เนื่องจากสวิตช์ LAN ใช้การสลับวงจรเสมือน จึงสามารถรับประกันได้ว่าแบนด์วิดท์ระหว่างพอร์ตอินพุตและเอาต์พุตทั้งหมดจะไม่เกิดการแย่งชิงกัน ทำให้สามารถส่งข้อมูลความเร็วสูงระหว่างพอร์ตได้โดยไม่เกิดปัญหาคอขวดในการส่งข้อมูล ซึ่งจะช่วยเพิ่มปริมาณการรับส่งข้อมูลของจุดข้อมูลเครือข่ายและเพิ่มประสิทธิภาพของระบบเครือข่ายโดยรวมอย่างมาก บทความนี้จะอธิบายเทคโนโลยีหลักห้าอย่างที่เกี่ยวข้อง
1. วงจรไอซีแบบโปรแกรมได้ (ASIC - Application-Specific Integrated Circuit)
นี่คือชิปวงจรรวมเฉพาะที่ออกแบบมาเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการสวิตช์เลเยอร์ 2 โดยเฉพาะ เป็นเทคโนโลยีการรวมระบบหลักที่ใช้ในโซลูชันเครือข่ายในปัจจุบัน สามารถรวมฟังก์ชันหลายอย่างไว้ในชิปเดียว ทำให้มีข้อดีหลายประการ เช่น การออกแบบที่เรียบง่าย ความน่าเชื่อถือสูง การใช้พลังงานต่ำ ประสิทธิภาพสูงขึ้น และต้นทุนต่ำลง ชิป ASIC ที่ตั้งโปรแกรมได้ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในสวิตช์ LAN สามารถปรับแต่งได้โดยผู้ผลิต หรือแม้แต่ผู้ใช้ เพื่อให้ตรงกับความต้องการของแอปพลิเคชัน พวกมันได้กลายเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีสำคัญในแอปพลิเคชันสวิตช์ LAN
2. ท่อกระจาย
ด้วยเทคโนโลยีการส่งข้อมูลแบบกระจาย (distributed pipelining) กลไกการส่งต่อข้อมูลแบบกระจายหลายตัวสามารถส่งต่อแพ็กเก็ตของตนเองได้อย่างรวดเร็วและเป็นอิสระ ในไปป์ไลน์เดียว ชิป ASIC หลายตัวสามารถประมวลผลเฟรมหลายเฟรมพร้อมกันได้ การทำงานพร้อมกันและการส่งข้อมูลแบบไปป์ไลน์นี้ช่วยยกระดับประสิทธิภาพการส่งต่อข้อมูลไปอีกระดับ ทำให้ได้ประสิทธิภาพระดับความเร็วสายส่งสำหรับทราฟฟิกแบบยูนิคาสต์ บรอดแคสต์ และมัลติคาสต์บนพอร์ตทั้งหมด ดังนั้น เทคโนโลยีการส่งข้อมูลแบบกระจายจึงเป็นปัจจัยสำคัญในการปรับปรุงความเร็วในการสวิตช์ LAN
3. หน่วยความจำที่ปรับขนาดได้แบบไดนามิก
สำหรับผลิตภัณฑ์สวิตช์ LAN ขั้นสูง ประสิทธิภาพและคุณภาพการทำงานระดับสูงมักขึ้นอยู่กับระบบหน่วยความจำอัจฉริยะ เทคโนโลยีหน่วยความจำที่ปรับขนาดได้แบบไดนามิกช่วยให้สวิตช์สามารถขยายความจุหน่วยความจำได้ทันทีตามความต้องการของปริมาณการรับส่งข้อมูล ในสวิตช์เลเยอร์ 3 ส่วนหนึ่งของหน่วยความจำจะเชื่อมโยงโดยตรงกับเอนจินการส่งต่อ ทำให้สามารถเพิ่มโมดูลอินเทอร์เฟซได้มากขึ้น เมื่อจำนวนเอนจินการส่งต่อเพิ่มขึ้น หน่วยความจำที่เกี่ยวข้องก็จะขยายตามไปด้วย ผ่านการประมวลผล ASIC แบบไปป์ไลน์ บัฟเฟอร์สามารถสร้างขึ้นแบบไดนามิกเพื่อเพิ่มการใช้หน่วยความจำและป้องกันการสูญหายของแพ็กเก็ตในช่วงที่มีข้อมูลจำนวนมาก
4. กลไกคิวขั้นสูง
ไม่ว่าอุปกรณ์เครือข่ายจะทรงพลังแค่ไหน ก็ยังคงประสบปัญหาความแออัดในส่วนของเครือข่ายที่เชื่อมต่ออยู่ดี โดยทั่วไปแล้ว การรับส่งข้อมูลบนพอร์ตจะถูกเก็บไว้ในคิวเอาต์พุตเดียว และประมวลผลตามลำดับ FIFO อย่างเคร่งครัดโดยไม่คำนึงถึงลำดับความสำคัญ เมื่อคิวเต็ม แพ็กเก็ตส่วนเกินจะถูกทิ้ง และเมื่อคิวยาวขึ้น ความล่าช้าก็จะเพิ่มขึ้น กลไกการจัดคิวแบบดั้งเดิมนี้สร้างความยากลำบากให้กับแอปพลิเคชันแบบเรียลไทม์และมัลติมีเดีย
ดังนั้น ผู้ผลิตหลายรายจึงได้พัฒนาเทคโนโลยีการจัดคิวขั้นสูงเพื่อรองรับบริการที่แตกต่างกันบนส่วนของอีเธอร์เน็ต พร้อมทั้งควบคุมความล่าช้าและความผันผวนของเวลาตอบสนอง เทคโนโลยีเหล่านี้อาจรวมถึงคิวหลายระดับต่อพอร์ต ทำให้สามารถแยกแยะระดับการรับส่งข้อมูลได้ดียิ่งขึ้น แพ็กเก็ตข้อมูลมัลติมีเดียและข้อมูลแบบเรียลไทม์จะถูกจัดไว้ในคิวที่มีลำดับความสำคัญสูง และด้วยการจัดคิวแบบยุติธรรมที่มีการถ่วงน้ำหนัก คิวเหล่านี้จะได้รับการประมวลผลบ่อยขึ้น โดยไม่ละเลยการรับส่งข้อมูลที่มีลำดับความสำคัญต่ำกว่า ผู้ใช้แอปพลิเคชันแบบดั้งเดิมจะไม่สังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงในเวลาตอบสนองหรือปริมาณงาน ในขณะที่ผู้ใช้ที่ใช้งานแอปพลิเคชันที่สำคัญต่อเวลาจะได้รับการตอบสนองอย่างทันท่วงที
5. การจำแนกประเภทการจราจรอัตโนมัติ
ในการส่งข้อมูลผ่านเครือข่าย ข้อมูลบางประเภทมีความสำคัญมากกว่าประเภทอื่น สวิตช์ LAN ระดับเลเยอร์ 3 เริ่มนำเทคโนโลยีการจำแนกประเภทการรับส่งข้อมูลอัตโนมัติมาใช้เพื่อแยกแยะประเภทและลำดับความสำคัญของการรับส่งข้อมูลที่แตกต่างกัน จากการใช้งานจริงพบว่า การจำแนกประเภทอัตโนมัติช่วยให้สวิตช์สามารถสั่งการไปป์ไลน์การประมวลผลแพ็กเก็ตเพื่อแยกแยะการรับส่งข้อมูลที่ผู้ใช้กำหนด ทำให้ได้การส่งต่อที่มีความหน่วงต่ำและลำดับความสำคัญสูง ซึ่งไม่เพียงแต่ช่วยให้ควบคุมและจัดการกระแสข้อมูลพิเศษได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่ยังช่วยป้องกันความแออัดของเครือข่ายอีกด้วย
วันที่เผยแพร่: 20 พฤศจิกายน 2025