Como os switches LAN utilizam comutação de circuitos virtuais, eles podem garantir tecnicamente que a largura de banda entre todas as portas de entrada e saída não seja disputada, permitindo a transmissão de dados em alta velocidade entre as portas sem criar gargalos de transmissão. Isso aumenta consideravelmente a taxa de transferência de dados dos pontos de informação da rede e otimiza o sistema de rede como um todo. Este artigo explica as cinco principais tecnologias envolvidas.
1. ASIC programável (Circuito Integrado de Aplicação Específica)
Este é um circuito integrado dedicado, projetado especificamente para otimizar a comutação de camada 2. É a principal tecnologia de integração utilizada nas soluções de rede atuais. Múltiplas funções podem ser integradas em um único chip, oferecendo vantagens como design simples, alta confiabilidade, baixo consumo de energia, maior desempenho e menor custo. Os chips ASIC programáveis, amplamente adotados em switches LAN, podem ser personalizados pelos fabricantes — ou mesmo pelos usuários — para atender às necessidades da aplicação. Eles se tornaram uma das tecnologias-chave em aplicações de switches LAN.
2. Pipeline Distribuído
Com o pipeline distribuído, múltiplos mecanismos de encaminhamento distribuídos podem encaminhar seus respectivos pacotes de forma rápida e independente. Em um único pipeline, múltiplos chips ASIC podem processar diversos quadros simultaneamente. Essa concorrência e o pipeline elevam o desempenho do encaminhamento a um novo patamar, atingindo a velocidade de linha para tráfego unicast, broadcast e multicast em todas as portas. Portanto, o pipeline distribuído é um fator importante para melhorar a velocidade de comutação em redes LAN.
3. Memória dinamicamente escalável
Para produtos avançados de comutação LAN, o alto desempenho e a funcionalidade de alta qualidade geralmente dependem de um sistema de memória inteligente. A tecnologia de memória dinamicamente escalável permite que um switch expanda a capacidade de memória em tempo real, de acordo com as necessidades de tráfego. Em switches de camada 3, parte da memória está diretamente associada ao mecanismo de encaminhamento, permitindo a adição de mais módulos de interface. À medida que o número de mecanismos de encaminhamento aumenta, a memória associada se expande proporcionalmente. Por meio do processamento ASIC baseado em pipeline, buffers podem ser construídos dinamicamente para aumentar a utilização da memória e evitar a perda de pacotes durante grandes rajadas de dados.
4. Mecanismos avançados de filas
Por mais potente que seja um dispositivo de rede, ele ainda sofrerá com congestionamento nos segmentos de rede conectados. Tradicionalmente, o tráfego em uma porta é armazenado em uma única fila de saída, processado estritamente em ordem FIFO, independentemente da prioridade. Quando a fila está cheia, os pacotes excedentes são descartados; quando a fila aumenta, o atraso também aumenta. Esse mecanismo de enfileiramento tradicional cria dificuldades para aplicações em tempo real e multimídia.
Assim, muitos fornecedores desenvolveram tecnologias avançadas de enfileiramento para suportar serviços diferenciados em segmentos Ethernet, controlando simultaneamente o atraso e a variação de atraso (jitter). Essas tecnologias podem incluir múltiplos níveis de filas por porta, permitindo uma melhor diferenciação dos níveis de tráfego. Pacotes de dados multimídia e em tempo real são colocados em filas de alta prioridade e, com o enfileiramento justo ponderado (weaked fair queuing), essas filas são processadas com mais frequência — sem ignorar completamente o tráfego de baixa prioridade. Usuários de aplicações tradicionais não percebem alterações no tempo de resposta ou na taxa de transferência, enquanto usuários que executam aplicações críticas em termos de tempo recebem respostas imediatas.
5. Classificação automática de tráfego
Na transmissão de redes, alguns fluxos de dados são mais importantes que outros. Switches LAN de camada 3 começaram a adotar a tecnologia de classificação automática de tráfego para distinguir entre diferentes tipos e prioridades de tráfego. A prática demonstra que, com a classificação automática, os switches podem instruir o pipeline de processamento de pacotes a diferenciar fluxos designados pelo usuário, alcançando baixa latência e encaminhamento de alta prioridade. Isso não só proporciona controle e gerenciamento eficazes para fluxos de tráfego especiais, como também ajuda a prevenir congestionamentos na rede.
Data de publicação: 20/11/2025