Hier ist unsere Topologie, die der vorherigen Topologie sehr ähnlich ist. Beachten Sie jedoch,
dass die Brücke durch einen Switch ersetzt wurde.
Switches sind wiederum Layer-2-Geräte oder Data-Link-Layer-Geräte und haben
ähnlich einer Bridge auch eine MAC-Adresstabelle.
Die Netzwerktopologie ist auch eine Sterntopologie, bei der Geräte direkt an die Ports
des Switches angeschlossen werden. Analog dazu wird der Switch als Bridge
betrachtet, die jedoch wesentlich leistungsfähiger und schneller ist.
Wenn Sie in einer Bridge-Umgebung ein Problem hatten und
die Bridge durch einen Switch ersetzen würden, hätten Sie immer noch dieselben Probleme,
die jedoch viel schneller auftreten würden.
Brückenprobleme werden durch Switches nicht gelöst. Schalter erhöhen einfach die Leistung.
Hier ist noch einmal unsere Beispieltopologie, aber
in diesem Fall haben wir die Brücke durch den Switch ersetzt.
Wie fließt der Verkehr in diesem Beispiel?
Daher verwenden wir wieder einfach zu lesende MAC-Adressen
wie A, B, C und D anstelle von vollständigen 48-Bit-MAC-Adressen. Dies vereinfacht die Vereinfachung dieser Beispiele.
Wenn A also einen Frame an C sendet und der Frame beim Switch an Port 1 angekommen ist.
Was würde der Schalter mit dem Rahmen machen?
Nehmen wir in diesem Beispiel an, dass der Switch gerade gestartet ist.
Die MAC-Adresstabelle ist also leer. Sie hat nicht erfahren, wo sich die Geräte in der Topologie befinden.
Nun wird der Switch wie eine Bridge den Frame aus allen Ports herausfluten,
weil er nicht weiß, wo sich C
befindet, wenn der Frame beim Switch an einer unbekannten Ziel-MAC-Adresse ankommt, der
Frame aus allen Ports außer dem Port, an dem überflutet wird der rahmen kam an.
Genau wie bei einer Bridge überschwemmt der Switch nicht nur den Frame aus allen Ports, sondern er lernt
auch, wo sich Geräte in der Topologie befinden.
Da die Frames an Port 1 empfangen
wurden und die Quell-MAC-Adresse im Frame A
ist, werden die Informationen in die MAC-Adresstabelle des Switches geschrieben.
Der Switch weiß jetzt, dass die MAC-Adresse A an Port 1 zu finden ist.
Wenn C auf A antwortet, wird der Frame an Port 3 des Switches empfangen.
Der Switch würde seine MAC-Adresstabelle mit
diesen Informationen aktualisieren. Mit anderen Worten, der Switch weiß, dass die MAC-Adresse C an Port
3 zu finden ist. In diesem Fall weiß er jedoch, wo die Ziel-MAC-Adresse mit anderen
Worten A ist. Er sendet nur der Datenverkehr von Port 1, und das liegt daran,
dass A in der MAC-Adresstabelle als über Port 1 verfügbar angezeigt wird.
Der Switch überschwemmt den Frame nicht von allen Ports.
So wie bei einer Bridge werden alle nachfolgenden Frames zwischen A und C nur über diese beiden Ports
weitergeleitet. Wenn A einen anderen Frame an C sendet, wird der Frame
nur über Port 3 gesendet, da der Switch
weiß, dass die MAC-Adresse C vorhanden ist gefunden an port 3.
wenn C antwortet, dass er Verkehr an eine Ziel-MAC-Adresse von A sendet.
Der Switch leitet diesen Verkehr nur von Port 1 weiter, da dadurch gelernt wird,
dass die MAC-Adresse A auf Port 1 gefunden werden kann.
Der gesamte Verkehr zwischen diesen beiden Geräten fließt also nur zwischen Port 1 und Port 3.
Der Datenverkehr von Port 2 oder Port 4 wird nicht auf ähnliche Weise gesendet wie bei einer Bridge.
Auf dieselbe Weise wie bei einer
Bridge ist jede Schnittstelle des Switch eine separate Kollisionsdomäne.
Wenn also eine Kollision an diesem Hub stattgefunden hat,
hat dies keine Auswirkungen auf andere Ports des Switches.
Jeder Port an einem Switch ist eine separate Kollisionsdomäne.
Es handelt sich also in dieser Topologie um 4 Kollisionsdomänen.
Ein Hub ist wiederum eine einzelne Kollisionsdomäne.
Bei dieser Schnittstelle handelt es sich
also um eine einzelne Kollisionsdomäne, die von den anderen Schnittstellen des Switches getrennt ist.
Ein Switch wird jedoch standardmäßig Broadcast- und Multicast-Verkehr überfluten.
Dies ist also eine einzige Broadcast-Domäne.
Wenn A eine Broadcast sendet, wird diese Broadcast-Nachricht von allen Ports geflutet und
von allen Geräten in der Topologie empfangen.
Dies ist der Art und Weise, wie Brücken betrieben werden, sehr ähnlich.
In einer Switch-Umgebung treten wieder dieselben Probleme auf wie
in einer Bridge-Umgebung.
Switches arbeiten jedoch mit viel höheren Geschwindigkeiten und unterstützen eine größere Anzahl von Ports.
Normalerweise haben Sie nicht nur 4 Ports am Switch.
In diesem Beispiel haben wir 4 Kollisionsdomänen und die einzelne Broadcastdomäne.
Nun besteht der Grund, warum ein Broadcast von allen
Ports geflutet wird, außer dass der Ingress-Port keine Broadcast-Adresse ist, aus 8 hexadezimalen Fs auf Layer 2.
Wenn ein Switch also den Frame mit einer Zieladresse von 8 Fs empfängt, wird dieser Frame
aus allen Ports geflutet, da diese Adresse von 8 Fs auf Schicht 2 alle Personen anzeigt.
Mit anderen Worten, der Switch überflutet dies mit
Ausnahme des Ports, an dem er empfangen wurde.
In diesem Beispiel wurde es von A empfangen, und der Frame wird dann überall
überschwemmt, da Broadcast an alle Layer 2 gesendet werden soll.
Dafür ist eine Sendung konzipiert.
Broadcast-Adressen zeigen auch alle Geräte und nicht ein einzelnes Gerät an,
so dass die MAC-Adresstabelle niemals mit der Broadcast-Adresse gefüllt wird.
Diese Informationen werden nicht in die MAC-Adressentabelle geschrieben,
da dies die Unicast-MAC-Adresse gewesen wäre.
Broadcast-Adressen sind keinem bestimmten Port oder einem
einzelnen Port zugeordnet, an dem der Broadcast empfangen wird. Es
werden immer alle Ports außer dem Port, an dem er empfangen wurde, überflutet.
Wie immer gibt es Ausnahmen und wir werden später mehr über diese Ausnahmen sprechen.
Die Verwendung von Switches über Hubs und Bridges bietet einige große Vorteile.
Der erste Vorteil ist, dass Switches viele Ports unterstützen können
und einige Switches 100 Ports unterstützen können.
Der zweite Vorteil ist, dass Schalter mit Drahtgeschwindigkeit arbeiten können.
Wie ich bereits erwähnt habe, wird der Schalter die Frames nicht verlangsamen.
Der Switch kann einen Frame physisch von einem Port zu einem anderen Port verschieben,
ohne den Frame zu verlangsamen.
Einige Switches verfügen über Rückwandplatinen, die Terabits pro Sekunde ausführen.
Mit anderen Worten: sehr, sehr schnelle Backplanes im Vergleich zu Schnittstellengeschwindigkeiten.
Die Rückseite des Switches arbeitet also mit einer viel höheren Geschwindigkeit
als die physischen Ports. Was bedeutet das?
Der Switch kann den Datenverkehr von einem Port zu einem anderen
Port schneller oder schneller verschieben, als er an einer Schnittstelle oder einem Port empfangen kann.
Der Verkehr von A nach D wird also vom Switch nicht abgebremst.
Ein weiterer großer Vorteil von Switches gegenüber Hubs ist,
dass jedes Gerät direkt mit einem Switch-Port verbunden ist.
Also ist A an Port 1 angeschlossen, B an Port 2, C an Port 3, D an Port 4.
Jedes Gerät ist einzeln mit dem Port des Switches verbunden.