Uma breve discussão sobre métodos de encaminhamento em switch de rede

2025-11-15 16:12:29

1. Store-and-Forward Switching (SNS): O switch de rede operando no modo store-and-forward lê todo o quadro de dados na memória e verifica sua exatidão antes de enviar informações. Embora esse método demore mais que o método pass-through, ele armazena e encaminha dados, garantindo precisão. Como o switch de rede operando no modo store-and-forward não propaga dados errados, ele é mais adequado para grandes redes locais.

2. Controle de erros: Após receber um quadro completo na porta de entrada, o switch de nível industrial compara a sequência de verificação de quadros (FCS) do último campo do datagrama com seu próprio FCS. O processo de verificação FCS ajuda a garantir que o quadro não tenha erros físicos ou de link de dados. Se a verificação do quadro estiver correta, o switch Core o encaminha; caso contrário, os dados serão descartados.

3. Buffer automático: O switch de rede de armazenamento e encaminhamento suporta conexões mistas de Ethernet com velocidades diferentes, armazenando em buffer na porta de entrada. Por exemplo, receber um quadro enviado a uma taxa de 1 Gb/s e encaminhá-lo para uma porta Ethernet de 100 Mbps requer armazenamento e encaminhamento. Quando as velocidades das portas de entrada e saída não correspondem, o switch Core coloca todo o conteúdo do quadro no buffer, calcula a verificação FCS, encaminha o buffer de saída e, em seguida, envia o quadro.

4. Comutação direta

Uma vantagem da comutação cut-through é a sua velocidade em comparação com a tecnologia store-and-forward. O switch de rede usando o modo cut-through lê o cabeçalho do quadro e decide para qual porta enviar os dados antes de receber o pacote de dados inteiro, sem armazenar dados em buffer ou verificar a integridade dos dados. Este método de comutação tem duas características principais: encaminhamento rápido de quadros e tratamento de quadros inválidos.

5. Encaminhamento rápido de quadros

Depois que o switch Core encontra o endereço MAC de destino na tabela de endereços MAC, ele imediatamente toma uma decisão de encaminhamento sem esperar que o restante do quadro entre na porta.

O switch de rede que usa o modo cut-through pode determinar rapidamente se é necessário verificar mais partes do cabeçalho do quadro para fins de filtragem adicional. Por exemplo, o switch Core pode verificar os primeiros 14 bytes (endereço MAC de origem, endereço MAC de destino, campo de tipo Ethernet) e os 40 bytes seguintes para implementar funções relacionadas às camadas 3 e 4 do IPv4.

6. Tratamento de quadros inválido

Para a maioria dos quadros inválidos, o switch Core que usa o modo cut-through não os descarta; quadros errados são encaminhados para outros segmentos de rede. Se ocorrer uma alta taxa de erros (quadros inválidos) na rede, a comutação cut-through poderá afetar negativamente a largura de banda, e quadros corrompidos e inválidos poderão causar congestionamento de largura de banda. Em situações congestionadas, esses switches de rede armazenarão e encaminharão os quadros como veículos de armazenamento e encaminhamento.

7. Encaminhamento sem fragmentos

O encaminhamento sem fragmentos é uma melhoria no método cut-through. Antes de encaminhar, cada switch Core verifica se o quadro é maior que 64 bytes (se menor, é descartado) para garantir que não haja quadros fragmentados. O encaminhamento sem fragmentos oferece melhor detecção de erros do que o cut-through, sem realmente aumentar a latência. É adequado para aplicações de computação de alto desempenho, ou seja, aplicações onde a latência processo a processo é inferior a 10 milissegundos.