1.5.3　交换机的交换方式

目前交换机在传送源和目的端口的数据帧时有3种交换方式，直通式、存储转发式和碎片隔离式。目前交换机最主流的交换方式是存储转发式（默认配置）。

1.直通交换方式（Cut-through）

采用直通交换方式的以太网交换机可以理解为在各端口间是纵横交叉的线路矩阵交换机。它在输入端口检测到一个数据帧时，检查该帧的帧头，获取帧的目的地址，启动内部的动态查找表转换成相应的输出端口，在输入与输出交叉处接通，把数据帧直接送到相应的端口，完成数据交换功能。由于它只检查数据帧的帧头（通常只检查14B），不需要存储，所以具有延迟小（延迟（Latency）是指数据帧进入一个网络设备到离开该设备所花的时间）、交换速度快的优点。

但它的缺点也很明显：

（1）因为数据帧没有被以太网交换机保存下来，所以无法检查所传送的数据帧是否有误，不能提供错误检测能力。

（2）因为输入/输出端口间有速度上的差异，如连接到高速网络（千兆网络）上，没有缓存而直接将输入/输出端口“接通”，容易丢帧。

（3）当以太网交换机的端口增加时，交换矩阵变得越来越复杂，其硬件实现就更加困难。

2.存储转发方式（Store-and-Forward）

存储转发方式是计算机网络领域应用最为广泛的方式。它把输入端口的数据帧先缓存起来，然后进行CRC（循环冗余码校验）检查，在对错误帧处理后才取出数据帧的目的MAC地址，通过查找表得到输出端口后送出帧。其优点是：①对进入交换机的数据帧进行错误检测，提高了传输的可靠性；②支持不同速度的端口间的转换，保持高速端口与低速端口间的协同工作。其缺点是数据缓存、校验使得延时增加，影响交换机交换数据的速度。但在一个不太稳定的网络环境下，这种交换方式仍然能提高网络的性能。

3.碎片隔离式（Fragment Free）

碎片隔离式是介于直通式和存储转发式之间的一种解决方案。它在转发前先检查数据帧的长度是否够64B（512bit），如果小于64B，说明是假帧（或称残帧），则丢弃该帧；如果大于64B，则发送该帧。这种方式也不提供数据校验，其数据处理速度比存储转发方式快，但比直通式慢。但由于能够避免残帧的转发，所以被广泛应用于低档交换机中。

使用这类交换技术的交换机一般是使用了一种特殊的缓存。这种缓存是一种先进先出的FIFO（First In First Out），比特从一端进入，然后再以同样的顺序从另一端出来。当帧被接收时，它被保存在FIFO中。如果帧以小于512bit的长度结束，那么FIFO中的内容（残帧）就会被丢弃。因此，不存在普通直通转发交换机存在的残帧转发问题，是一个非常好的解决方案。数据帧在转发之前将被缓存保存下来，从而确保碰撞碎片不通过网络传播，能够在很大程度上提高网络传输效率。