Hálózati kapcsoló ( szleng kapcsoló , kapcsoló az angolból switch - switch) - olyan eszköz, amely a számítógépes hálózat több csomópontjának egy vagy több hálózati szegmensen belüli összekapcsolására szolgál . A kapcsoló az OSI hálózati modell csatorna (második) rétegében működik . A kapcsolókat hídtechnológiával tervezték, és gyakran többportos hidaknak tekintik . Az útválasztók (OSI 3. réteg) több hálózat összekapcsolására szolgálnak a hálózati réteg alapján.
Ellentétben a hubbal (OSI 1. réteg), amely elosztja a forgalmat az egyik csatlakoztatott eszközről az összes többire, a switch csak közvetlenül a címzettnek továbbítja az adatokat (kivétel a sugárzott forgalom az összes hálózati csomópontra, valamint azon eszközök forgalma, amelyeknek a kimenő portja a kapcsoló ismeretlen). Ez javítja a hálózat teljesítményét és biztonságát azáltal, hogy megszünteti a hálózat többi részének szükségességét (és lehetőségét) a nem nekik szánt adatok feldolgozására.
A cikk további része kizárólag az Ethernet technológia kapcsolóira összpontosít .
A kapcsoló a memóriában (ún. asszociatív memóriában ) tárol egy kapcsolási táblázatot, amely jelzi a csomópont és a port megfelelőségét . Amikor a kapcsoló be van kapcsolva, ez a táblázat üres, és tanulási módban van. Ebben az üzemmódban a bejövő adatok bármely porton a kapcsoló összes többi portjára továbbítódnak. Ebben az esetben a kapcsoló elemzi a kereteket (kereteket) , és miután meghatározta a küldő gazdagép MAC-címét , egy ideig beviszi a táblázatba. Ezt követően, ha egy olyan állomásnak szánt keret érkezik, amelynek MAC-címe már szerepel a táblázatban , az egyik kapcsolóporton , akkor ez a keret csak a táblázatban megadott porton keresztül kerül továbbításra. Ha a célállomás MAC-címe nincs társítva egyetlen kapcsolóporthoz sem, akkor a keret minden porton elküldésre kerül, kivéve azt a portot, amelyről érkezett. Idővel a kapcsoló összeállít egy táblázatot az összes aktív MAC-címhez, ennek eredményeként a forgalom lokalizálódik.
Érdemes megjegyezni az alacsony késleltetést (késleltetést) és a nagy továbbítási sebességet az egyes interfészportokon.
A váltásnak három módja van. Mindegyik olyan paraméter kombinációja, mint a késleltetés és az átviteli megbízhatóság.
A "váltási döntés" késleltetés hozzáadódik ahhoz az időhöz, amely alatt egy keret belép a kapcsolóportba, és elhagyja azt, és ezzel együtt meghatározza a kapcsoló teljes késleltetését.
A kapcsolási szimmetria tulajdonsága lehetővé teszi, hogy a kapcsolót az egyes portok sávszélességével jellemezze . A szimmetrikus kapcsoló kapcsolt kapcsolatokat biztosít az azonos sávszélességű portok között, például ha minden port 10 Mbps vagy 100 Mbps sávszélességű.
Az aszimmetrikus kapcsoló kapcsolt kapcsolatokat biztosít a különböző sávszélességű portok között, például 10 Mbps vagy 100 Mbps és 1000 Mbps sávszélességű portok kombinációja esetén .
Az aszimmetrikus kapcsolást nagy kliens-szerver hálózati áramlások esetén alkalmazzák , amikor egyszerre több felhasználó kommunikál a szerverrel, ami nagyobb sávszélességet igényel a kapcsolóporthoz, amelyhez a szerver csatlakozik, hogy elkerüljük a torlódást ezen a porton. Annak érdekében, hogy az adatáramlást a 100 Mbps -os portról a 10 Mbps -os portra irányítsák anélkül, hogy az utóbbi túlcsordulna, az aszimmetrikus kapcsolónak memóriapufferrel kell rendelkeznie. .
Aszimmetrikus kapcsolóra azért is szükség van, hogy nagyobb sávszélességet biztosítson a kapcsolók közötti kapcsolatokhoz függőleges keresztkapcsolatokon keresztül, vagy a gerinchálózati szegmensek közötti kapcsolatokhoz.
A keretek ideiglenes tárolására és a kívánt címre történő későbbi elküldésére a switch pufferelést használhat. A pufferelés akkor is használható, ha a célport foglalt. A puffer egy memóriaterület, amelyben a kapcsoló az átvitt adatokat tárolja.
A memóriapuffer két módszert használhat a keretek tárolására és küldésére: portpufferelésre és megosztott memóriapufferelésre . A portpuffereléssel a csomagok az egyes bemeneti portokhoz társított sorokban tárolódnak. A csomag csak akkor kerül továbbításra a kimeneti portra, ha a sorban előtte lévő összes keretet sikeresen továbbította. Ebben az esetben előfordulhat, hogy egy keret késlelteti a teljes sort a célállomás foglalt portja miatt. Ez a késleltetés akkor is előfordulhat, ha más keretek is továbbíthatók a célállomások nyitott portjain.
A megosztott memória pufferelésekor az összes képkocka egy megosztott memóriapufferben tárolódik, amelyet a kapcsoló összes portja használ. A porthoz lefoglalt memória mennyiségét a szükséges mennyiség határozza meg. Ezt a technikát dinamikus pufferallokációnak nevezik. Ezt követően a pufferben lévő keretek dinamikusan hozzá vannak rendelve a kimeneti portokhoz. Ez lehetővé teszi egy keret fogadását az egyik porton, és egy másik portról küldését sorba helyezés nélkül.
A kapcsoló fenntart egy térképet azokról a portokról, amelyekre kereteket kell küldeni. Ez a térkép csak a keret sikeres elküldése után törlődik.
Mivel a puffermemória meg van osztva, a keret mérete a teljes pufferméretre korlátozódik, nem pedig egy adott portnak szánt töredékére. Ez azt jelenti, hogy a nagy keretek kisebb veszteséggel továbbíthatók, ami különösen fontos az aszimmetrikus kapcsolásnál, vagyis amikor egy 100 Mbps sávszélességű portnak csomagokat kell küldenie egy 10 Mbps -os portra .
A kapcsolók felügyelt és nem menedzselt (a legegyszerűbb) kapcsolókra vannak osztva .
A bonyolultabb kapcsolók lehetővé teszik a váltás vezérlését az OSI modell hálózati (harmadik) rétegében . Általában ennek megfelelően nevezik el őket, például "Layer 3 Switch" vagy röviden "L3 Switch". A kapcsoló kezelhető a webes felületen, a parancssori felületen (CLI), az SNMP protokollon , az RMON -on stb.
Számos felügyelt kapcsoló lehetővé teszi további szolgáltatások konfigurálását: VLAN , QoS , aggregáció , tükrözés . Számos hozzáférési kapcsoló fejlett funkciókkal rendelkezik, mint például a forgalom szegmentálása a portok között, a forgalomvihar vezérlése, a hurokérzékelés, a MAC-cím tanulási korlátja, a fel/le port sebességkorlát, a hozzáférési lista funkciók stb.
Az összetett kapcsolók egyetlen logikai eszközbe - verembe - kombinálhatók a portok számának növelése érdekében. Például kombinálhat 4 switchet 24 porttal, és kaphat egy logikai kapcsolót 90 ((4*24)-6=90) porttal vagy 96 porttal (ha speciális portokat használnak a halmozáshoz).
| hálózati hardver | |
|---|---|
| Fizikai réteg | |
| Link réteg | |
| hálózati réteg | |
| Egyéb | |