Většina lidí si pod pojmem síťový přepínač představí jen černou skříňku s blikajícími světly, jak se data pohybují. To je špatně. Způsob, jakým přepínač skutečně zpracovává tato data, zcela závisí na jeho vnitřním hardwarovém návrhu. Zvenčí tento rozdíl neuvidíte. Záleží pouze na tom, když vaše síť musí přesunout obrovské množství provozu bez ztráty paketů.
Existují tři hlavní způsoby, jak tato zařízení postavit. Každý z nich řeší provoz do az portů jinak. Pochopení těchto principů vám pomůže porozumět tomu, proč jeden spínač běží rychle, zatímco jiný se při zátěži dusí.
Přepínání sdílené paměti
Toto je nejsnáze pochopitelná architektura. Představte si poštu s jednou třídicí oblastí.
V přepínači sdílené paměti je každý paket přicházející na libovolný port okamžitě zkopírován do vyrovnávací paměti sdílené paměti. Všechny porty sdílejí tento jediný úložný fond. Přepínač přečte cílovou adresu v paketu a poté ji směruje na správný výstupní port z tohoto společného fondu.
To je efektivní, protože paměť je sdílená. Pokud je jeden port obsazený a druhý volný, lze paměť stále používat. Ale je tu nuance. Pokud příchozí provoz překročí kapacitu paměti, dojde k zahlcení. Každý port soutěží o stejný prostor. Tato architektura je běžná u malých až středně velkých přepínačů, kde je cena důležitější než extrémní propustnost.
Klíčové: sdílená paměť používá jednu vyrovnávací paměť pro všechny porty. To je ekonomické, ale může se stát překážkou, pokud příliš mnoho portů odesílá data současně.
Přepínání matic
Maticové přepínače fungují jinak. Místo společného bazénu využívají vnitřní mřížku.
Představte si křižovatku. Vstupní porty běží vertikálně. Výstupní porty běží horizontálně. V místech, kde se protínají, jsou přípojné body. Když paket dorazí, přepínač zkontroluje MAC adresu proti své vyhledávací tabulce. Najde správný výstupní port a poté dokončí specifický obvod v mřížce, kde se vstupní a výstupní čáry protínají.
Tím se vytvoří vyhrazená cesta pro tento konkrétní datový tok. Je to jako mít soukromý tunel pro tento paket. K několika přihrávkám může dojít současně, pokud se nesrazí v síti. Tato architektura podporuje vyšší rychlosti a nižší latenci, protože připojení je přímé.
Tvorba matrice se však rychle prodraží. Jak jsou porty přidávány, počet průsečíků roste exponenciálně. Fyzický hardware potřebný ke správě všech těchto připojení se stává složitým a drahým. Většinou to najdete u špičkového podnikového hardwaru, kde je výkon absolutním požadavkem.
Sběrnicové spínače
Architektura autobusů je výjimkou. Nepoužívá mřížku nebo sdílenou paměť v tradičním slova smyslu.
Zde všechny porty sdílejí společnou vnitřní přenosovou cestu známou jako sběrnice. Přístup k této sběrnici je řízen pomocí Time Division Multiple Access (TDMA). Představte si jednoproudou dálnici s přísnými semafory. Na silnici může být vždy pouze jedno auto.
Každý port má stále vlastní vyhrazenou vyrovnávací paměť. ASIC (Application Application Specific Integrated Circuit) provádí většinu práce při řízení toho, kdo a kdy získá přístup ke sběrnici. Paket zůstává ve vyrovnávací paměti na svém portu, dokud ASIC neudělí přístup ke společné sběrnici. Jakmile je na sběrnici, přesune se do vyrovnávací paměti cílového portu.
Tento design je zastaralý. V moderních vysokorychlostních sítích je to méně obvyklé, protože autobus se stává úzkým hrdlem. Za každý může dojít pouze k jednomu převodu
