Przełącznik (switch)


Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Switch to urządzenie łączące segmenty sieci komputerowej.
Switch to urządzenie pracujące w warstwie drugiej modelu OSI, (łącza danych), jego zadaniem jest przekazywanie ramek między segmentami.
Switche określa się też mianem wieloportowych mostów (ang. bridge) lub inteligentnych hubów - switch używa logiki podobnej jak w przypadku mostu do przekazywania ramek tylko do docelowego segmentu sieci (a nie do wszystkich segmentów jak hub), ale umożliwia połączenie wielu segmentów sieci w gwiazdę jak hub (nie jest ograniczony do łączenia dwóch segmentów jak most).

Działanie


W celu ustalenia fizycznego adresata używają docelowego adresu MAC, zawartego w nagłówku ramki Ethernet. Jeśli switch nie wie, do którego portu powinien wysłać konkretną ramkę, zalewa (flooding) wszystkie porty za wyjątkiem portu, z którego ramkę otrzymał.
Switche utrzymują tablicę mapowań adres MAC<->port fizyczny, której pojemność jest zwykle określona na 4096, 8192 lub 16384 wpisów.
Po przepełnieniu tej tablicy, nowe wpisy nie są dodawane (chyba, że któryś stary wygaśnie), a ramki 'zalewane' są do wszystkich portów (za wyjątkiem portu, którym ramka dotarła do switcha).
Switche ograniczają domenę kolizyjną do pojedynczego portu, dzięki czemu są w stanie zapewnić każdemu hostowi podłączonemu do portu osobny kanał transmisyjno-nadawczy, a nie współdzielony, tak jak huby.
Na switchach zarządzalnych można również wydzielać VLAN-y, czyli wirtualne podsieci LAN.
Porty należące do różnych VLANów nie 'widzą' swoich transmisji - do wymiany informacji pomiędzy różnymi VLANami używa się routerów.
Porty do VLANów przypisywane są statycznie lub na podstawie adresu MAC podłączonej stacji (opisuje to protokół GVRP, Generic VLAN Registration Protocol, dostępny na większych switchach).
VLANy pomiędzy dwoma podłączonymi do siebie switchami przenosi specjalny rodzaj połączenia - trunk.
W standardzie IEEE 802.1Q każda ramka wysyłana przez trunk opatrzona zostaje 4-bajtowym polem, w ramach którego przenoszony jest również identyfikator VLANu (tak, by odbierający ramki przełącznik był w stanie wysłać ramkę do odpowiedniego VLANu).
W związku z tym ramki tzw. tagowane, czyli oznaczane, mogą mieć maksymalnie długość do 1522 bajtów.
Obecnie na rynku obecne są również switche routujące (tzw. przełączniki 3 warstwy modelu OSI).

Tryby przekazywania ramek


Przekazywanie ramek przez switcha może się odbywać w róznych trybach. W przełącznikach zarządzalnych istnieje możliwość wyboru odpowiedniego trybu.
Dostępne tryby to:
* Cut-through - wprowadza najmniejsze opóźnienie, brak sprawdzania poprawności ramek.
* Store and forward - wprowadza największe opóźnienie, sprawdza sumy kontrolne (CRC) ramek.
* Fragment free - rozwiązanie pośrednie sprawdzające tylko poprawność nagłówka ramki.
* Przełączanie adaptacyjne - na podstawie ruchu wybierany jest jeden z powyższych trybów.

do góry