存储转发交换和直通交换的比较

众所周知，第 2 层交换机通常负责在数据链路层（OSI 第 2 层）传输数据并对每个传输和接收的帧执行错误检查。利用MAC 地址，帧或数据包将由第 2 层交换机转发。在这个过程中，存在三种常见的以太网交换方式：直通式、无分片式和存储转发式交换。在本文中，将探讨存储转发交换和直通交换之间的比较。

存储转发交换和直通概述

一个完整的帧由几个部分组成：前导码、目的MAC地址、源MAC地址、用户数据和FCS。在不同的切换模式下，在转发之前识别不同的部分。

存储转发交换

顾名思义，存储转发交换将等到整个帧到达后再转发它。然后 LAN 交换机会将每个完整的帧存储到交换机内存缓冲区中，并在做出转发决定之前检查错误。CRC（循环冗余校验）使用基于帧中比特数（1）的数学公式来校验接收到的帧。如果没有错误，帧将被转发到目标地址。否则损坏的帧将被丢弃。此过程可确保高水平的无错误网络流量，因为目标网络不会受到损坏帧的影响。

直通开关

与存储转发交换相比，直通交换更简单。当交换机收到帧时，它会查找前导码之后帧的前 6 个字节。然后 LAN 交换机将检查其交换表中的目标 MAC 地址，并确定出接口端口，并将帧转发到其目的地。直通切换过程中无 CRC 错误校验。因此，有错误和无错误的帧将被转发到接收交换机。并且接收设备需要进行错误校验过程以确保无错误传输。为了改善这种情况，采用无分片交换来弥补直通交换的缺点，直通交换会丢弃长度小于64字节的帧，减少数据传输中的后期冲突。

存储转发交换与直通交换

无论二层交换机使用存储转发交换还是直通交换，转发决策都是基于数据包或帧中的目的MAC地址。那么存储转发和直通交换有什么区别呢？这是一个简单的比较。

存储转发交换	直通开关
支持错误检查。通过 CRC 校验，如果以太网帧的长度小于 64 字节（矮帧）或长度大于 1518 字节（巨帧），则会被丢弃。 无差错转发。坏帧将在转发前被丢弃。 支持自动缓冲。将存储整个帧。 等待时间（switch latency）有点长。将整个帧存储在交换机中需要时间。 高水平的无差错数据传输。	存在无效帧。如果识别出其前 6 个字节，则无论有无错误的以太网帧都将被转发到目标端口。 坏帧也会被转发，这会导致大量的错误帧。 等待时间（切换延迟）非常低。因为交换机不会存储整个帧或数据包。

通过比较，我们可以得出结论，存储转发交换的主要优势在于其高质量的流量传输。而直通切换的优点是延迟低。在大多数企业网络中，存储转发和直通交换之间的交换延迟差异可以忽略不计，因为它以几十毫秒为单位进行测量。然而，在某些应用程序中，网络延迟是一个关键的考虑因素，在高频交易等金融服务应用程序中，网络延迟通常比整体网络吞吐量更为重要。这就是 Cisco 交换机带回直通以太网交换的原因。因此，在购买以太网交换机时，除了考虑性能、端口密度和成本外，还应考虑以太网交换方式。

如何配置以太网交换模式？

当今市场上的许多二层交换机默认使用存储转发交换模式，以确保高质量的数据流量传输。然而，存储转发交换和转发交换并不适用于所有应用程序，尤其是像 HPC（高性能计算）这样的低延迟环境。用户可以将所有接口配置为使用直通模式。以S5800-48F4S 1GbE接入SFP交换机为例。1GbE 交换机默认启用存储转发切换。要启用直通切换模式，请执行以下步骤。

	命令或动作	目的
步骤1	S5800-48F4S#配置终端	进入全局配置模式。
第2步	S5800-48F4S(config)# cut_through_forwarding enable (10G-40G-100G | 1G-10G-100G | 1G-10G-40G)	启用直通切换模式。默认启用10G-40G-100G模式。也可以设置1G-10G-100G和1G-10G-40G模式。
步骤 3	S5800-48F4S#写入	永久保存更改。

如果用户想重新启用存储转发交换模式，S5800-48F4S 1GbE交换机也是可行的。只需将命令“cut_through_forwarding enable (10G-40G-100G|1G-10G-100G|1G-10G-40G)”更改为“no cut_through_forwarding enable (10G-40G-100G|1G-10G-100G|1G-10G- 40G)”，模式将再次启用。

概括

本文介绍了存储转发交换和直通交换的比较和配置示例。这两种模式是二层交换机中两种重要的交换模式。每种在数据流量传输方面都有自己的优势和劣势。在众多数据中心应用中，选择以太网交换机的类型取决于性能和功能等各种因素，而不仅仅是低延迟特性。