Sådan videresender en switch frames

Hver Ethernet-frame indeholder to MAC-adresser: en kilde (hvem der sendte den) og en destination (hvem der skal modtage den). Switchen undersøger disse adresser i hver frame. Ved at holde styr på, hvilken MAC-adresse der findes på hvilken port, kan switchen levere frames præcist i stedet for at oversvømme hele netværket med dem, som en hub gør.

En switch opbygger sin viden gennem indlæring. Når en frame ankommer, registrerer switchen kilde-MAC-adressen og den port, den kom ind på, og gemmer dette par i sin MAC-adressetabel. Efterhånden som enheder sender trafik, lærer switchen, hvor hver enhed er. Denne automatiske indlæring kræver ingen konfiguration og foregår kontinuerligt.

For at videresende en frame kontrollerer switchen destinations-MAC-adressen mod sin tabel:

• Kendt adresse — send kun framen ud gennem den matchende port.
• Ukendt adresse — oversvøm alle porte undtagen den port, den ankom på.

Når destinationen svarer, lærer switchen også dens placering, så fremtidige frames sendes direkte dertil.

Når en switch endnu ikke ved, hvor en destinations-MAC-adresse findes, oversvømmer den framen gennem alle porte undtagen kildeporten, omtrent som en hub. Men det er midlertidigt: Så snart destinationen svarer, lærer switchen dens port og holder op med at oversvømme for den adresse. Oversvømmelse er altså en reserveløsning, ikke normal adfærd, og tabellen udfyldes hurtigt.

Hver switch-port fungerer i fuld-dupleks, så den kan sende og modtage samtidig, og giver den tilsluttede enhed sin egen dedikerede båndbredde i stedet for en delt forbindelse. Det fjerner de kollisioner, der plagede hubs, og lader alle enheder køre med fuld hastighed samtidig. Det er en vigtig årsag til, at switchede netværk langt overgår hub-baserede netværk.

MAC-tabellen vokser ikke for evigt. Hver post har en aldringstimer; hvis switchen ikke hører mere fra en MAC-adresse i et bestemt tidsrum, fjerner den posten. Det holder tabellen opdateret, når enheder flyttes eller kobles fra. Hvis en enhed senere sender igen, lærer switchen blot dens placering på ny, så videresendelsen fortsat er korrekt.

Switches håndterer forskellige frametyper forskelligt:

• Unicast — til én enhed; videresendes til den ene port, hvis den er kendt.
• Broadcast — til alle enheder; sendes ud gennem alle porte.
• Multicast — til en gruppe; oversvømmes eller sendes selektivt med ekstra funktioner.

Broadcasts spredes altid gennem hele switchen, hvilket er vigtigt for broadcast-domæner senere.

Switches kan videresende frames på forskellige måder. Store-and-forward modtager hele framen, kontrollerer den for fejl og videresender den derefter — nøjagtigt, men lidt langsommere. Cut-through begynder at videresende, så snart destinationsadressen er læst — hurtigere, men metoden kan ikke opdage fejl. De fleste moderne switches bruger store-and-forward for at opnå pålidelighed. Det er nyttigt til eksamen at kende disse to metoder og deres afvejning mellem hastighed og nøjagtighed.

Ved at videresende intelligent giver switches tre store fordele frem for hubs: bedre ydeevne fra dedikerede fuld-dupleks-porte, færre kollisioner, fordi hver port er sit eget kollisionsdomæne, og forbedret sikkerhed, fordi frames ikke sendes til alle enheder. Det er netop derfor, switches erstattede hubs overalt og udgør grundlaget for alle moderne LAN.

Du har lært, at en switch er en lag 2-enhed, der læser MAC-adresser i frames for at videresende dem intelligent. Den lærer kilde-MAC-adresser og deres porte ind i en MAC-adressetabel, videresender derefter kendte destinationer gennem én port og oversvømmer ukendte destinationer midlertidigt. Hver port er fuld-dupleks med dedikeret båndbredde, hvilket fjerner kollisioner. Tabelposter ældes og fjernes for at holde tabellen opdateret. Switches overgår hubs med hensyn til hastighed, kollisioner og sikkerhed og driver alle moderne LAN.