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Un commutateur utilise plusieurs techniques pour augmenter les performances, principalement axées sur la minimisation de la latence et l'optimisation du débit :
* Traitement des paquets basé sur le matériel : Contrairement aux routeurs qui s'appuient fortement sur le traitement logiciel, les commutateurs utilisent du matériel spécialisé (ASIC - Application-Specific Integrated Circuits) pour traiter les paquets à des vitesses très élevées. Cette approche matérielle permet des décisions de transfert beaucoup plus rapides par rapport au traitement logiciel.
* Commutation directe : Cette technique transmet les paquets dès que l'adresse MAC de destination est lue dans l'en-tête du paquet, sans attendre l'arrivée du paquet entier. Cela minimise la latence mais introduit le risque de transfert de paquets corrompus s'il y a des erreurs dans l'en-tête.
* Commutation avec enregistrement et retransmission : Cette méthode plus fiable vérifie l’intégralité du paquet pour détecter les erreurs avant de le transmettre. Bien que plus lent que le cut-through, il garantit l’intégrité des données. De nombreux commutateurs modernes offrent un compromis entre ces deux méthodes, en utilisant une vérification des erreurs avant le transfert.
* Table CAM (Content Addressable Memory) : Cette mémoire spécialisée stocke la table d'adresses MAC, permettant des recherches extrêmement rapides des adresses MAC de destination. Le CAM permet au commutateur de déterminer rapidement le port de sortie de chaque paquet.
* Fond de panier haute vitesse : Le bus interne (fond de panier) reliant les ports du commutateur doit gérer des débits de données élevés. Des fonds de panier plus rapides, utilisant des technologies telles que les liaisons série à haut débit, sont essentiels pour une commutation hautes performances.
* Tampon : Les commutateurs utilisent des tampons pour stocker temporairement les paquets en cas de congestion du réseau. Des tampons plus grands peuvent aider à atténuer les baisses de performances lors de pics de trafic temporaires. Des algorithmes de mise en mémoire tampon intelligents sont également utilisés pour prioriser certains types de trafic.
* Contrôle de flux : Mécanismes pour empêcher le débordement de la mémoire tampon et garantir un fonctionnement stable du réseau, tels que la contre-pression, les trames de pause et la limitation du débit.
* Traitement parallèle : Les commutateurs haut de gamme utilisent souvent plusieurs processeurs et ASIC travaillant en parallèle pour traiter les paquets simultanément, maximisant ainsi le débit.
Les techniques spécifiques utilisées dépendent de l'architecture, des capacités et du prix du commutateur. Les commutateurs haut de gamme utilisent généralement une combinaison de ces méthodes pour offrir des performances optimales.
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