A maioria das pessoas pensa que um switch de rede é apenas uma caixa preta com luzes que piscam quando os dados são transferidos. Não é. A maneira como um switch realmente lida com esses dados depende inteiramente do design de seu hardware interno. Você não verá essa diferença do lado de fora. Isso só importa quando sua rede precisa mover grandes quantidades de tráfego sem perder pacotes.
Existem três maneiras principais de construir esses dispositivos. Cada um tem uma maneira diferente de lidar com o tráfego que entra e sai dos portos. Compreendê-los ajuda você a descobrir por que um interruptor parece instável enquanto outro engasga sob carga.
Troca de memória compartilhada
Esta é a arquitetura mais simples de entender. Pense nisso como uma agência dos correios com uma única área de classificação.
Em um switch de memória compartilhada, cada pacote que entra em qualquer porta é imediatamente copiado para um buffer de memória comum. Todas as portas compartilham esse mesmo pool de armazenamento. O switch lê o endereço de destino no pacote e então o encaminha para a porta de saída correta desse pool compartilhado.
É eficiente porque a memória é compartilhada. Se uma porta estiver ocupada e outra ociosa, a memória ainda poderá ser usada. Mas há um problema. Se o tráfego de entrada exceder a capacidade da memória, ocorrerá congestionamento. Cada porto luta pelo mesmo espaço. Esse design é comum em switches menores ou médios, onde o custo é mais importante do que o rendimento extremo.
A principal conclusão: a memória compartilhada usa um único buffer para todas as portas. É econômico, mas pode gerar gargalos se muitas portas enviarem dados ao mesmo tempo.
Troca de matriz
Os interruptores matriciais funcionam de maneira diferente. Em vez de um pool compartilhado, eles usam uma grade interna.
Imagine um cruzamento. As portas de entrada funcionam verticalmente. As portas de saída funcionam horizontalmente. Onde eles se cruzam, há um ponto de conexão. Quando um pacote chega, o switch verifica o endereço MAC em sua tabela de consulta. Ele encontra a porta de saída correta e fecha o circuito específico na rede onde as linhas de entrada e saída se cruzam.
Isso cria um caminho dedicado para esse fluxo de dados específico. É como ter um túnel privado para esse pacote. Múltiplas transferências podem acontecer simultaneamente, desde que não colidam na rede. Esta arquitetura suporta velocidades mais altas e latência mais baixa porque a conexão é direta.
No entanto, construir uma matriz fica caro rapidamente. À medida que você adiciona mais portas, o número de pontos de interseção aumenta exponencialmente. O hardware físico necessário para gerenciar todas essas conexões torna-se complexo e caro. Você encontrará isso principalmente em equipamentos empresariais de última geração, onde o desempenho não é negociável.
Switches de arquitetura de barramento
A arquitetura do ônibus é estranha. Ele não usa uma grade ou pool de memória compartilhada no sentido tradicional.
Aqui, todas as portas compartilham um caminho de transmissão interno comum, conhecido como barramento. O acesso a este barramento é controlado usando Acesso Múltiplo por Divisão de Tempo (TDMA). Pense nisso como uma rodovia de pista única com semáforos rígidos. Apenas um carro pode estar na estrada por vez.
Cada porta ainda possui seu próprio buffer de memória dedicado. Um ASIC (Circuito Integrado de Aplicação Específica) cuida do trabalho pesado de controlar quem pode usar o barramento e quando. O pacote fica no buffer da porta até que o ASIC conceda acesso ao barramento comum. Uma vez no ônibus, ele viaja até o buffer da porta de destino.
Este design é mais antigo. É menos comum em redes modernas de alta velocidade porque o barramento se torna um gargalo. Apenas uma transferência pode acontecer em
