• Switching via a bus. In this appr

• Switching via a bus. In this approach, an input port transfers a packet directly to the
output port over a shared bus, without intervention by the routing processor. This is
typically done by having the input port pre-pend a switch-internal label (header) to
the packet indicating the local output port to which this packet is being transferred
and transmitting the packet onto the bus. The packet is received by all output ports,
but only the port that matches the label will keep the packet. The label is then
removed at the output port, as this label is only used within the switch to cross the
bus. If multiple packets arrive to the router at the same time, each at a different input
port, all but one must wait since only one packet can cross the bus at a time. Because
every packet must cross the single bus, the switching speed of the router is limited
to the bus speed; in our roundabout analogy, this is as if the roundabout could only
contain one car at a time. Nonetheless, switching via a bus is often sufficient for
routers that operate in small local area and enterprise networks. The Cisco 5600
[Cisco Switches 2012] switches packets over a 32 Gbps backplane bus.
• Switching via an interconnection network. One way to overcome the bandwidth
limitation of a single, shared bus is to use a more sophisticated interconnection network,
such as those that have been used in the past to interconnect processors in a
multiprocessor computer architecture. A crossbar switch is an interconnection network
consisting of 2N buses that connect N input ports to N output ports, as shown
in Figure 4.8. Each vertical bus intersects each horizontal bus at a crosspoint, which
can be opened or closed at any time by the switch fabric controller (whose logic is
part of the switching fabric itself). When a packet arrives from port A and needs to
be forwarded to port Y, the switch controller closes the crosspoint at the intersection
of busses Aand Y, and port Athen sends the packet onto its bus, which is picked up
(only) by bus Y. Note that a packet from port B can be forwarded to port X at the
same time, since the A-to-Y and B-to-X packets use different input and output
busses. Thus, unlike the previous two switching approaches, crossbar networks are
capable of forwarding multiple packets in parallel. However, if two packets from
two different input ports are destined to the same output port, then one will have to
wait at the input, since only one packet can be sent over any given bus at a time.
More sophisticated interconnection networks use multiple stages of switching
elements to allow packets from different input ports to proceed towards the same
output port at the same time through the switching fabric. See [Tobagi 1990] for
a survey of switch architectures. Cisco 12000 family switches [Cisco 12000
2012] use an interconnection network.
4.3.3 Output Processing
Output port processing, shown in Figure 4.9, takes packets that have been stored in
the output port’s memory and transmits them over the output link. This includes
selecting and de-queueing packets for transmission, and performing the needed linklayer
and physical-layer transmission functions.
326 CHAPTER 4 • THE NETWORK LAYER

4.3.4 Where Does Queueing Occur?
If we consider input and output port functionality and the configurations shown in
Figure 4.8, it’s clear that packet queues may form at both the input ports and the output
ports, just as we identified cases where cars may wait at the inputs and outputs of
the traffic intersection in our roundabout analogy. The location and extent of queueing
(either at the input port queues or the output port queues) will depend on the traffic
load, the relative speed of the switching fabric, and the line speed. Let’s now consider
these queues in a bit more detail, since as these queues grow large, the router’s memory
can eventually be exhausted and packet loss will occur when no memory is available
to store arriving packets. Recall that in our earlier discussions, we said that
packets were “lost within the network” or “dropped at a router.” It is here, at these
queues within a router, where such packets are actually dropped and lost.
Suppose that the input and output line speeds (transmission rates) all have an
identical transmission rate of Rline packets per second, and that there are N input
ports and N output ports. To further simplify the discussion, let’s assume that all
packets have the same fixed length, and the packets arrive to input ports in a synchronous
manner. That is, the time to send a packet on any link is equal to the time
to receive a packet on any link, and during such an interval of time, either zero or
one packet can arrive on an input link. Define the switching fabric transfer rate
Rswitch as the rate at which packets can be moved from input port to output port. If
Rswitch is N times faster than Rline, then only negligible queuing will occur at the
input ports. This is because even in the worst case, where all N input lines are
receiving packets, and all packets are to be forwarded to the same output port, each
batch of N packets (one packet per input port) can be cleared through the switch fabric
before the next batch arrives.
But what can happen at the output ports? Let’s suppose that Rswitch is still N
times faster than Rline. Once again, packets arriving at each of the N input ports
are destined to the same output port. In this case, in the time it takes to send a single
packet onto the outgoing link, N new packets will arrive at this output port. Since
the output port can transmit only a single packet in a unit of time (the packet transmission
time), the N arriving packets will have to queue (wait) for transmission over
the outgoing link. Then N more packets can possibly arrive in the time it takes to
4.3 • WHAT’S INSIDE A ROUTER? 327
Line
termination
Data link
processing
(protocol,
encapsulation)
Queuing (buffer
Switch management)
fabric
Figure 4.9 Output port processing

transmit just one of the N packets that had just previously been queued. And so on.
Eventually, the number of queued packets can grow large enough to exhaust available
memory at the output port, in which case packets are dropped.
Output port queuing is illustrated in Figure 4.10. At time t, a packet has arrived at
each of the incoming input ports, each destined for the uppermost outgoing port.
Assuming identical line speeds and a switch operating at three times the line speed,
one time unit later (that is, in the time needed to receive or send a packet), all three
original packets have been transferred to the outgoing port and are queued awaiting
transmission. In the next time unit, one of these three packets will have been transmitted
over the outgoing link. In our example, two new packets have arrived at the incoming
side of the switch; one of these packets is destined for this uppermost output port.
Given that router buffers are needed to absorb the fluctuations in traffic load, the
natural question to ask is how much buffering is required. For many years, the rule of
thumb [RFC 3439] for buffer sizing was that the amount of buffering (B) should be
equal to an average round-trip time (RTT, say 250 msec) times the link capacity (C).
This result is based on an analysis of the queueing dynamics of a relatively small number
of TCP flows [Villamizar 1994]. Thus, a 10 Gbps link with an RTT of 250 msec
would need an amount of buffering equal to B = RTT • C = 2.5 Gbits of buffers. Recent
328 CHAPTER 4 • THE NETWORK LAYER
Switch
fabric
Output port contention at time t
One packet time later
Switch
fabric
Figure 4.10 Output port queuing

theoretical and experimental efforts [Appenzeller 2004], however, suggest that when
there are a large number of TCP flows (N) passing through a link, the amount of buffering
needed is B = RTT C/√N
—
. With a large number of flows typically passing through
large backbone router links (see, e.g., [Fraleigh 2003]), the value of N can be large, with
the decrease in needed buffer size becoming quite significant. [Appenzellar 2004; Wischik
2005; Beheshti 2008] provide very readable discussions of the buffer sizing problem
from a theoretical, implementation, and operational standpoint.
A consequence of output port queuing is that a packet scheduler at the output
port must choose one packet among those queued for transmission. This selection
might be done on a simple basis, such as first-come-first-served (FCFS) scheduling,
or a more sophisticated scheduling discipline such as weighted fair queuing (WFQ),
which shares the outgoing link fairly among the different end-to-end connections
that have packets queued for transmission. Packet scheduling plays a crucial role in
providing quality-of-service guarantees. We’ll thus cover packet scheduling extensively
in Chapter 7. A discussion of output port packet scheduling disciplines is
[Cisco Queue 2012].
Similarly, if there is not enough memory to buffer an incoming packet, a decision
must be made to either drop the arriving packet (a policy known as drop-tail) or
remove one or more already-queued packets to make room for the newly arrived
packet. In some cases, it may be advantageous to drop (or mark the header of) a packet

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

•สลับผ่านบัส วิธีการนี้ พอร์การโอนย้ายในแพคเก็ตโดยตรงไปเอาท์พุทพอร์ตผ่านบัสที่ใช้ร่วมกัน โดยตัวประมวลผลเส้นทาง นี่คือโดยทั่วไปโดยมีพอร์ก่อน-pend ป้ายชื่อสลับภายใน (หัว)แพ็คเก็ตที่ระบุผลผลิตท้องถิ่นท่าเรือซึ่งกลุ่มนี้กำลังโอนย้ายและส่งแพ็คเก็ตไปยังรถ ได้รับแพคเก็ตพอร์ตเอาท์พุททั้งหมดแต่ท่าที่ตรงกับป้ายชื่อจะให้แพคเก็ต ป้ายชื่อจากนั้นจะเอาท่าผล ป้ายชื่อนี้จะใช้เฉพาะภายในสวิตช์ข้ามรถประจำทาง ถ้าแพคเก็ตหลายถึงไปยังเราเตอร์ในเวลาเดียวกัน แต่ละที่เข้าที่แตกต่างกันพอร์ต แต่ทุกคนต้องรอเนื่องจากแพคเก็ตเดียวสามารถข้ามรถบัสครั้ง เนื่องจากทุกแพ็คเก็ตต้องข้ามรถบัสเดียว ความเร็วในการสลับของเราเตอร์จำกัดความเร็วบัส ในการเปรียบเทียบของเรา roundabout นี่คือเป็นวงเวียนสามารถเท่านั้นประกอบด้วยรถยนต์หนึ่งครั้ง กระนั้น สลับผ่านรถประจำทางมักจะเป็นเพียงพอเราเตอร์ที่มีในขนาดเล็กพื้นที่และองค์กรเครือข่ายท้องถิ่น ซิสโก้ 5600แพ็กเก็ตสวิตช์ [สวิตช์ของซิสโก้ 2012] ผ่านบัส backplane 32 Gbps•สลับผ่านเครือข่ายการเชื่อมต่อ วิธีหนึ่งที่จะเอาชนะแบนด์วิดท์ข้อจำกัดของเดียว รถใช้ร่วมกันจะใช้เครือข่ายเชื่อมต่อมีความซับซ้อนมากขึ้นเช่นที่มีใช้ในอดีตเพื่อเชื่อมตัวประมวลผลในการสถาปัตยกรรมมัลติโปรเซสเซอร์คอมพิวเตอร์ สลับท่อนเหล็กเป็นเครือข่ายการเชื่อมต่อประกอบด้วย 2N รถที่เชื่อมต่อพอร์ตอินพุต N N ออกพอร์ต แสดงในรูปที่ 4.8 การ รถแต่ละแนวตั้งตัดราคารถแต่ละแนวที่มี crosspoint ซึ่งสามารถเปิด หรือปิดตลอดเวลา โดยตัวควบคุมผ้าสลับ (ตรรกะเป็นส่วนของผ้าสลับเอง) เมื่อแพ็คเก็ตมาจากพอร์ต A และต้องมีการส่งต่อพอร์ต Y ควบคุมสวิตช์ปิด crosspoint บริเวณAand Y คำ และพอร์ต Athen ส่งแพ็คเก็ตไปยังรถของ ซึ่งได้รับ(เท่านั้น) โดยรถประจำทางหมายเหตุ Y. ที่สามารถถูกส่งต่อแพคเก็ตจากพอร์ต B พอร์ต X ในการขณะเดียวกัน เนื่องจาก A กับ Y และ B X แพคเก็ตใช้การป้อนข้อมูลที่แตกต่างกันและคำ ดังนั้น ซึ่งแตกต่างจากก่อนหน้านี้สองสลับวิธี ท่อนเหล็กเครือข่ายเป็นสามารถส่งต่อแพคเก็ตหลายขนาน อย่างไรก็ตาม ถ้าแพคเก็ตที่สองจากพอร์ตอินพุตแตกต่างกันสองคนกับพอร์ตแสดงผลเดียวกัน แล้วหนึ่งจะต้องรอที่อินพุต เนื่องจากแพคเก็ตเดียวสามารถถูกส่งผ่านรถใด ๆ กำหนดครั้งหลายขั้นตอนของการสลับใช้เครือข่ายเชื่อมต่อที่ทันสมัยมากขึ้นองค์ประกอบที่จะอนุญาตให้แพ็คเก็ตจากพอร์ตอินพุตอื่นต้องไปทางเดียวกันออกท่าเรือที่ผ่านผ้าสลับกัน ดู [Tobagi 1990]สำรวจสถาปัตยกรรมสวิตช์ ซิสโก้ 12000 ครอบครัวสวิตช์ [Cisco 120002012] ใช้เครือข่ายการเชื่อมต่อ4.3.3 ผลการประมวลผลแสดงผลประมวลผลพอร์ต แสดงในรูปที่ 4.9 แพ็คเก็ตเวลาที่จัดเก็บไว้ในท่าเรือส่งออกของหน่วยความจำ และการเชื่อมโยงออกไปพวกเขา ซึ่งรวมถึงเลือกและจัดคิวเดแพคเก็ตสำหรับส่ง และการทำ linklayer จำเป็นและฟังก์ชันส่งผ่านชั้นกายภาพ•บทที่ 4 326 ชั้นเครือข่าย4.3.4 ที่ไม่จัดคิวเกิดขึ้นถ้าเราพิจารณาเข้า และฟังก์ชันพอร์ตแสดงผล และตั้งค่าคอนฟิกที่แสดงในรูป 4.8 เป็นที่ชัดเจนว่า คิวของแพคเก็ตอาจฟอร์มพอร์ตอินพุตและเอาพุพอร์ต เพียงแค่เราระบุว่ากรณีที่รถยนต์จะรอที่อินพุตและเอาท์พุตของสี่แยกจราจรในการเปรียบเทียบของเรา roundabout ตั้งและขอบเขตของการจัดคิว(ทั้งที่พอร์คิวคิวท่าออก) จะขึ้นอยู่กับการจราจรโหลด ความเร็วสัมพัทธ์ของผ้าสลับ และความเร็วของบรรทัด ลองตอนนี้พิจารณาเหล่านี้คิวในการรายละเอียดเพิ่มเติม ตั้งแต่เป็นคิวเหล่านี้เติบใหญ่ หน่วยความจำของเราเตอร์ในที่สุดก็จะเหนื่อย และสูญเสียแพคเก็ตจะเกิดขึ้นเมื่อหน่วยความจำไม่เก็บแพคเก็ตที่เดินทางเข้ามา เรียกคืนที่ในรุ่นก่อนหน้าของเรา เรากล่าวว่าแพคเก็ต "หายไปภายในเครือข่าย" หรือ "หลุดที่เราเตอร์" มันอยู่ที่นี่ ที่นี่คิวภายในเราเตอร์ ที่แพ็กเก็ตดังกล่าวเป็นจริงลดลง และหายไปสมมติว่า การป้อนข้อมูลและเส้นความเร็ว (ราคาส่ง) มีการอัตราส่งเหมือนของ Rline เก็ตต่อวินาที และที่มีการป้อนข้อมูล Nพอร์ตและ N ผลพอร์ต เพื่อทำการสนทนาเพิ่มเติม ในสมมติที่ทั้งหมดแพคเก็ตที่มีความยาวคงที่ และแพ็คเก็ตเดินทางมาเข้าพอร์ตในการซิงโครนัสลักษณะการ นั่นคือ เวลาในการส่งแพคเก็ตบนการเชื่อมต่อจะเท่ากับเวลาได้รับแพคเก็ต บนการเชื่อมต่อ และใน ระหว่างช่วงเวลาดังกล่าวเวลา เป็นศูนย์ หรือแพคเก็ตหนึ่งสามารถมาบนการเชื่อมโยงสัญญาณ กำหนดอัตราการถ่ายโอนผ้าสลับRswitch อัตราที่แพ็กเก็ตสามารถย้ายจากพอร์พอร์ตเอาท์พุท หากRswitch เป็น N เวลาเร็วกว่า Rline แล้วเฉพาะ ระยะคิวจะเกิดขึ้นในการพอร์ตอินพุต ทั้งนี้เนื่องจากแม้ในกรณีเลวร้ายที่สุด ที่มีทั้งหมด N ป้อนบรรทัดรับแพคเก็ต และแพ็คเก็ตทั้งหมดจะถูกส่งต่อพอร์ตแสดงผลเดียวกัน แต่ละคงผ่านผ้าสลับชุด N แพคเก็ต (packet หนึ่งต่อพอร์)ก่อนชุดถัดไปมาถึงแต่สิ่งที่สามารถเกิดขึ้นที่พอร์ตแสดงผล ลองสมมติว่า Rswitch ยังคงเป็น Nเวลาเร็วกว่า Rline อีกครั้ง แพคเก็ต N แต่ละเข้าพอร์ตที่กำหนดเพื่อออกท่าเดียว ในกรณีนี้ ในเวลา ก็ส่งซิงเกิลแพคเก็ตไปยังการเชื่อมโยงขาออก N แพ็คเก็ตใหม่จะมาถึงที่ท่าเรือนี้ออก ตั้งแต่ท่าเรือส่งออกสามารถส่งเฉพาะแพคเก็ตเดียวในหน่วยเวลา (การแพคเก็ตส่งเวลา), แพ็กเก็ตเดินทางเข้ามา N จะได้คิว (รอ) สำหรับการส่งผ่านการเชื่อมโยงออก แล้ว N ส่งข้อมูลเพิ่มเติมสามารถอาจถึงเวลาใช้ในการ4.3 •คืออะไรภายในเราเตอร์ 327บรรทัดเลิกจ้างเชื่อมโยงข้อมูลการประมวลผล(โพรโทคอลencapsulation)จัดคิว (บัฟเฟอร์สลับการจัดการ)ผ้ารูป 4.9 ออกพอร์ตประมวลผลส่งเพียงหนึ่งแพคเก็ต N ที่มีคิวก่อนหน้านี้เพียง และอื่น ๆในที่สุด จำนวนแพคเก็ตที่อยู่ในคิวสามารถเจริญเติบโตพอไอว่างหน่วยความจำที่พอร์ตส่งออก ซึ่งกรณีแพคเก็ตจะถูกข้ามเอาท์พุทพอร์ตคิวจะแสดงในรูปที่ 4.10 ที่เวลา t แพคเก็ตมาถึงที่แต่ละเข้ามาเข้าพอร์ต แต่ละที่กำหนดไว้สำหรับพอร์ตขาออกสูงสุดสมมติความเร็วรายการเหมือนกันและสลับการทำงานที่เวลาสามบรรทัดความเร็วหนึ่งหน่วยเวลาในภายหลัง (นั่นคือ ในเวลาที่ต้องรับ หรือส่งแพคเก็ต) ทั้งสามข้อมูลเดิมลงพอร์ตขาออก และจัดคิวรอส่ง หน่วยเวลาถัดไป แพ็คเก็ตที่สามเหล่านี้อย่างใดอย่างหนึ่งจะได้รับการส่งผ่านการเชื่อมขาออก ในตัวอย่างของเรา แพคเก็ตใหม่สองมาถึงขาเข้าของสวิตช์ แพคเก็ตเหล่านี้อย่างใดอย่างหนึ่งคือกำหนดสำหรับพอร์ตเอาท์พุทสูงสุดนี้ระบุว่าข้อมูลเราเตอร์จำเป็นต้องดูดซับความผันผวนในปริมาณจราจร การธรรมชาติคำถามเป็นจำนวนบัฟเฟอร์เป็นสิ่งจำเป็น หลายปี กฎของนิ้วหัวแม่มือ [RFC 3439] สำหรับขนาดบัฟเฟอร์ถูกว่า ควรมีจำนวนบัฟเฟอร์ (B)มีค่าเท่ากับเวลาประมาณการเฉลี่ย (RTT พูด 250 มิลลิวินาที) เวลากำลังเชื่อมโยง (C)ผลนี้จะขึ้นอยู่กับการวิเคราะห์เปลี่ยนแปลงจัดคิวจำนวนค่อนข้างน้อยของ TCP ไหล [Villamizar 1994] ดังนั้น 10 Gbps เชื่อมโยงกับค่าที่ 250 มิลลิวินาทีต้องเป็นจำนวนเท่ากับบัฟเฟอร์การ B =•ค่า C = 2.5 Gbits ของบัฟเฟอร์ ล่าสุด•บทที่ 4 328 ชั้นเครือข่ายสลับผ้าช่วงชิงงานบนพอร์ตส่งออกที่เวลา tแพคเก็ตหนึ่งเวลาในภายหลังสลับผ้ารูปที่ 4.10 แสดงผลพอร์ตคิวทฤษฎี และทดลองความพยายาม [Appenzeller 2004], แนะนำว่า เมื่อไรมีจำนวนขั้นตอน TCP (N) ผ่านการเชื่อมโยง จำนวนบัฟเฟอร์ขนาดใหญ่ต้องเป็น B =ค่า C/√N—. มีไหลผ่านโดยทั่วไปเป็นจำนวนมากแกนหลักใหญ่เราเตอร์การเชื่อมโยง (ดู เช่น, [Fraleigh 2003]), ค่าของ N จะกว้างลดขนาดบัฟเฟอร์ที่จำเป็นค่อนข้างสำคัญ [Appenzellar 2004 Wischik2005 Beheshti 2008] ให้มากอ่านสนทนาปัญหาขนาดบัฟเฟอร์จากการดำเนินการ ทฤษฎี และมองการดำเนินงานเป็นผลมาจากผลผลิตพอร์ตคิวคือตัวกำหนดเวลากลุ่มที่แสดงผลท่าเรือต้องเลือกกลุ่มหนึ่งที่อยู่ในคิวสำหรับการส่ง ตัวเลือกนี้อาจจะทำตามอย่าง เช่นแรกมาก่อนได้ก่อน (FCFS) กำหนดการหรือสาขาวิชาการจัดการความซับซ้อนมากขึ้นเช่นการถ่วงน้ำหนักแฟร์จัดคิว (WFQ),ซึ่งใช้การเชื่อมโยงขาค่อนข้างในการเชื่อมต่อสิ้นสุดเพื่อสิ้นสุดแตกต่างกันว่า มีแพคเก็ตจัดคิวสำหรับการส่ง การจัดกำหนดการแพคเก็ตมีบทบาทสำคัญในให้ประกันคุณภาพบริการ เราจึงจะครอบคลุมกลุ่มแผนอย่างกว้างขวางในบทที่ 7 เป็นการสนทนาของแพคเก็ตพอร์ตแสดงผลแผนสาขา[ซิสโก้คิว 2012]ในทำนองเดียวกัน ถ้าไม่เพียงพอหน่วยความจำบัฟเฟอร์การแพคเก็ตขาเข้า การตัดสินใจต้องทำอย่างใดอย่างหนึ่งปล่อยแพคเก็ตเดินทางเข้ามา (นโยบายที่เรียกว่าหางหล่น) หรือเอาออกอย่าง น้อยหนึ่งคิวแล้วแพคเก็ตเพื่อทำห้องมาใหม่แพคเก็ต ในบางกรณี มันอาจจะได้ประโยชน์ไปปล่อย (หรือหัวข้อของการทำเครื่องหมาย) แพคเก็ต

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

•การสลับผ่านทางรถบัส
ในวิธีนี้การโอนพอร์ตอินพุตแพ็คเก็ตโดยตรงไปยังพอร์ตออกมาเป็นรถบัสที่ใช้ร่วมกันโดยไม่มีการแทรกแซงโดยหน่วยประมวลผลเส้นทาง นี้จะกระทำโดยทั่วไปโดยมีพอร์ตอินพุตก่อนแขวนป้ายสวิทช์ภายใน (หัว) เพื่อแพ็คเก็ตที่ระบุพอร์ตการส่งออกในท้องถิ่นที่แพ็กเก็ตนี้จะถูกโอนและส่งแพ็คเก็ตลงบนรถบัส แพ็คเก็ตที่ได้รับจากการส่งออกทุกพอร์ต, แต่พอร์ตที่ตรงกับฉลากจะให้แพ็คเก็ต ป้ายก็จะถูกลบออกที่ท่าเรือส่งออกเป็นป้ายชื่อนี้จะใช้เฉพาะภายในสวิทช์ที่จะข้ามรถบัส ถ้าหลายแพ็คเก็ตมาถึงเราเตอร์ในเวลาเดียวกันแต่ละคนที่แตกต่างกันใส่พอร์ตทั้งหมด แต่หนึ่งต้องรอตั้งแต่เพียงหนึ่งแพ็คเก็ตสามารถข้ามรถบัสในเวลา เพราะแพ็คเก็ตทุกคนต้องข้ามรถบัสเดียวความเร็วในการเปลี่ยนของเราเตอร์ที่มี จำกัด ความเร็วรถบัส; ในการเปรียบเทียบวงเวียนของเรานี้เป็นถ้าวงเวียนเท่านั้นที่จะมีรถในช่วงเวลาหนึ่ง อย่างไรก็ตามการเปลี่ยนผ่านทางรถบัสมักจะเพียงพอสำหรับเราเตอร์ที่ทำงานในพื้นที่ขนาดเล็กและเครือข่ายขององค์กร ซิสโก้ 5600 [ซิสโก้สวิทช์ 2012] สลับแพ็คเก็ตกว่ารถบัส backplane 32 Gbps. • Switching ผ่านเครือข่ายเชื่อมต่อโครงข่าย วิธีการหนึ่งที่จะเอาชนะแบนด์วิดธ์ข้อ จำกัด ของการเป็นหนึ่งเดียวรถบัสที่ใช้ร่วมกันคือการใช้เครือข่ายเชื่อมต่อโครงข่ายที่มีความซับซ้อนมากขึ้นเช่นผู้ที่มีการใช้ในอดีตที่ผ่านมาเพื่อเชื่อมต่อระหว่างการประมวลผลในสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์แบบมัลติโปรเซสเซอร์ สวิทช์คานเป็นเครือข่ายเชื่อมต่อโครงข่ายซึ่งประกอบด้วยรถ 2N ที่เชื่อมต่อพอร์ตยังไม่มีการป้อนข้อมูลที่จะไม่มีพอร์ตออกดังแสดงในรูปที่4.8 แต่ละรถตัดแนวตั้งแนวนอนแต่ละรถบัสที่ crosspoint ซึ่งสามารถเปิดหรือปิดได้ตลอดเวลาโดยตัวควบคุมผ้าสวิทช์(ที่มีตรรกะเป็นส่วนหนึ่งของการเปลี่ยนผ้าเอง) เมื่อแพ็คเก็ตมาจากท่าเรือและความต้องการที่จะได้รับการส่งต่อไปยังพอร์ต Y ควบคุมสวิทช์ปิด crosspoint ที่สี่แยกของบัสAand Y และพอร์ต Athen ส่งแพ็คเก็ตลงบนรถบัสของ บริษัท ซึ่งมีการหยิบขึ้นมา(เท่านั้น) โดยรถบัส Y . ทราบว่าแพ็คเก็ตจากท่าเรือ B สามารถส่งต่อไปยังพอร์ต X ที่เวลาเดียวกันตั้งแต่A-ไป Y และ B-X เพื่อใช้ใส่แพ็คเก็ตที่แตกต่างกันและการส่งออกรถบัส จึงแตกต่างจากก่อนหน้านี้สองวิธีการเปลี่ยนเครือข่ายคานที่มีความสามารถในการส่งแพ็คเก็ตหลายขนาน แต่ถ้าทั้งสองแพ็คเก็ตจากสองพอร์ตการป้อนข้อมูลที่แตกต่างกันมีชะตากับพอร์ตการส่งออกเดียวกันแล้วหนึ่งจะต้องรอการป้อนข้อมูลตั้งแต่เพียงหนึ่งแพ็คเก็ตสามารถส่งผ่านรถบัสใดก็ตามในเวลา. เครือข่ายเชื่อมต่อโครงข่ายที่มีความซับซ้อนมากขึ้นใช้หลายขั้นตอน การเปลี่ยนองค์ประกอบที่จะช่วยให้แพ็คเก็ตจากพอร์ตการป้อนข้อมูลที่แตกต่างกันเพื่อดำเนินการต่อไปทางเดียวกันพอร์ตออกในเวลาเดียวกันผ่านผ้าเปลี่ยน ดู [Tobagi 1990] สำหรับการสำรวจสถาปัตยกรรมสวิทช์ ซิสโก้สวิทช์ 12000 ครอบครัว [Cisco 12000 2012] ใช้เครือข่ายที่เชื่อมต่อโครงข่าย. 4.3.3 การประมวลผลการส่งออกการประมวลผลเอาท์พุทพอร์ตแสดงในรูปที่4.9 จะใช้เวลาแพ็คเก็ตที่ได้รับการจัดเก็บไว้ในหน่วยความจำพอร์ตออกและส่งพวกเขาผ่านการเชื่อมโยงการส่งออก ซึ่งรวมถึงการเลือกและการแพ็คเก็ตยกเลิกการเข้าคิวสำหรับการส่งและการดำเนินการที่จำเป็น linklayer และทางกายภาพชั้นฟังก์ชั่นการส่ง. 326 บทที่ 4 •ชั้นเครือข่าย4.3.4 แถวคอยที่ไหนไม่เกิดขึ้น? ถ้าเราพิจารณาการป้อนข้อมูลและการทำงานของพอร์ตการส่งออกและการกำหนดค่าที่แสดง ในรูปที่4.8 ก็เป็นที่ชัดเจนว่าคิวแพ็คเก็ตอาจเป็นทั้งพอร์ตเข้าและส่งออกพอร์ตเช่นเดียวกับที่เราระบุกรณีที่รถอาจจะรอที่ปัจจัยการผลิตและผลของสี่แยกจราจรในการเปรียบเทียบวงเวียนของเรา สถานที่ตั้งและขอบเขตของการเข้าคิว(ทั้งที่คิวพอร์ตอินพุตหรือคิวพอร์ตการส่งออก) จะขึ้นอยู่กับการจราจรโหลดความเร็วสัมพัทธ์ของผ้าเปลี่ยนและความเร็วในบรรทัด ตอนนี้ขอให้พิจารณาคิวเหล่านี้ในรายละเอียดอีกเล็กน้อยเนื่องจากเป็นคิวเหล่านี้เติบโตขนาดใหญ่หน่วยความจำของเราเตอร์ในที่สุดก็สามารถหมดและการสูญเสียแพ็คเก็ตที่จะเกิดขึ้นเมื่อหน่วยความจำไม่สามารถใช้ได้ในการจัดเก็บแพ็คเก็ตที่เดินทางมาถึง จำได้ว่าในการอภิปรายก่อนหน้านี้ของเราเราบอกว่าแพ็คเก็ตเป็น "หายไปภายในเครือข่าย" หรือ "ลดลงที่เราเตอร์." มันอยู่ที่นี่ที่เหล่านี้คิวภายในเราเตอร์ที่แพ็คเก็ตดังกล่าวจะลดลงจริงและการสูญเสีย. สมมติว่าการป้อนข้อมูล และความเร็วของสายการส่งออก (อัตราค่าส่ง) ทุกคนมีอัตราการส่งแพ็คเก็ตที่เหมือนกันของRline ต่อวินาทีและว่ามีการป้อนข้อมูลที่ไม่มีพอร์ตและไม่มีพอร์ตออก เพื่อให้ง่ายต่อการอภิปรายสมมติว่าทุกแพ็คเก็ตมีความยาวคงที่เดียวกันและแพ็คเก็ตมาถึงพอร์ตการป้อนข้อมูลในซิงโครลักษณะ นั่นคือเวลาที่จะส่งแพ็คเก็ตในการเชื่อมโยงใด ๆ จะมีค่าเท่ากับเวลาที่จะได้รับแพ็คเก็ตที่ลิงก์ใดๆ และในช่วงดังกล่าวช่วงเวลาทั้งศูนย์หรือหนึ่งแพ็คเก็ตสามารถมาถึงในการเชื่อมโยงการป้อนข้อมูล กําหนดการโอนเปลี่ยนผ้าอัตราRswitch เป็นอัตราที่แพ็คเก็ตสามารถเคลื่อนย้ายจากพอร์ตอินพุตพอร์ตการส่งออก หากRswitch คือไม่มีครั้งเร็วกว่า Rline แล้วเข้าคิวเล็กน้อยจะเกิดขึ้นในพอร์ตการป้อนข้อมูล นี้เป็นเพราะแม้ในกรณีที่เลวร้ายที่สุดที่ทุกเส้นที่นำเข้ายังไม่มีจะได้รับแพ็คเก็ตและแพ็กเก็ตทั้งหมดจะได้รับการส่งต่อไปยังพอร์ตออกเดียวกันในแต่ละชุดของแพ็คเก็ตN (หนึ่งแพ็คเก็ตต่อพอร์ตอินพุต) สามารถล้างผ่านผ้าสวิทช์ก่อนที่ชุดต่อไปจะมาถึง. แต่สิ่งที่สามารถเกิดขึ้นได้ในพอร์ตออกหรือไม่? ลองสมมติว่า Rswitch ยังคงไม่มีครั้งเร็วกว่าRline อีกครั้งหนึ่งที่แพ็คเก็ตที่จะมาถึงในแต่ละพอร์ตการป้อนข้อมูลที่ไม่มีมีปลายทางที่จะส่งออกพอร์ตเดียวกัน ในกรณีนี้ในเวลาที่ใช้ในการส่งซิงเกิ้ลแพ็คเก็ตบนการเชื่อมโยงขาออก, N แพ็คเก็ตใหม่จะมาถึงที่ท่าเรือส่งออกนี้ เนื่องจากพอร์ตการส่งออกสามารถส่งแพ็คเก็ตเพียงคนเดียวในหน่วยของเวลา(การส่งแพ็คเก็ตเวลา) ที่ยังไม่มีแพ็คเก็ตที่เดินทางมาถึงจะมีคิว (รอ) สำหรับส่งผ่านการเชื่อมโยงขาออก จากนั้นยังไม่มีแพ็กเก็ตที่มากขึ้นอาจจะมาถึงในเวลาที่ใช้ในการ4.3 •สิ่งที่อยู่ภายในเราเตอร์? 327 สายการยุติการเชื่อมโยงข้อมูลการประมวลผล(โปรโตคอลencapsulation) จัดคิว (บัฟเฟอร์การจัดการสวิทช์) ผ้ารูปที่ 4.9 การประมวลผลเอาท์พุทพอร์ตส่งเพียงหนึ่งในแพ็คเก็ตยังไม่มีข้อความที่เพิ่งได้รับการจัดคิวก่อนหน้านี้ และอื่น ๆ . ในที่สุดจำนวนของแพ็กเก็ตจัดคิวสามารถขยายขนาดใหญ่พอที่จะใช้ได้หมดหน่วยความจำที่ท่าเรือส่งออกซึ่งในกรณีแพ็คเก็ตจะลดลง. เข้าคิวพอร์ตเอาท์พุทจะแสดงในรูปที่ 4.10 เวลา t, แพ็คเก็ตได้มาถึงที่แต่ละพอร์ตการป้อนข้อมูลเข้ามาในแต่ละdestined สำหรับพอร์ตขาออกบนสุด. สมมติว่าความเร็วของสายที่เหมือนกันและสวิทช์การปฏิบัติงานที่สามครั้งความเร็วเส้นหนึ่งหน่วยเวลาต่อมา (ซึ่งก็คือในเวลาที่ ที่จำเป็นในการรับหรือส่งแพ็คเก็ต) ทั้งสามแพ็คเก็ตเดิมที่ได้รับการถ่ายโอนไปยังพอร์ตออกและถูกจัดคิวรอส่ง ในหน่วยในครั้งต่อไปซึ่งเป็นหนึ่งในสามคนนี้แพ็คเก็ตจะได้รับการส่งผ่านการเชื่อมต่อขาออก ในตัวอย่างของเราสองแพ็คเก็ตใหม่ได้มาถึงที่เข้ามาด้านข้างของสวิทช์; หนึ่งของแพ็กเก็ตเหล่านี้เป็น destined สำหรับพอร์ตออกนี้สุดยอด. ระบุว่าบัฟเฟอร์เราเตอร์ที่มีความจำเป็นที่จะดูดซับความผันผวนของปริมาณการเข้าชมที่คำถามธรรมชาติที่จะขอเป็นวิธีบัฟเฟอร์มากจะต้อง หลายปีที่ผ่านกฎของหัวแม่มือ [RFC 3439] สำหรับการปรับขนาดบัฟเฟอร์คือการที่ปริมาณของบัฟเฟอร์ (B) ควรจะเท่ากับตลอดเวลาการเดินทางเฉลี่ย(RTT พูด 250 มิลลิวินาที) ครั้งที่ความสามารถในการเชื่อมโยง (C). นี้ผลจะขึ้นอยู่กับการวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงการเข้าคิวเป็นจำนวนที่ค่อนข้างเล็กของ TCP ไหล [Villamizar 1994] ดังนั้น 10 Gbps เชื่อมโยงกับ RTT 250 มิลลิวินาทีจะต้องมีปริมาณของบัฟเฟอร์เท่ากับข= RTT • C = 2.5 Gbits บัฟเฟอร์ ล่าสุด328 บทที่ 4 •ชั้นเครือข่ายสวิทช์ผ้าต่อสู้พอร์ตเอาท์พุทที่เวลาt ครั้งหนึ่งแพ็คเก็ตต่อมาสลับผ้ารูปที่4.10 พอร์ตเอาท์พุทเข้าคิวความพยายามในทางทฤษฎีและการทดลอง[Appenzeller 2004] แต่ขอแนะนำว่าเมื่อมีจำนวนมากของTCP ไหล ( N) ผ่านการเชื่อมโยงจำนวนบัฟเฟอร์ที่จำเป็นต้องมีB = RTT C / √N - ที่มีจำนวนมากของกระแสมักจะผ่านการเชื่อมโยงเราเตอร์กระดูกสันหลังขนาดใหญ่ (ดูเช่น [Fraleigh 2003]) ค่าของ N ไม่สามารถขนาดใหญ่ที่มีการลดลงของขนาดของบัฟเฟอร์ที่จำเป็นกลายเป็นอย่างมากเลยทีเดียว [Appenzellar 2004; Wischik 2005; Beheshti 2008] ให้การอภิปรายอ่านได้มากของปัญหาขนาดบัฟเฟอร์จากทฤษฎีการดำเนินงานและมุมมองในการดำเนินงาน. เป็นผลมาจากการเข้าคิวพอร์ตออกเป็นที่กำหนดการแพ็คเก็ตที่ส่งออกพอร์ตจะต้องเลือกอย่างใดอย่างหนึ่งแพ็คเก็ตในหมู่ผู้จัดคิวสำหรับการส่ง การเลือกนี้อาจจะมีการทำในแต่ละง่ายเช่นครั้งแรกมาก่อนหลัง (FCFS) การตั้งเวลาหรือวินัยการจัดตารางเวลาที่มีความซับซ้อนมากขึ้นเช่นการเข้าคิวน้ำหนักยุติธรรม(WFQ) ซึ่งหุ้นที่ลิงค์ขาออกอย่างเป็นธรรมในหมู่สิ้นที่แตกต่างกัน การเชื่อมต่อ to-end ที่มีแพ็คเก็ตจัดคิวสำหรับการส่ง การตั้งเวลาแพ็คเก็ตที่มีบทบาทสำคัญในการให้การค้ำประกันที่มีคุณภาพการให้บริการ เราจึงจะครอบคลุมการจัดตารางเวลาแพ็คเก็ตอย่างกว้างขวางในบทที่ 7. การอภิปรายของสาขาการตั้งเวลาแพ็คเก็ตพอร์ตออกเป็น [คิวของซิสโก้ 2012]. ในทำนองเดียวกันถ้ามีหน่วยความจำไม่เพียงพอที่จะ buffer แพ็คเก็ตที่เข้ามาตัดสินใจจะต้องทำอย่างใดอย่างหนึ่งที่จะลดลงที่เดินทางมาถึงแพ็คเก็ต (นโยบายที่รู้จักกันเป็นแบบเลื่อนหาง) หรือลบหนึ่งหรือมากกว่าหนึ่งแพ็คเก็ตแล้วจัดคิวเพื่อให้ห้องพักสำหรับเพิ่งเดินทางมาถึงแพ็คเก็ต ในบางกรณีก็อาจจะเป็นข้อได้เปรียบที่จะลดลง (หรือทำเครื่องหมายส่วนหัวของ) แพ็คเก็ต

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

- การเปลี่ยนผ่านทางรถบัส ในวิธีนี้ใส่พอร์ตส่งแพ็กเก็ตไปยังพอร์ตออกมากกว่า
รถบัสที่ใช้ร่วมกัน โดยไม่มีการแทรกแซงโดยเส้นทางการประมวลผล นี้มักจะทำโดยมี
เข้าพอร์ตก่อนยังไม่ตกลงใจสลับภายในป้าย ( ส่วนหัว )
ซองระบุพอร์ตผลผลิตท้องถิ่นที่แพ็คเก็ตนี้จะถูกโอนและส่งแพ็คเก็ต
บนรถบัสแพ็คเก็ตที่ได้รับจากพอร์ตออกทั้งหมด ,
แต่พอร์ตที่ตรงกับฉลากจะช่วยให้แพ็คเก็ต ฉลากแล้ว
เอาออกในพอร์ตออก เช่น ป้ายนี้จะใช้เฉพาะภายในสลับข้าม
รถบัส ถ้าหลายแพ็กเก็ตมาถึงเราเตอร์ในเวลาเดียวกัน แต่ละที่พอร์ตอินพุต
ที่แตกต่างกันทั้งหมด แต่ต้องรอเพราะแค่ห่อเดียวสามารถข้ามรถในเวลา เพราะ
ทุกแพ็กเก็ตต้องข้ามคันเดียว ความเร็วในการสลับของ Router จำกัด
กับความเร็วบัส ในคล้ายคลึงอ้อมของเรานี้เป็นเหมือนวงเวียนเท่านั้น
มีคันเดียวในเวลา อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนผ่านทางบัสมักจะเพียงพอสำหรับ
เราเตอร์ที่ทํางานในพื้นที่ขนาดเล็กและเครือข่ายองค์กร ซิสโก้ 5600
[ 2012 ] สวิตช์แพ็กเก็ตสวิตช์ของซิสโก้กว่าบัส backplane 32 Gbps .
- เปลี่ยนผ่านการเชื่อมต่อเครือข่าย วิธีหนึ่งที่จะเอาชนะข้อ จำกัด แบนด์วิดธ์
ของเดียว , รถบัสร่วมกันคือการใช้เครือข่ายการเชื่อมต่อที่ซับซ้อนมากขึ้น
เช่นที่เคยใช้ในอดีตเพื่อเชื่อมโปรเซสเซอร์ใน
สถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์มัลติ .เป็นคาน เปลี่ยนเป็นการเชื่อมต่อเครือข่าย ประกอบด้วย รถโดยสารที่เชื่อม 2
n เข้าพอร์ตกับพอร์ตเอาต์พุต ดังแสดงในรูปที่ 4.8
. แนวตั้งแนวนอนตัดแต่ละแต่ละรถบัสรถบัสที่ CrossPoint ซึ่ง
สามารถเปิดหรือปิดในเวลาใด ๆโดยสลับผ้าควบคุม ( ที่มีตรรกะ
ส่วนหนึ่งของการสลับผ้านั่นเอง ) เมื่อ packet มาถึงจากพอร์ตและความต้องการ

ส่งต่อพอร์ต Y , สวิทช์ควบคุมปิด CrossPoint สี่แยก
ของบัสและ y , และพอร์ตธน ส่งแพ็คเก็ตบนรถเมล์ ซึ่งจะเลือกขึ้น
( เท่านั้น ) โดยรถบัส . ทราบว่าแพ็คเก็ตจากพอร์ต B จะถูกส่งต่อไปยังพอร์ตที่ x
เวลาเดียวกัน ตั้งแต่ a-to-y และซองใส่ b-to-x ใช้แตกต่างกันและผลผลิต
รถบัส ซึ่งแตกต่างจากก่อนหน้านี้สองเปลี่ยนแนวเครือข่ายคานประตูจะสามารถส่งต่อแพ็กเก็ต
หลายขนาน แต่ถ้าสองแพ็กเก็ตจาก
สองพอร์ตอินพุตต่างๆถูกกำหนดให้พอร์ตออกเหมือนกัน แล้วจะได้

รอที่ทางเข้าตั้งแต่เพียงหนึ่งสามารถส่งแพ็กเก็ตใด ๆรถทัวร์ที่เวลา เครือข่ายการเชื่อมต่อที่ซับซ้อนมากขึ้นใช้

หลายขั้นตอนของการเปลี่ยนองค์ประกอบที่จะช่วยให้แพ็คเก็ตจากพอร์ตอินพุตที่แตกต่างกันเพื่อดำเนินการต่อและพอร์ตเอาท์พุตเดียวกัน
ในเวลาเดียวกันผ่านสลับผ้า ดู tobagi [ 1990 ]
การสำรวจสถาปัตยกรรมสลับ สวิตช์ Cisco 12000 ครอบครัว [ Cisco 12000
2012 ] ใช้เชื่อมต่อเครือข่าย .

การประมวลผลการประมวลผล 4.3.3 output พอร์ตเอาท์พุต แสดงในรูปที่ 4.9 ใช้แพ็กเก็ตที่ถูกจัดเก็บใน
หน่วยความจำพอร์ตออกและส่งพวกเขาผ่านการแสดงผลการเชื่อมโยง ซึ่งรวมถึงการเลือก และ เดอ คิว
แพ็กเก็ตสำหรับการส่งและการแสดงเป็นลิงค์เลเยอร์และฟังก์ชันการส่งผ่านชั้นกายภาพ
.
แต่บทที่ 4 - ชั้น

4.3.4 เครือข่ายคิวเกิดขึ้นที่ไหน ?
ถ้าเราพิจารณาข้อมูลและฟังก์ชั่นพอร์ต output และระบบแสดงในรูปที่ 4
,มันชัดเจนว่าแพ็คเก็ตคิวอาจฟอร์มที่ทั้งเข้าพอร์ต และผลผลิต
พอร์ต , เช่นเดียวกับที่เราระบุไว้ กรณีที่รถยนต์อาจไปรอที่อินพุตและเอาต์พุตของ
สี่แยกไฟแดงในคล้ายคลึงอ้อมของเรา ที่ตั้งและขอบเขตของแถวคอย
( ทั้งที่ใส่พอร์ตหรือพอร์ตออกคิวคิว ) จะขึ้นอยู่กับการจราจร
โหลด ความเร็วสัมพัทธ์ของการเปลี่ยนผ้าและสายความเร็ว ตอนนี้ขอพิจารณา
เหล่านี้คิวในรายละเอียดอีกเล็กน้อย เพราะเป็นคิวเหล่านี้เติบโตขนาดใหญ่
หน่วยความจำของ Router สามารถในที่สุดจะเหนื่อยและการสูญเสียแพ็คเก็ตจะเกิดขึ้นเมื่อไม่มีหน่วยความจำที่สามารถใช้ได้
เก็บมาถึงแพ็กเก็ต จำได้ว่า ในการอภิปรายก่อนหน้านี้ของเรา เรากล่าวว่าเป็น "
แพ็กเก็ตสูญหายภายในเครือข่าย " หรือ " ลดลงในเราเตอร์ " มันคือที่นี่ ที่เหล่านี้