多層交換體系結構的引入有效地提高了局域網(wǎng)的速度，對多層交換體系結構排隊模型、交換實施和交換結構等方面的了解，可以更深刻地認識到局域網(wǎng)交換機在性能上的提高。

排隊模型

交換結構是指數(shù)據(jù)從一個端點到達另一個端點的“高速路”，排隊是一種用于控制擁塞的緩沖機制，當交換結構出現(xiàn)擁塞時，會在很大程度上直接影響交換機的性能，所以進行擁塞管理是非常有必要的。在多個端口爭用同一個端口時就需要擁塞管理，對信息包進行排隊處理。
排隊可以采用動態(tài)緩沖區(qū)排隊或固定緩沖區(qū)排隊，其中動態(tài)緩沖區(qū)排隊時緩沖區(qū)長度為固定增量（如每次64K字節(jié)），可以更有效地利用緩沖區(qū)資源；而固定緩沖區(qū)排序時緩沖區(qū)的長度是固定的，這樣緩沖區(qū)的使用效率不高，但比定制控制器（custom controllers）成本低。
排隊可以在交換結構的輸入端口進行，即輸入排隊，也可在交換結構的輸出端口進行，即輸出排隊。在輸入排隊時，信息包在進入端口處得到緩沖，最高可將吞吐量減少60％，但會造成線路端阻塞；在輸出排隊時緩沖區(qū)設在輸出端口，無線路阻塞，但在流量高峰期間會造成緩沖區(qū)溢出。

交換實施

交換實施用來說明交換決策的地點和方式：是在本地還是在中央地點，是最長匹配還是準確匹配。
交換決策的地點是中央地點時，就是集中交換。集中交換采用集中發(fā)送表，針對交換和識別提供集中控制，為達到實施的快速處理，查詢由ASIC完成，集中交換可以執(zhí)行第2層或第3層查詢。
在分布式交換時，交換決策由端口或模塊在本地進行，其第2層和第3層表必須實現(xiàn)同步化，以便說明添加、移動或修改。
交換實施還可分為基于流量的交換和基于轉發(fā)信息庫的交換�；�于流量的交換是基于需求的交換，入口包含源地址、目標地址和/或第4層信息，處理的第一個信息包由路徑處理器交換，此流中后面的信息包由路徑高速緩存交換，流量高速緩存決策在本地和/或中央進行，所有信息包都在第3層交換。
基于轉發(fā)信息庫的交換是基于拓撲的交換，高速緩存根據(jù)路由表而非流量預裝來進行。信息包進入路由器無需過程交換，決策支持在本地或中央進行，與交換結構無關。
交換結構

交換結構包括兩個層面的內容，其一是總線，其二是共享內存。
采用單個總線時，F(xiàn)DDI上行鏈路模塊、ATM上行鏈路模塊、以太網(wǎng)交換模塊和快速以太網(wǎng)交換模塊都連到一個中央結構元素（central fabric element）上，每個端口必須為接入仲裁，采用單個總線易于進行廣播和多點廣播，但容易造成過載。
采用交叉總線結構時，多條輸入總線可實現(xiàn)縱橫結構的建立，一般情況下不會造成阻塞。但在進行廣播和多點廣播時比較復雜，如進行查閱表的轉發(fā)時。
交換機內部有一個內存庫（memory pool），交換機的各個模塊一起來共享這一內存庫。其中到內存的交換輸入由ASIC管理，交換核心（switching core）執(zhí)行查閱功能，將目標地址分解到內存中的指針，然后交換信息包。其中緩沖區(qū)可以為固定式或動態(tài)式，如果體系結構無阻塞，所需緩沖區(qū)就可以少一些。

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