Gilus jungiklių darbo principo analizė: nuo pagrindinių mechanizmų iki taikymo vertės

Kaip duomenų persiuntimo branduolys vietiniame tinkle (LAN), efektyvus jungiklių veikimas priklauso nuo modernaus techninės logikos rinkinio. Palyginti su tradiciniais stebulėmis, kurie veikia fiziniame sluoksnyje ir perduoda duomenis per transliaciją, jungikliai įgyvendina intelektualųjį rėmų persiuntimą pagal duomenų nuorodos sluoksnį. Identifikuodami MAC adresą (fizinį adresą) duomenų rėmelyje, jie tiksliai nustato tikslinį įrenginį, veiksmingai vengdami pralaidumo atliekų ir žymiai pagerindami tinklo perdavimo efektyvumą.
1, pagrindinė funkcija: intelektualus rėmo persiuntimas ir dinaminis mokymasis
Pagrindinė jungiklio funkcija yra pasiekti kryptinį perdavimą, remiantis MAC adresais. Kai jungiklis gauna duomenų rėmelį, jis analizuoja šaltinio MAC adresą ir paskirties MAC adresą rėmelyje: Viena vertus, jis registruoja žemėlapių ryšį tarp šaltinio MAC adreso ir priimančio prievado MAC adresų lentelėje (CAM lentelėje), kad būtų baigtas automatinis mokymasis; Kita vertus, patikrinkite, ar tikslinis MAC adresas jau egzistuoja lentelėje. Jei jis egzistuoja, jungiklis perduos duomenų rėmelį krypčiai iš atitinkamo prievado; Jei jo nėra, rėmelis siunčiamas transliacijos forma į visus prievadus, o po tikslinio įrenginio atsakymo, jo MAC adresas ir prievado informacija įrašoma, kad būtų sukurta visa MAC adresų lentelė. Pvz., Kai įrenginys A siunčia duomenis į B įrenginį, „Switch First“ registruoja A įrenginio A MAC ir šaltinio prievadą, o po to gauna „Mac“ prievado žemėlapį B per transliavimo ir atsakymo mechanizmus. Vėlesnis komunikacija gali pasiekti tikslų persiuntimą.
2, pagrindinis techninis mechanizmas: stabilus tinklo veikimo užtikrinimas
Duomenų persiuntimo proceso metu jungiklis pateikia tris režimus, kuriuos reikia prisitaikyti prie skirtingų programos scenarijų. Parduotuvės ir persiuntimo režime reikia visiškai priimti duomenų rėmus ir CRC patikrinimą prieš persiunčiant, o tai tinka įmonių tinklams, kuriems yra ypač dideli patikimumo reikalavimai. Tačiau jis turi didelį latenciją ir gali atsisakyti klaidingų rėmų; Tiesioginis pervedimo režimas iškart perskaitė tikslinį MAC adresą, tenkinantį delsos jautrių scenarijų, tokių kaip aukšto dažnio operacijos, reikalavimus, tačiau gali persiųsti klaidingus rėmus; Fragmentinis izoliacijos režimas patikrina pirmuosius 64 duomenų rėmo baitus prieš persiunčiant, pasiekdamas balansą tarp latentinio ir patikimumo.
Be to, siekiant išvengti transliuojamų audrų, kurias sukelia nereikalingos nuorodos, jungiklis priima apimantį medžio protokolą (STP). Rinkdamiesi šakninį tiltą, blokuojant nereikalingus prievadus, statydami aciklinio medžio topologiją ir stebint ryšio būseną realiu laiku, jei pagrindinė jungtis nepavyksta, atsarginis kelias gali būti suaktyvintas per 30-50 sekundžių, kad būtų užtikrintas nuolatinis ir stabilus tinklo veikimas.
3, Išplėstinė funkcijų raida: įvykdyti sudėtingų tinklo reikalavimus
Išplečiant tinklo skalę, jungikliai sukūrė daugybę pažangių funkcijų. Virtualios vietinio tinklo tinklo (VLAN) technologija gali suskirstyti tą patį fizinį jungiklį į kelis transliavimo domenus, siekdama loginės izoliacijos tarp skirtingų departamentų (pvz., „Finance VLAN10“, „R&D VLAN20“) ir įgalinant kryžminio jungiklio plėtrą per magistralinius prievadus ir IEEE 802.1Q protokolą. „Link Agregation“ (LACP) suriša kelis fizinius prievadus į loginius kanalus, kurie ne tik pasiekia pralaidumo sukravimą (pavyzdžiui, padidėja nuo 4 × 1Gbps iki 4Gbps), bet ir turi nereikalingų nelaimių atkūrimo galimybių. Esant vienai nuorodai, srautas automatiškai perjungs. 3 sluoksnio jungikliai toliau peržengia 2 sluoksnio apribojimus, integruokite IP maršruto lenteles ir įgalinkite VLAN ryšį ir nereikia išorinių maršrutizatorių, labai supaprastinant tinklo architektūrą.
4, Faktinė darbo eiga: bendravimo tarp kompiuterių pavyzdys
PC1 (MAC: 11:11), siunčiant duomenis į PC2 (Mac: 22:22), kaip pavyzdį, pirmojo ryšio metu jungiklis transliuos duomenų rėmelį į visus prievadus, nes MAC adresų lentelėje nėra PC2 informacijos; Po PC2 atsakymo jungiklis įrašo savo „Mac“ ir atitinkamą prievadą (pvz., Port2). Vėlesniame ryšyje jungiklis tiesiogiai klausia „Mac“ lentelės ir nukreipia duomenis iš „Port2“. Kai PC3 prisijungia prie „Port3“ ir siunčia duomenis, jungiklis taip pat įrašys savo MAC prievado žemėlapius lentelėje, kad įsitikintų, jog naujas įrenginys greitai prisijungs prie tinklo.
5, jungikliai ir maršrutizatoriai: funkciniai ir taikymo skirtumai
Jungikliai ir maršrutizatoriai vaidina skirtingus vaidmenis tinkle. „Switch“ veikia duomenų nuorodų sluoksnyje ir įgyvendina greitųjų rėmų persiuntimą vietiniame tinkle, remiantis MAC adresų lentele. Tai neįvyksta į tą patį transliavimo domeną (kurį galima padalyti VLAN); Maršrutizatoriai dirba tinklo sluoksnyje ir visiškame kryžminio segmento IP paketų maršrute, remiantis maršruto parinkimo lentelėmis (tokiomis kaip OSPF ir BGP protokolai), natūraliai izoliuodami transliavimo domenus. Jie abu dirba kartu kuriant visą tinklo ryšių sistemą.
6, pagrindinė jungiklių vertė: tinklo architektūros kertinis akmuo
Norėdami pasiekti mikrosekundės lygio persiuntimą, perjungimai priklauso nuo aparatūros ASIC lustų, turinčių didelės spartos ir mažos delsos charakteristikas; Optimizuokite tinklo pralaidumo panaudojimą, izoliuodami konfliktų domenus ir suprojektuodami visą dvipusį ryšį; Naudodamiesi tokiomis technologijomis kaip „VLAN“ ir „Link“ agregacija, mes galime lanksčiai prisitaikyti prie sudėtingų tinklo architektūrų išplėtimo poreikių. Šiuolaikiniuose duomenų centruose visiškai perjungta architektūra tapo pagrindinė, o maršrutizatoriai naudojami tik ribiniams išėjimams, visiškai parodant pagrindinę jungiklių padėtį tinklo infrastruktūroje. Įvaldyti jungiklių principus turi didelę reikšmę tinklo kilpų trikčių šalinimui, transliuojamoms audroms, VLAN konfigūracijoms ir kitiems gedimams.