روش های سوئیچینگ و مسیریابی در شبکه های محلی

روش های سوئیچینگ و مسیریابی در شبکه های محلی

تعریف سوئیچینگ

فرآیند های Routing یا مسیریابی و سوئیچینگ (Switching) اساس و پایه کاری یک ارتباط شبکه را تشکیل می دهند. اگر کمی در خصوص دوره های شرکت سیسکو آشنایی داشته باشید حتما با این دو واژه برخورد کرده اید.

در واقع هر کدام از این فرآیند ها در لایه های مختلفی از شبکه انجام می شوند و به عنوان یک کارشناس شبکه شما باید تفاوت آنها را به خوبی بدانید. فرآیند سویچینگ یا Switching در لایه دوم از مدل OSI انجام می شود و به معنی رد و بدل کردن Packet های Data ی شبکه بین تجهیزات یک شبکه محلی یا Local است ، زمانیکه صحبت از شبکه محلی می شود یعنی اطلاعات قرار نیست از شبکه شما خارج شود و فقط در شبکه محلی یا LAN شما باقی می ماند.

سویچ های شبکه با استفاده از ساختار آدرس سخت افزاری کارت شبکه یا همان MAC Address می دانند که باید Packet ها یا بهتر بگوییم Frame ها را به سمت کدام مقصد ارسال کنند. یک سویچ برای خود دارای یک جدول آدرس سخت افزاری یا MAC Address Table است که در آن تمامی آدرس های MAC ای که به پورت های سویچ متصل شده اند را نگه می دارد ، در لایه دوم از مدل OSI ما به بسته های اطلاعاتی Frame یا Ethernet Frame می گوییم و سویچ با استفاده از مکانیزم MAC Table قادر به شناسایی مبدا و مقصد ارسالی Frame ها می باشد ، با توجه به اینکه سویچ دقیقا سخت افزارهایی که به خود وصل شده اند را با استفاده از این جدول می شناسد فقط می توان از فرآیند Switching در شبکه های کوچک LAN استفاده کرد. به MAC Address Table برخی اوقات CAM Table هم گفته می شود.

روش های سوئیچینگ

سوییچ ها به منظور مسیریابی ترافیک موجود در شبکه از سه روش سوییچینگ استفاده می کنند .

1. Store and forward
2. Cut through
3. Fragment Free

Switching

Switching

Store and Forward

در این روش سوئیچ در ابتدا کل بسته اطلاعاتی را ذخیره میکند ، سپس به خطایابی آن بسته میپردازد و در صورتی که خطایی در آن بسته پیدا کند سریعا آن بسته را حذف میکند ولی در صورتی که خطایی پیدا نکرد سوییچ آدرس کارت شبکه گیرنده بسته را جستجو کرده و بعد از پیدا کردن آدرس کارت شبکه مقصد آن بسته را به نود مقصد ارسال میکند .

این نوع سوئیچ ها برای شبکه های محلی بسیار مناسب هستند چرا که بسته های اطلاعاتی خراب شده را پاکسازی میکنند و به همین دلیل این سوئیچ ها باعث کاهش بروز عمل تصادف یا Coliisions خواهند شد .

این روش ساده ترین روش سوئیچینگ است .

پل ها یا هاب ها از این روش فقط استفاده میکنند در صورتی که سوئیچ ها از هر سه روش بالا نیز استفاده میکنند .

در این روش سوئیچ زمانی که فریمی را دریافت میکند ، در ابتدا آن را در حافظه RAM خود Buffer میکند و در مرحله بعد آدرس های Source mac و Destination mac را از هدر فریم خوانده ولی قبل از ارسال آن به سمت مقصد ، کد CRC فریم را از بخش Trailer آن چک میکند در صورتی که عدد CRC صحیح بود ، سوئیچ فریم را به سمت مقصد ارسال میکند و اگر خراب بود آن فریم را به عنوان یک Corrupted Frame یا یک فریم خراب تشخیص داده و توسط سوئیچ Drop میشود.

میتوانیم بگوییم که روش Store and forward روش خوبی است چرا که فریم ها بررسی میشوند و در صورت خراب بودن توسط سوئیچ سریعا Drop میشوند و فریم به مقصد ارسال نمیشود و مشکل این روش سرعت پایین آن است.
دلیل این سرعت پایین هم این است که بررسی کد CRC از یک طرف و خواندن Source mac و Destination mac از طرف دیگر بار زیادی را روی پردازنده تحمیل میکند.

Cut Through

این نوع از سویئچ ها سه یا چهار بایت اول یک بسته را میخوانند تا بالاخره آدرس مقصد را پیدا کنند سپس بسته را به آن بخش یا سگمنتی که آدرس مقصد بسته را دارد ارسال میکنند و بقیه قسمت های باقی مانده را ار نظر خطایابی مورد بررسی قرار نمی دهند .

این نوع سوئیچ ها ، به محض دریافت بسته ، سریعا Mac Address بسته را می خوانند و آن 6 بایت آدرس MAC را ذخیره میکنند و در حالتی که بقیه بسته ها در حال رسیدن به سوئیچ هستند ، بسته ای که بررسی کرده را به سمت نود مقصد ارسال میکند .
در این نوع سوئیچینگ فقط قسمت های اولیه فریم که شامل Preamble و آدرس MAC گیرنده می شود توسط دستگاه چک میشود و فریم سریعا به مقصد خودش هدایت میشود.

خوبیه این روش نسبت به حالت Store and forward این است که سرعت بالاتری دارد و مشکل این روش یا بهتر بگویم نقطه ضعف این روش احتمال فرستاده شدن فریم های بد به مقصد های مورد نظر است زیرا که CRC فریم مورد اندازه گیری واقع نمیشود .

خیلی از شرکت های تولید کننده یک سری امکانات را بر روی دستگاه اضافه میکنند (یعنی چی ؟)

به این صورت که دستگاه در کنار استفاده از روش Cut through ، اقدام به اندازه گیری CRC فریم هم میکند و تعداد فریم های مشکل دار را در حافظه خودش نگه میدارد سپس اگر این فریم های بد از حدی پیشرفت کردن به صورت خودکار عمل switching به Store and forward تبدیل میشود که به آن Dynamic Switching نیز میگویند .

Fragment Free

این نوع از سوئیچینگ هم مانند Cut through عمل میکند با این تفاوت که در این روش قبل از اینکه بسته ارسال شود 64 بایت اول که شامل preamble , MAC است را نگه میدارند این کار به این دلیل بیشتر خطاها و برخورد ها در طول اولین 64 بایت بسته اطلاعاتی اتفاق می افتد .

با توجه به این موضوع که اندازه فریم های Ethernet حداقل 64 بایت است ، استفاده از Fragment Free روش بهتری برای عمل سوئیچینگ است .هدف از این روش Fragmnet Free کاهش فریم هایی است که کمتر از 64 بایت بوده که این نوع فریم ها runt نامیده میشوند و به قولی به این روش Runt less هم می گویند .

در این روش نیز باز هم مانند Cut Through فریم های بد توسط دستگاه عبور داده می شوند که با فن Dynamic Switching میشود این مشکل را تا حدی برطرف کرد .

این نکته هم خالی از لطف نیست که بدانید این نوع عمل سوئیچینگ در افزایش عملکرد دستگاه به تنهایی موثر نیست و فاکتور های دیگری نیز مانند امکانات و performance دستگاه نیز باید مورد توجه قرار بگیرند …

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *