Способ коммутации с промежуточным хранением кадра называется «коммутация с полным буферизацией» или «коммутация с промежуточным хранением и передачей». На английском языке он известен как «store-and-forward switching».
📘 Определение
Коммутация с промежуточным хранением (store-and-forward switching) — это метод коммутации в сетевых устройствах (например, коммутаторах и маршрутизаторах), при котором весь кадр данных (чаще всего Ethernet-кадр) полностью принимается, сохраняется во временный буфер, проверяется на наличие ошибок и только затем передаётся на следующий сегмент сети.
🔧 Принцип работы
Получение кадра:
Устройство полностью принимает входящий кадр от отправителя.
Кадр сохраняется в оперативной памяти (буфере).
Проверка целостности:
После получения всего кадра коммутатор выполняет проверку целостности, чаще всего с использованием CRC (Cyclic Redundancy Check), которая находится в конце Ethernet-кадра.
Если обнаружены ошибки, кадр отбрасывается, тем самым предотвращая распространение повреждённых данных.
Принятие решения о маршрутизации:
На основании информации в заголовке кадра (например, MAC-адрес назначения) коммутатор определяет, на какой порт следует переслать кадр.
Передача кадра:
Кадр передаётся на нужный выходной порт, если он прошёл проверку.
🛠 Технические особенности
| Характеристика | Значение/Описание |
|---|---|
| Буферизация | Требуется память для хранения полного кадра |
| Задержка | Выше, чем у других методов (например, cut-through) |
| Надёжность | Высокая, т.к. ошибочные кадры не пересылаются |
| Применение | Широко используется в сетевых коммутаторах уровня 2 и 3 |
| Скорость | Ниже, чем у cut-through, особенно при больших кадрах |
| Типичная длина кадра | До 1518 байт для обычных Ethernet-кадров |
📊 Сравнение с другими методами коммутации
| Метод | Описание | Преимущества | Недостатки |
|---|---|---|---|
| Store-and-forward | Хранит и проверяет весь кадр перед пересылкой | Высокая надёжность, обнаружение ошибок | Задержка при передаче |
| Cut-through | Начинает пересылку сразу после получения заголовка кадра | Минимальная задержка | Ошибочные кадры могут быть пересланы |
| Fragment-free | Ждёт первых 64 байта кадра (защита от коллизий), потом передаёт | Баланс между скоростью и надёжностью | Меньшая защита от ошибок, чем у store-and-forward |
📡 Где используется
Сетевые коммутаторы (switches): особенно в корпоративных и дата-центровых сетях.
Маршрутизаторы: при передаче данных между различными сетями.
Беспроводные точки доступа: для фильтрации повреждённых пакетов.
VoIP и видеосвязь: где важна надёжность передачи без потери качества.
🧠 Преимущества store-and-forward
Позволяет фильтровать ошибочные или коррумпированные кадры.
Предотвращает распространение кадров с CRC-ошибками.
Обеспечивает высокое качество передачи данных, особенно важно в чувствительных к ошибкам приложениях (например, банковские системы, медицинские сети).
❗ Пример
Допустим, на сетевом коммутаторе включена коммутация с промежуточным хранением. Если в порт приходит кадр длиной 1500 байт, то:
Коммутатор сначала полностью получает и сохраняет все 1500 байт.
Выполняет проверку CRC.
Если кадр исправен, он перенаправляется на нужный порт.
Если обнаружена ошибка, кадр отбрасывается, и получатель его не увидит.
🔚 Вывод
Коммутация с промежуточным хранением (store-and-forward) — это надёжный способ передачи данных, который обеспечивает высокую точность и фильтрацию повреждённых кадров. Он широко используется в современных сетях, особенно в критически важных инфраструктурах, где точность и целостность данных важнее скорости.
Если хочешь, могу нарисовать схему, иллюстрирующую процесс store-and-forward — дай знать.
