Přepínač (síťové zařízení)
Switch ( přepínač ) je logické digitální zařízení pro propojení zařízení, které funguje ve vrstvě datového spoje modelu OSI . Jeho funkcí je propojit dva nebo více hostitelů podobným způsobem jako síťové mosty , předávat data z jednoho segmentu do druhého podle cílové MAC adresy rámců v síti a po ukončení spojení přerušit . [ 1 ]
Přepínače se používají, když chcete propojit více větví sítě a sloučit je do jedné sítě. Stejně jako mosty, protože fungují jako filtr v síti a přenášejí informace pouze do sekcí, ve kterých je příjemce síťového rámce, zlepšují výkon a bezpečnost lokálních sítí ( LAN ).
Úvod do ovládání přepínačů
Přepínače mají schopnost učit se a ukládat síťové adresy 2. vrstvy („MAC adresy“ ) zařízení dosažitelných přes každý z jejich portů. Například počítač přímo připojený k portu přepínače způsobí, že přepínač uloží svou MAC adresu. To umožňuje, aby informace adresované zařízení přešly ze zdrojového portu do cílového portu , na rozdíl od rozbočovačů .
V případě propojení dvou switchů nebo switche a hubu se každý switch naučí MAC adresy zařízení přístupných přes jeho porty, proto jsou MACy zařízení druhého switche uloženy v propojovacím portu.
Síťové smyčky a zahlcení provozu
Jedním z kritických bodů těchto zařízení jsou smyčky, které se skládají z umožnění dvou různých cest dostat se z jednoho zařízení do druhého přes sadu přepínačů. K smyčkám dochází, protože přepínače, které detekují, že je zařízení přístupné přes dva porty, vysílají rámec z obou. Když tento rámec dorazí k dalšímu přepínači, znovu jej odešle přes porty, které mu umožňují dosáhnout zařízení. Tento proces způsobí, že se každý rámec exponenciálně znásobí, což vede k takzvanému zahlcení sítě, což následně způsobí selhání nebo výpadek komunikace.
Klasifikace
S ohledem na metodu adresování použitých rámců
Store-and-Forward
Přepínače Store-and-Forward vyrovnávací paměť každého snímku před výměnou informací z výstupního portu. Zatímco je snímek ve vyrovnávací paměti, přepínač vypočítá CRC a změří velikost snímku. Pokud CRC selže nebo je velikost příliš malá nebo příliš velká (rámec Ethernet je mezi 64 bajty a 1518 bajty), rámec se zahodí. Pokud je vše v pořádku, je odesláno do přístavu vyplutí.
Tato metoda zajišťuje bezchybný provoz a zvyšuje spolehlivost sítě. Ale čas použitý k uložení a kontrole každého snímku přidává značné zpoždění k jejich zpracování. Celkové zpoždění nebo zpoždění je úměrné velikosti snímků: čím větší je snímek, tím déle tento proces trvá.
Vyjmout
Přepínací přepínače byly navrženy tak, aby tuto latenci snížily . Tyto přepínače minimalizují zpoždění tím, že přečtou pouze prvních 6 bajtů dat z rámce, který obsahuje cílovou MAC adresu, a okamžitě je přepošlou.
Problém tohoto typu přepínače spočívá v tom, že nedetekuje poškozené snímky způsobené kolizemi (známými jako runty ) nebo chybami CRC. Čím větší je počet kolizí v síti, tím větší šířku pásma spotřebuje při směrování poškozených rámců.
K odstranění tohoto problému byl navržen druhý typ přerušovacího přepínače, nazývaný fragment free . Přepínač vždy přečte prvních 64 bajtů každého rámce, čímž zajistí, že má alespoň minimální velikost, a zabrání směrování runtů po síti.
Adaptivní řez
Jsou to přepínače, které zpracovávají snímky v adaptivním režimu a podporují ukládání a přeposílání a přepínání . Buď režim může aktivovat správce sítě, nebo může být přepínač dostatečně chytrý, aby si mezi těmito dvěma způsoby mohl vybrat podle počtu chybových rámců procházejících porty.
Když počet poškozených rámců dosáhne určité úrovně, přepínač se může přepnout z režimu cut-through do režimu store-and-forward a vrátí se do předchozího režimu, když se síť normalizuje.
Přepínací spínače se nejčastěji používají v malých pracovních skupinách a malých odděleních. V těchto aplikacích je nezbytný velký objem práce nebo propustnost , protože potenciální chyby sítě zůstávají na úrovni segmentu, aniž by to ovlivnilo podnikovou síť.
Přepínače Store-and-Forward se používají v podnikových sítích, kde je nezbytná kontrola chyb.
Postarat se o formu segmentace podsítí
Přepínače vrstvy 2
Jsou to tradiční přepínače, které fungují jako multiportové mosty. Jeho hlavním účelem je rozdělit LAN do více kolizních domén , nebo v případě kruhových sítí segmentovat LAN do více kruhů. Své rozhodnutí o přesměrování zakládají na cílové MAC adrese obsažené v každém rámci.
Přepínače vrstvy 2 umožňují vícenásobné současné přenosy bez rušení jiných podsítí. Přepínače na 2. vrstvě však nejsou schopny filtrovat vysílání, multicasty (v případě, že stanice patřící do cílové skupiny multicastu obsahuje více než jedna podsíť) nebo rámce, jejichž cíl ještě nebyl zahrnut do sítě. směrovací tabulka.
Přepínače vrstvy 3
Jsou to přepínače, které kromě tradičních funkcí vrstvy 2 obsahují některé funkce směrování , jako je určení cesty na základě informací o síťové vrstvě (vrstva 3 modelu OSI ), ověření integrity kabeláže vrstvy 3 kontrolním součtem a podpora tradičních směrovacích protokolů (RIP, OSPF atd.)
Přepínače na 3. vrstvě také podporují definici virtuálních sítí ( VLAN ) a v závislosti na modelu umožňují komunikaci mezi různými VLAN bez nutnosti použití externího routeru.
Tím, že umožňují spojování segmentů z různých difúzních nebo vysílacích domén, se přepínače vrstvy 3 doporučují zejména pro segmentaci velmi velkých sítí LAN, kde by jednoduché použití přepínačů vrstvy 2 způsobilo ztrátu výkonu a účinnosti ADSL. nadměrné množství vysílání.
Dá se říci, že typická implementace přepínače vrstvy 3 je škálovatelnější než směrovač, protože směrovač používá techniky směrování na vrstvě 3 a směrování na vrstvě 2 jako doplňky, zatímco přepínače překrývají funkci směrování na horní straně směrovače. směrování, kde je to nutné, použití prvního.
V rámci přepínačů vrstvy 3 máme:
Balíček po balíčku
Přepínač paketů po paketu je v zásadě speciálním případem přepínače Store-and-Forward , protože stejně jako přepínač Store-and-Forward ukládá a zkoumá paket, vypočítává CRC a dekóduje hlavičku síťové vrstvy, aby definoval jeho cesta přes přijatý směrovací protokol.
Vystřihnout
Přepínač Cut-Through vrstvy 3 (nezaměňovat s přepínačem Cut-Through ), prozkoumá několik prvních polí, určí cílovou adresu (prostřednictvím informací v záhlaví vrstvy 2 a vrstvy 3) a poté od tohoto okamžiku stanoví spojení bod-bod (na úrovni 2) pro dosažení vysoké přenosové rychlosti paketů.
Každý výrobce má svůj vlastní design, který umožňuje správnou identifikaci datových toků. Jako příklad máme „IP Switching“ společnosti Ipsilon , „SecureFast Virtual Networking“ společnosti Cabletron a „Fast IP“ společnosti 3Com .
Kromě toho bude přepínač Layer 3 Cut-Through od okamžiku navázání spojení point-to-point schopen pracovat v režimu „Store-and-Forward“ nebo „Cut-Through“ .
Viz také
- koncentrátor
- přístupová síť
- router
- síťový most
- Brouter nebo síťový most a router
- ADSL router
- Ethernet
Externí odkazy
- Rozdíl mezi spravovaným přepínačem a nespravovaným přepínačem
- Co jsou to řízené přepínače a k čemu slouží?
