Коммутатор STC104 , также известный как коммутатор C104 на ранних стадиях, представляет собой микросхему асинхронной маршрутизации пакетов , которая была разработана для построения высокопроизводительных компьютерных коммуникационных сетей точка-точка. Он был разработан INMOS в 1990-х годах и стал первым примером серийного чипа маршрутизации пакетов общего назначения. Кроме того, это был первый чип маршрутизации, в котором реализована маршрутизация через червоточину , которая отделяет размер пакета от протокола управления потоком, а также реализует интервальную и двухфазную рандомизированную маршрутизацию. [1] [2]
STC104 имеет 32 двунаправленных канала связи, называемых DS-Links, каждый из которых работает со скоростью 100 Мбит/с. Эти каналы соединены неблокирующей перемычкой , которая позволяет одновременно передавать пакеты между всеми входными и выходными каналами.
STC104 использует коммутацию червоточин , чтобы уменьшить задержку и потребность в буферизации для каждого канала. Коммутация через червоточины работает путем разделения пакетов на фрагменты фиксированного размера (называемые flits ) для передачи, что позволяет передавать пакет по конвейеру в сети. Первый переход заголовка открывает маршрут (или канал ) через каждый коммутатор в сети, позволяя последующим переходам не испытывать задержки переключения. Последний пролет закрывает маршрут. [3]
Поскольку смещение заголовка может происходить независимо от последующих смещений, задержка пакета не зависит от его размера. Следовательно, объем буферизации, обеспечиваемый ссылками, также может быть выбран независимо от размера пакета. Кроме того, общие требования к буферизации невелики, поскольку обычно для каждой ссылки необходимо хранить лишь небольшое количество флитов. Это отличается от коммутации с промежуточным хранением , где весь пакет должен буферизоваться в каждой конечной точке канала.
Сообщения маршрутизируются в сетях C104 с использованием интервальной маршрутизации. [4] В сети, где каждый пункт назначения имеет уникальный номер, интервальная маршрутизация связывает непересекающиеся, непрерывные диапазоны пунктов назначения с каждым выходным каналом. Выходная ссылка для пакета выбирается путем сравнения пункта назначения (содержащегося в заголовке пакета) с каждым интервалом и выбора того, который содержит пункт назначения. [5] Преимущества интервальной маршрутизации заключаются в том, что ее достаточно для обеспечения детерминированной маршрутизации в ряде сетевых топологий, и ее можно реализовать просто с помощью поиска на основе таблиц, что позволяет принимать решения о маршрутизации с малой задержкой. Интервальная маршрутизация может использоваться для реализации эффективных стратегий маршрутизации для многих классов обычной топологии сети. [6]
В некоторых сетях несколько каналов будут подключаться к одной и той же конечной точке STC104 или процессора или к набору эквивалентных устройств. В этом случае STC104 предоставляет механизм групповой адаптивной маршрутизации , при котором группы ссылок могут использовать один и тот же интервал, а ссылка выбирается из группы адаптивно в зависимости от ее доступности. [7] Этот механизм позволяет эффективно использовать доступную полосу пропускания канала, гарантируя, что пакет не ожидает соединения, пока доступен другой эквивалентный канал.