Switch

Wikipedia

En switch, även växel, är en nätverkskomponent som styr datatrafik mellan olika noder i ett nätverk. Ordet switch är engelska och betyder helt enkelt omkopplare, strömbrytare. Switchen arbetar på lager 2 i OSI-modellen det vill säga att den hanterar och använder MAC-adresser (media access control) för att ta beslut om på vilken port dataramen skall skickas. Vanligen avses switchar för Ethernet, men motsvarande enheter finns för andra typer av nät, såsom Token Ring och FDDI. Det är ett vanligt fenomen att folk förväxlar switch med hubb, och det är fel.

[redigera] Hur en switch lär sig MAC-adresser

En Ethernet-switch lär sig adresserna till varje enhet på nätverket genom att utläsa MAC-adressen ur varje paket som skickas och noterar sedan MAC-adressen samt vilken inkommande port paketet anlände genom. Switchen sparar sedan informationen i sin vidarebefodringsdatabas, content-addressable memory (CAM).

Varje gång en MAC-adress sparas i CAM så får den en tidsstämpel. Detta gör att adressen kan sparas under en användarbestämd tid. Varje gång en MAC-adress noteras av switchen så får den en ny tidsstämpel. Om den användarbestämda tid löper ut och MAC-adressen inte noterats av switchen så raderas posten.

[redigera] Switchens uppgifter

All switching-utrustning har två grundläggande uppgifter.

Paketförmedling av datapaket - När ett datapaket anländer på en inkommande port i switchen skall den förmedlas vidare ut till rätt MAC-adress.

Upprätthålla paketförmedlingsarbetet - Switchar bygger och underhåller switchingtabeller (content-addressable memory). (kan vara tex. 1kb stora).

[redigera] Symmetrisk och assymetrisk switching

Symmetrisk switching
Sker när data förmedlas mellan portar som har samma bandbredd till exempel mellan 10-Mbps portar eller 100-Mpbs portar.

Assymetrisk switching
Tillhandahåller anslutning mellan portar med olika bandbredd till exempel en kombination av 10-Mbps och 100-Mbps segment. Detta är speciellt användbart i ett nätverk där flera klienter kommunicerar med en och samma server samtidigt. Detta kräver en högre bandbredd på den port som servern är ansluten till för att undvika en flaskhals.

[redigera] Switching metoder

Det finns två olika metoder som switchen kan använda sig av för att vidarebefordra dataramar.

Store-and-forward

Hela dataramen tas emot av switchen innan den vidarebefordras. Felupptäckten är hög då switchen söker igenom hela ramen efter fel samtidigt som dataramen tas emot. Denna metod innebär att nätverkets latenstid kan bli hög om många stora dataramar skickas.

Cut-through

Switchen utläser destinationsadressen innan hela dataramen har mottagits. Latenstiden i nätverket blir lägre men felupptäckten är betydligt sämre jämfört med Store-and-forward. Det finns två olika typer av cut-through switching.

- Fast-forward switching

Är den metod som ger minst latens i nätverket. När en dataram skickas in på en switch som vidarebefordrar sina dataramar baserat på fast-forward switching så kommer switchen att skicka vidare datan så fort den kan avgöra på vilken port datan skall skickas. Detta gör att ingen felupptäckt genomförs och felaktiga dataramar kan vidarebefordras på nätverket. Latensen i fast-forward switching mäts som FIFO (First In First Out).

- Fragment-free switching

Fragment-free switching filtrerar ut kollisionsfragment på nätverket och tar emot hela dataramen innan den skickas vidare på nätverket.

[redigera] Multilayer Switching

Under senare år har en ny typ av switchar, kallade Multilayer eller Layer 3-4 switchar letat sig in på marknaden. Den huvudsakliga skillnaden med dessa switchar jämfört med vanliga är att dessa även arbetar i lager 3 och 4 i OSI modellen. Detta innebär att dessa förutom switchfunktionen klarar av samma sak som en router. En annan fördel är att en multilayer switch delvis klarar av att routa trafiken i hårdvaran (wirespeed routing) jämfört med en router som gör det i mjukvaran. På grund av detta ger multilayer switchen en betydligt större bandbredd och hastighet jämför med en traditionell router.