管理型交换机如何处理广播组播和单播？

Question

在典型场景下，网络交换机需要同时处理广播、组播和单播消息。

我想了解

在典型的管理型交换机（1Gb 以太网/10Gb 以太网）上，

a) 广播/多播/单播消息的处理方式有何不同？

b) 处理广播/多播/单播消息的带宽和延迟是多少？

c) 不同类型消息的负载如何相互影响？

d) 为什么从广播切换到多播会（或者很可能，如果操作正确的话）会减少切换的负载？

Answer 1

这在很大程度上取决于所讨论的特定交换机的架构。48 端口“管理型交换机”的广泛价格范围（例如低于 300 美元到远高于 10,000 美元）应该告诉您内部发生了一些根本不同的事情。如果你没有为你的交换机支付太多费用（我希望你没有），很可能多播（和其他“企业”功能）被卸载到软件（如果它们完全受支持）。

基本单播转发在硬件中已经变得相当便宜，所以我希望任何现代以太网交换机在轻负载下的基本单播转发上都表现得相当好。

当您开始向硬件添加更多功能时，成本会显着增加。例如，转发单播帧与基于动态多播状态进行数据包复制有很大不同。这些都是非常专业的任务。需要特定的硬件位才能做好任何一项。大多数低端交换机用户没有巨大的组播需求。对于这些用户来说，为特定于多播的硬件付费是一种浪费。

但大多数网络使用一点多播。因此，制造商在软件中实现多播和其他不太常用的功能是很常见的。例如，单播转发硬件将被告知将具有多播 MAC 地址的任何内容转发到 CPU 子系统（或至少某种微控制器）接收它们的内部端口。然后软件进程能够查看帧，查阅多播转发表，复制帧并将多个副本交回硬件，每个端口一个要转发。显然，此时可以在软件中添加许多功能，而不会显着影响交换机的成本。

在这样的系统中，性能永远不会接近单播的性能。CPU 的性能显然会产生一些影响，但是如果您发送了那么多无法在硬件中转发的“异常”流量，那么您就做错了。您需要购买不同的开关。

在最坏的情况下，真正低端的交换机不会有任何资源保护，因此受到多播流量冲击的同一 CPU 会忘记它也负责管理和馈送交换机中的其他所有内容。如果 CPU 忙于复制多播流量而无法在硬件中更新单播表（或 CPU 应该执行的任何其他操作），那么您将遇到各种问题。