存储转发与直通的切换模式(存储转发和直通转发的区别)

正如我们在上一课中了解到的，交换机操作逻辑的第一步是从发送节点接收以太网帧。根据所使用的交换方法的类型，交换机在进入下一个操作步骤之前需要接收并检查不同数量的字节并最终将帧切换到传出端口或端口。Cisco 交换机支持两种主要的交换模式：

· 直通模式，有两种形式：

o 无片段切换

o 快进切换

· 存储转发模式

两种交换模式的转发决策都基于以太网帧的目的 MAC 地址。他们还学习 MAC 地址并构建自己的 MAC 表，因为他们在转发帧时检查以太网报头中的源 MAC 地址 (SMAC) 字段。这些交换模式的不同之处在于，在帧开始转发出出口端口之前，交换机必须接收和检查多少帧。

图 1. 基于接收到的帧字节的切换模式

图 1 比较了三种模式中的每一种，并显示了每种模式必须接收多少信息。让我们详细看看每一个。

存储转发模式

历史上，以太网层第一种广泛使用的转发方法被称为“存储转发”交换。在这种交换方法中，必须在根据目标 MAC 地址查找做出转发决定之前完全接收到帧。一旦接收并缓冲，交换机会将帧的 FCS 字段与其帧校验序列 (FCS) 计算进行比较，以确保数据的完整性和正确性。如果 CRC 值不匹配，则将帧标记为无效并丢弃。如果值匹配，则在转发帧之前检查目标和源 MAC 地址。

此方法比其他三种方法产生更高的延迟，默认情况下会丢弃小于 64 字节（runts）和大于 1518 字节（giants）的帧。

图 2. 存储转发交换模式示例

图 2 显示了交换机接收帧并验证其完整性的示例。请注意，在执行下一个操作之前，首先会完整接收它。

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直通式切换

使用直通交换的以太网交换机可以在获得传入帧的前几个字节后立即做出转发决定。交换机不必等待帧的其余部分开始将帧切换到传出端口。

无片段模式

在这种模式下运行的交换机必须接收并检查帧的前 64 个字节，然后做出转发决定。为什么它们正好需要 64 个字节？在以太网 LAN 中，在前 64 个字节中检测到冲突片段。这种切换方式现在已经不再广泛使用，所以我们只提一下以供参考。

快进切换（简称直通）

直通交换机一旦获得帧的目的 MAC 地址就可以做出转发决定，这意味着它只需要前 6 个字节。它不必等待以太网帧的其余部分来做出转发决定。图 3 显示了这种行为的一个示例。

图 3. 直通开关模式示例

然而，当今更复杂的直通交换机不一定采用这种方法。他们可能会解析传入的帧，直到他们从帧内容中获得足够的信息来执行所有附加功能。例如，如果接口上配置了访问控制列表 (ACL)，则交换机必须接收到 IP 和传输层标头（IPv4 标头为 20 字节，TCP 标头为 20 字节）的帧以匹配那里的信息针对接口访问列表。这意味着到目前为止总共有 54 个字节。另一个示例是是否配置了服务质量 (QoS) 或任何其他高级功能。

与存储转发交换不同，直通交换不会丢弃无效的以太网帧。它们被转发到下一个节点，直到路径上的某个设备使帧的 FCS 无效并丢弃它。

这种交换方法的主要优点是交换机开始转发数据包所需的时间（称为交换机的延迟）远低于存储转发交换。

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配置和验证切换模式

大多数现代交换机平台默认启用直通切换模式。您可以使用showswitching-mode命令进行检查。

如果要启用存储转发模式，可以使用以下简单过程。

总之

所以综上所述，关于不同的切换模式最重要的几点是：

在存储转发模式下，交换机在做出任何操作决策之前接收并存储整个帧。这种方法有利于保持帧的完整性和有效性，但会产生额外的网络延迟。
在直通交换模式下，交换机只接收一小部分帧并立即开始做出转发决定。在这种方法中，交换机不会丢弃无效帧，而是将它们转发到下一个节点。但是，网络延迟低于存储转发方法。

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