存储转发的概念

存储转发的概念

存储转发是计算机网络领域使用最为广泛的技术之一，其核心原理是在数据交换过程中，交换设备会先将接收到的数据完整地存储在缓冲区中，待输出信道空闲且数据经过必要的校验和处理后，再将其转发出去，这种技术确保了数据的完整性和准确性，因为数据在转发前会经过循环冗余码校验（CRC）等错误检测机制。

存储转发的过程

1、数据接收：当数据帧进入交换机的输入端口时，交换机会启动接收进程，开始收取帧，并将其完整地存储在高速缓存中。

2、错误检查：交换机会对存储的数据帧进行CRC检查，以检测数据是否出错，如果数据帧正确无误，交换机会根据数据帧的目的地址查找输出端口。

3、数据转发：通过该端口的高速缓存将数据帧转发出去。

存储转发的特征

1、错误检验功能：CRC的作用是对前面的数据进行校验，防止出错，由于存储转发只有当收取了整个帧之后才开始转发进程，所以当收取到CRC字段的时候，可以进行错误的校验，交换机把已经收到的数据进行CRC计算，把计算出来的值同接收到的CRC字段的值进行比较，如果两者相同则说明数据没有被破坏，如果不同则说明已经破坏。

2、自动缓存：存储转发技术中的自动缓存功能体现了其存储特性，当数据进入交换机时，它会被暂时存储在交换机的缓存区中，等待进一步的处理和转发。

3、策略功能：也即ACL访问控制列表的功能，访问控制列表主要是通过策略来对数据进行控制，ACL所涉及的控制层面从OSI的第二层到第七层都有，既然存储转发把整个帧都存储下来了，那么可以想像如果交换机拥有了处理多层数据的能力就可以执行ACL了，毕竟ACL所参照的目标在接收的帧中都已经存在了。

存储转发交换方式

存储转发技术又分为报文交换技术和分组交换技术。

1、报文交换技术：当报文交换技术用于通信双方为相邻接点的情形时，信源直接将报文投递给信宿，而当通信双方不在同一物理网络时，则将准备好的报文经由一定的路由选择机制通过中间节点传给接收方，中间节点不再只是起连接的作用，还具有存储和处理数据的能力，报文交换系统由于一次交换处理的数据量大，对通信处理的存储和处理能力要求较高，导致通信成本增加，且易造成堵塞，灵活性和可靠性下降，数据交换过程中出现差错的可能性也很大，且检测困难。

2、分组交换技术：分组交换技术是分割一个报文中有效载荷数据，并加上一定的控制信息后及报文号，组建出一个个分组后，以分组为单位进行传输的一种数据交换模式，此交换系统中的中间节点也不再只是简单的连接链路，而需要判断分组的对错，并进行路由选择，分组交换技术中为避免造成网络堵塞，采用了一定的流量控制机制，报文的分组和重组会耗费大量时间，但它只发生在收发处，而分组的处理效率高，因而整体的效率也较高，可是由于通信过程中要加入一些通信控制数据，因此会造成许多重复的额外的开销；传输过程中分组有可能出现丢失、破环、乱序等情形，相关人员还需采取一定的策略去解决这些问题，分组交换技术根据实现机制的不同分为数据报交换技术和虚电路交换技术。

存储转发技术的优缺点

1、优点：

可靠性高：因为它把输入端口的数据帧先存储在交换机缓存中，然后进行CRC检查，若检测到该帧出现差错，则丢弃该帧，否则取出该帧的目的地址，通过查找MAC地址表获得输出端口，再转发出数据帧。

支持不同速度端口间的转换：方便高速端口和低速端口之间的协议工作，可以将10Mbps低速包存储起来，再通过100Mbps速率转发到端口上。

减少重复发送：在数据传输上，这种技术可以减少重复发送，提高效率，降低能耗。

2、缺点：

数据处理时延大：存储转发交换方式的数据处理时延时较大，主要原因输入输出端都要经过串并转换，这样繁琐的过程会影响响应速度，也就造成了高延迟的现象。

存储转发技术以其高可靠性和灵活性在计算机网络领域得到了广泛应用，尽管存在一定的处理时延和资源占用问题，但其优势在于能够确保数据的完整性和准确性，并支持不同速度端口间的转换，随着技术的不断发展，存储转发技术也在不断改进和完善，以适应更加复杂和多变的网络环境。