通过共享内存交换 口第一代路由器 o由传统计算杋构成,选路和交换都由CPU完成,交换通过拷贝完成 口现代路由器: o使用多端口内存连接输入端口和 输出端口,控制器在端口之间传 controller 输控制消息,如存储地址 output ports 口交换过程: o输入端口将一个包放入内存,其 接口硬件通过控制器发送一个消2 shared memory 息,给出包在内存中的存放地址 o输出端口从指定的内存位置读取 包,发回响应消息 □性能和代价取决于存储接口数目,仅 适合小容量系统 Network Layer 4-22
通过共享内存交换 现代路由器： 使用多端口内存连接输入端口和 输出端口，控制器在端口之间传 输控制消息，如存储地址 交换过程： 输入端口将一个包放入内存，其 接口硬件通过控制器发送一个消 息，给出包在内存中的存放地址 输出端口从指定的内存位置读取 包，发回响应消息 性能和代价取决于存储接口数目，仅 适合小容量系统 第一代路由器： 由传统计算机构成，选路和交换都由CPU完成，交换通过拷贝完成 Network Layer 4-22
通过总线交换 口交换结构中的总线包括地址线、数 据线和控制线 口每个输入和输出端口都有一个接口 硬件连接到总线上,每个端口被分 配一个唯一的地址(内部标签)口m 口总线协议防止多个端口同时传输, 比如采用时分多路复用: o各个输入端口在总线上轮流广播分 us 组,分组中携带输出端口的地址 o各个输出端口使用地址过滤器检査 分组地址,仅将发给本端口的分组 缓存起来 口 Cisco5600.用32Gbps总线 Network Layer 4-23
Network Layer 4-23 通过总线交换 交换结构中的总线包括地址线、数 据线和控制线 每个输入和输出端口都有一个接口 硬件连接到总线上，每个端口被分 配一个唯一的地址（内部标签） 总线协议防止多个端口同时传输， 比如采用时分多路复用： 各个输入端口在总线上轮流广播分 组，分组中携带输出端口的地址 各个输出端口使用地址过滤器检查 分组地址，仅将发给本端口的分组 缓存起来 Cisco 5600采用32Gbps总线
通过互联网络交换 口在输入端口与输出端口间建 立内部专用电路,多对端口 间可以并行传输 口分阻塞型与非阻塞型两种,艹口m crossbar 阻塞型互联网络会产生阻塞+口 先进设计:将分组划分成固 定长度的信元(cell)送入 交换结构,离开交换结构后 再组装成分组 csco12000通过互联网络 获得60Gbps的交换速度 Network Layer 4-24
Network Layer 4-24 通过互联网络交换 在输入端口与输出端口间建 立内部专用电路，多对端口 间可以并行传输 分阻塞型与非阻塞型两种， 阻塞型互联网络会产生阻塞 先进设计：将分组划分成固 定长度的信元（cell）送入 交换结构，离开交换结构后 再组装成分组 Cisco 12000通过互联网络 获得60 Gbps的交换速度
输出端口功能 Queuing(buffer Data link Switch management processing Line (protocol termination encapsulation) 口网络层处理: o组装:若需要,将交换结构输出的信元组装成分组 o排队:若输出端口来不及发送,分组在此排队 o调度:若有多个等待队列,选择一个队头分组发送 口链路层处理:执行链路层协议,封装 口物理层处理:将比特流转换成物理信号 Network Layer 4-25
Network Layer 4-25 输出端口功能 网络层处理： 组装：若需要，将交换结构输出的信元组装成分组 排队：若输出端口来不及发送，分组在此排队 调度：若有多个等待队列，选择一个队头分组发送 链路层处理：执行链路层协议，封装 物理层处理：将比特流转换成物理信号
输入端口排队与丢包 口当交换结构不能及时将输入端口的分组转移到输出端口 输入端口处形成排队 口排队带来的问题: o队头阻塞:队头分组阻塞其后分组的转发 o丢包:当输入队列溢出时,发生丢包 口当交换结构速率至少为端口速率的n倍时(n为输入端口数 量),可以消除输入端口的排队,但路由器成本提高了 switch. switch fabric fabric output port contention green packet at time t- only one red experiences HOL blocking packet can be transferred Network Layer 4-26
Network Layer 4-26 输入端口排队与丢包 当交换结构不能及时将输入端口的分组转移到输出端口， 输入端口处形成排队 排队带来的问题： 队头阻塞: 队头分组阻塞其后分组的转发 丢包：当输入队列溢出时，发生丢包 当交换结构速率至少为端口速率的n倍时（n为输入端口数 量），可以消除输入端口的排队，但路由器成本提高了