Omdat LAN-switches gebruikmaken van virtuele circuit switching, kunnen ze er technisch gezien voor zorgen dat de bandbreedte tussen alle in- en uitgangspoorten niet-conflicterend is. Dit maakt snelle gegevensoverdracht tussen poorten mogelijk zonder transmissieknelpunten te creëren. Dit verhoogt de datadoorvoer van netwerkinformatiepunten aanzienlijk en optimaliseert het algehele netwerksysteem. Dit artikel beschrijft de vijf belangrijkste technologieën die hierbij betrokken zijn.
1. Programmeerbare ASIC (Application-Specific Integrated Circuit)
Dit is een speciaal ontworpen geïntegreerde schakeling (ISIC) die specifiek is ontwikkeld om Layer 2-switching te optimaliseren. Het is de kernintegratietechnologie die in de huidige netwerkoplossingen wordt gebruikt. Meerdere functies kunnen op één chip worden geïntegreerd, wat voordelen biedt zoals een eenvoudig ontwerp, hoge betrouwbaarheid, laag energieverbruik, hogere prestaties en lagere kosten. Programmeerbare ASIC-chips, die veelvuldig worden gebruikt in LAN-switches, kunnen door fabrikanten – of zelfs door gebruikers – worden aangepast aan de specifieke behoeften van de toepassing. Ze zijn uitgegroeid tot een van de belangrijkste technologieën in LAN-switchtoepassingen.
2. Gedistribueerde pijplijn
Met gedistribueerde pipelining kunnen meerdere gedistribueerde forwarding-engines hun respectievelijke pakketten snel en onafhankelijk van elkaar doorsturen. In één pipeline kunnen meerdere ASIC-chips meerdere frames tegelijk verwerken. Deze gelijktijdigheid en pipelining tillen de forwarding-prestaties naar een nieuw niveau, waardoor lijnsnelheid wordt bereikt voor unicast-, broadcast- en multicastverkeer op alle poorten. Daarom is gedistribueerde pipelining een belangrijke factor in het verbeteren van de LAN-switchsnelheden.
3. Dynamisch schaalbaar geheugen
Voor geavanceerde LAN-switches zijn hoge prestaties en hoogwaardige functionaliteit vaak afhankelijk van een intelligent geheugensysteem. Dynamisch schaalbare geheugentechnologie maakt het mogelijk dat een switch de geheugencapaciteit dynamisch uitbreidt op basis van de verkeersbehoeften. In Layer 3-switches is een deel van het geheugen direct gekoppeld aan de forwarding engine, waardoor de toevoeging van meer interfacemodules mogelijk is. Naarmate het aantal forwarding engines toeneemt, wordt het bijbehorende geheugen dienovereenkomstig uitgebreid. Door middel van pipeline-gebaseerde ASIC-processing kunnen buffers dynamisch worden opgebouwd om het geheugengebruik te optimaliseren en pakketverlies tijdens grote datapieken te voorkomen.
4. Geavanceerde wachtrijmechanismen
Hoe krachtig een netwerkapparaat ook is, het zal altijd last hebben van congestie in de aangesloten netwerksegmenten. Traditioneel wordt verkeer op een poort opgeslagen in één enkele uitvoerwachtrij, die strikt volgens het FIFO-principe (First In, First Out) wordt verwerkt, ongeacht de prioriteit. Wanneer de wachtrij vol is, worden overtollige pakketten verwijderd; wanneer de wachtrij langer wordt, neemt de vertraging toe. Dit traditionele wachtrijmechanisme zorgt voor problemen bij realtime- en multimediatoepassingen.
Daarom hebben veel leveranciers geavanceerde wachtrijtechnologieën ontwikkeld om gedifferentieerde services op Ethernet-segmenten te ondersteunen, terwijl vertraging en jitter worden beheerst. Deze technologieën kunnen meerdere wachtrijniveaus per poort omvatten, waardoor verkeersniveaus beter kunnen worden gedifferentieerd. Multimedia- en realtime-datapakketten worden in wachtrijen met hoge prioriteit geplaatst en met gewogen eerlijke wachtrijen worden deze wachtrijen vaker verwerkt, zonder dat verkeer met lagere prioriteit volledig wordt genegeerd. Gebruikers van traditionele applicaties merken geen veranderingen in responstijd of doorvoer, terwijl gebruikers van tijdskritische applicaties tijdig antwoord krijgen.
5. Automatische verkeersclassificatie
Bij netwerktransmissie zijn sommige datastromen belangrijker dan andere. Layer-3 LAN-switches zijn begonnen met het toepassen van automatische verkeersclassificatietechnologie om onderscheid te maken tussen verschillende typen en prioriteiten van verkeer. De praktijk wijst uit dat switches met automatische classificatie de pakketverwerkingspipeline kunnen instrueren om door de gebruiker aangewezen stromen te onderscheiden, waardoor een lage latentie en doorsturing met hoge prioriteit worden bereikt. Dit biedt niet alleen effectieve controle en beheer voor specifieke verkeersstromen, maar helpt ook netwerkcongestie te voorkomen.
Geplaatst op: 20 november 2025