Netværksswitch ( slang switch , switch fra engelsk switch -switch) - en enhed designet til at forbinde flere noder i et computernetværk inden for et eller flere netværkssegmenter . Switchen fungerer på kanalen (andet) lag af OSI -netværksmodellen . Switche blev designet ved hjælp af broteknologi og betragtes ofte som multiport- broer . Routere (OSI lag 3) bruges til at forbinde flere netværk baseret på netværkslaget .
I modsætning til en hub (OSI lag 1), som distribuerer trafik fra én tilsluttet enhed til alle andre, transmitterer switchen kun data direkte til modtageren (undtagelsen er broadcast-trafik til alle netværksknuder og trafik for enheder, for hvilke den udgående port på switch er ukendt). Dette forbedrer netværkets ydeevne og sikkerhed ved at fjerne behovet (og evnen) for resten af netværket til at behandle data, som ikke var beregnet til dem.
Resten af denne artikel fokuserer udelukkende på switches til Ethernet- teknologi .
Switchen gemmer i hukommelsen (den såkaldte associative memory ) en switching-tabel, som angiver korrespondancen mellem noden og porten . Når kontakten er tændt, er denne tabel tom, og den er i indlæringstilstand. I denne tilstand sendes indgående data på enhver port til alle andre porte på switchen. I dette tilfælde analyserer switchen frames (frames) , og efter at have bestemt MAC-adressen på den afsendende vært, indtaster den i tabellen i et stykke tid. Efterfølgende, hvis en ramme, der er bestemt til en vært , hvis MAC-adresse allerede er i tabellen, ankommer til en af switch - portene , så vil denne ramme kun blive transmitteret gennem den port, der er angivet i tabellen. Hvis destinationsværtens MAC-adresse ikke er knyttet til nogen switchport, vil rammen blive sendt ud på alle porte undtagen den port, den blev modtaget fra. Over tid opbygger switchen en tabel for alle aktive MAC-adresser, som følge heraf lokaliseres trafikken .
Det er værd at bemærke den lave latency (forsinkelse) og høje videresendelseshastighed på hver interfaceport.
Der er tre måder at skifte på. Hver af dem er en kombination af parametre såsom latens og transmissionspålidelighed.
"Switch decision"-forsinkelsen lægges til den tid, det tager for en ramme at komme ind og ud af switchporten, og sammen med den bestemmer switchens samlede forsinkelse.
Egenskaben for symmetri i switching giver dig mulighed for at karakterisere switchen med hensyn til båndbredde for hver af dens porte . En symmetrisk switch giver switchede forbindelser mellem porte med samme båndbredde, for eksempel når alle porte har en båndbredde på 10 Mbps eller 100 Mbps.
En asymmetrisk switch giver switchede forbindelser mellem porte med forskellige båndbredder, for eksempel i tilfælde af en kombination af porte med en båndbredde på 10 Mbps eller 100 Mbps og 1000 Mbps .
Asymmetrisk switching bruges i tilfælde af store klient-server- netværksstrømme , når flere brugere kommunikerer med serveren på samme tid, hvilket kræver mere båndbredde til switchporten, som serveren er forbundet til, for at forhindre overbelastning på denne port. For at dirigere dataflow fra en 100 Mbps port til en 10 Mbps port uden fare for overløb på sidstnævnte, skal en asymmetrisk switch have en hukommelsesbuffer .
En asymmetrisk switch er også nødvendig for at give mere båndbredde til links mellem switche gennem vertikale krydsforbindelser eller links mellem backbone-segmenter.
Til midlertidig lagring af frames og deres efterfølgende afsendelse til den ønskede adresse, kan switchen bruge buffering. Buffer kan også bruges, når destinationsporten er optaget. En buffer er et hukommelsesområde, hvor switchen gemmer overførte data.
Hukommelsesbufferen kan bruge to metoder til lagring og afsendelse af rammer: portbuffering og delt hukommelsesbuffering . Med portbuffering gemmes pakker i køer , der er knyttet til individuelle inputporte. En pakke sendes kun til outputporten, når alle rammerne foran den i køen er blevet overført. I dette tilfælde er det muligt, at en frame forsinker hele køen på grund af den travle havn på dens destination. Denne forsinkelse kan forekomme, selvom andre frames kan transmitteres på de åbne porte på deres destinationer.
Med delt hukommelsesbuffering gemmes alle frames i en delt hukommelsesbuffer, der bruges af alle porte på switchen. Mængden af hukommelse, der er allokeret til en port, bestemmes af den mængde, den kræver. Denne teknik kaldes dynamisk bufferallokering. Derefter allokeres de frames, der var i bufferen, dynamisk til outputportene. Dette gør det muligt at modtage en ramme på én port og sende fra en anden port uden at sætte den i kø.
Switchen vedligeholder et kort over de porte, som frames skal sendes til. Dette kort ryddes først, efter at rammen er sendt.
Da bufferhukommelsen er delt, er rammestørrelsen begrænset til hele bufferstørrelsen, ikke til en brøkdel dedikeret til en bestemt port. Det betyder, at store frames kan transmitteres med mindre tab, hvilket især er vigtigt ved asymmetrisk switching, det vil sige når en port med en båndbredde på 100 Mbps skal sende pakker til en 10 Mbps port .
Switches er opdelt i administrerede og ikke-administrerede (de mest simple).
Mere komplekse switches gør det muligt at styre switching på netværket (tredje) lag af OSI-modellen . De er normalt navngivet i overensstemmelse hermed, såsom "Layer 3 Switch" eller "L3 Switch" for kort. Switchen kan styres via webgrænsefladen, kommandolinjegrænsefladen (CLI), SNMP -protokol , RMON osv.
Mange administrerede switches giver dig mulighed for at konfigurere yderligere funktioner: VLAN , QoS , aggregering , spejling . Mange adgangsswitche har avancerede funktioner såsom trafiksegmentering mellem porte, trafikstormkontrol, loop-detektion, MAC-adresseindlæringsgrænse, porthastighedsgrænse op/ned, adgangslistefunktioner osv.
Komplekse switches kan kombineres til en enkelt logisk enhed - en stak - for at øge antallet af porte. For eksempel kan du kombinere 4 switche med 24 porte og få en logisk switch med 90 ((4*24)-6=90) porte eller 96 porte (hvis specielle porte bruges til stacking).
| netværkshardware | |
|---|---|
| Fysisk lag | |
| Linklag | |
| netværkslag | |
| Andet | |