярностью сетей Ethernet, существовала и другая, не менее важная причина — эта техноло­гия больше других страдает от увеличения времени ожидания доступа к среде при повышении загрузки сегмента. Поэтому сегменты Ethernet в крупных сетях в первую очередь нуждались в средстве разгрузки узких мест сети, и этим сред­ством стали коммутаторы фирмы Kalpana, а затем и других компаний.

Некоторые компании стали развивать технологию коммутации для повышения производительности других технологий локальных сетей, таких как Token Ring и FDDI. Внутренняя организация коммутаторов различных производителей иногда очень отличалась от структуры первого коммутатора EtherSwitch, однако принцип параллельной обработки кадров по всем портам оставался неизменным.

Широкому применению коммутаторов, безусловно, способствовало то обстоя­тельство, что внедрение технологии коммутации не требовало замены установ­ленного в сетях оборудования — сетевых адаптеров, концентраторов, кабельной системы. Порты коммутаторов работали в обычном полудуплексном режиме, по­этому к ним прозрачно можно было подключить как конечный узел, так и кон­центратор, организующий целый логический сегмент. Так как коммутаторы и мосты прозрачны для протоколов сетевого уровня, то их появление в сети не оказало никакого влияния на маршрутизаторы сети, если они там имелись.