Switch

Z Multimediaexpo.cz

Soubor:Smartswitch6000.jpg
Switch s třemi síťovými moduly a zdrojem.

Switch (česky přepínač) je aktivní síťový prvek, propojující jednotlivé segmenty sítě. Switch obsahuje větší či menší množství portů (až několik stovek), na něž se připojují síťová zařízení nebo části sítě. Pojem switch se používá pro různá zařízení v celé řadě síťových technologií.

Obsah

Způsoby přeposílání rámců

  • store and forward - Koncepčně pracují způsobem „store and forward“ – paket z jednoho rozhraní přijmou, uloží si do vyrovnávací paměti, prozkoumají jeho hlavičky (zkontroluji FCS) a následně odvysílají do příslušného rozhraní.
  • cut through - Současné switche ale tento proces často optimalizují, takže k analýze hlaviček dochází jakmile dorazí začátek paketu. Ani s vysíláním do cílového rozhraní se nečeká, až dorazí celý paket, ale zahajuje se co nejrychleji, aby zpoždění paketu ve switchi bylo minimální.
  • Fragment free - switch začne přeposílat rámec až po přijetí 64bitů, kdy se ujistí, že na daném segmentu nevznikla kolize - má význam v případě, kdy je do switche připojen Hub.

Ethernet switch

Sada switchů v racku.
Commons nabízí fotografie, obrázky a videa k tématu
Ethernet switches

Nejčastěji switch potkáte jako aktivní prvek v síti Ethernet realizované kroucenou dvojlinkou. Zde nahradil dříve používané huby (rozbočovače), které signál jednoduše kopírovaly do všech ostatních rozhraní. Pracuje zde na 2. vrstvě OSI modelu. Vedle vyššího výkonu (stanice připojené k různým rozhraním switche navzájem nesoutěží o médium) znamená přínos i pro bezpečnost sítě, protože médium již není sdíleno a data se vysílají jen do rozhraní, jímž je připojen jejich adresát.

Kdo je kde se switche učí automaticky z procházejícího provozu, konkrétně z adres odesilatelů uvedených v rámcích, které do switche přicházejí. Používá se algoritmus Backward Learning Algorithm. Z těchto údajů si switch automaticky plní tabulku identifikující cílová rozhraní pro jednotlivé adresy. Pokud switch dostane k doručení rámec směřující na jemu dosud neznámou adresu, chová se jako hub a rozešle rámec do všech ostatních rozhraní. Lze očekávat, že oslovená stanice pravděpodobně odpoví a switch se tak vzápětí dozví, kde se nachází.

Ethernetové switche mají problém se smyčkami v síti, vytvářenými za účelem redundance. Pokud síť obsahuje smyčku (mezi dvěma uzly existuje více než jedna cesta), mohou pakety od stejného odesilatele přicházet chaoticky z různých rozhraní a dokonce tentýž paket může do switche dorazit několikrát. Switch není v takovém prostředí schopen rozpoznat, kde se kdo nachází. Tento problém řeší switche mechanismem zvaným Spanning Tree protokol, kterým se dohodnou na nepoužívání některých tras tak, aby ze sítě zmizely smyčky. Vytvoří se minimální kostra sítě dosahující do všech jejích míst. Když dojde ke změně v topologii (např. rozpojení některé linky), bude aktivována některá z dosud odstavených tras tak, aby nový strom nadále pokud možno pokrýval celou síť. Tyto změny se ovšem nedějí okamžitě, je zde jisté zpoždění.

Switche dnes často nabízejí i některé pokročilejší funkce, jako například

  • management - možnost upravovat nastavení switche pomocí telnetu nebo webového rozhraní (HTTP)
  • VLAN - podpora virtuálních sítí
  • SNMP - vzdálená správa zařízení, hlášení určitých stavů a situací apod.

L3 switch

Jedná se o víceméně marketingový pojem. Díky svému rozšíření v Ethernetu se pojem switch vžil pro rychlý prvek rozhodující o dopravě paketů. Když se pak objevily Ethernetové switche s rozšířenými funkcemi, které dokázaly analyzovat protokol IP a fungovat jako směrovače (router), začal se pro ně používat pojem L3 switch. L3 zde označuje 3. vrstvu modelu OSI, ve které takové zařízení pracuje.

Původní L3 switche byly velmi rychlé, ale jednoduché. Typicky měly jen velmi omezenou podporu směrovacích protokolů a veškerých pokročilých funkcí. Postupem času se jejich schopnosti rozšiřovaly a v současnosti se pojem L3 switch používá víceméně jako synonymum pro směrovač.

Analogicky se můžete setkat s pojmem L4 switch pro zařízení, jež umí analyzovat protokol 4. vrstvy OSI modelu a zpracovávat pakety např. podle čísel portů.

ATM switch

V síti ATM představují switche základní stavební kameny sítě. Mají úlohu podobnou jako směrovače v IP - hledají cesty pro přepravu paketů a zajišťují ji. ATM je ovšem služba spojovaná, proto ATM switch hledá cestu k cíli jen při navázání spojení. V případě úspěchu si ji poznamená do předávacích tabulek. Jednotlivé datové buňky pak předává velmi rychle na základě jimi nesených identifikátorů (VPi,VCi), podle nichž pozná příslušnost k dříve navázanému spojení.

Související články


Citováno z „http://ww.multimediaexpo.cz/mmecz/index.php/Switch“