Cara Switch Meneruskan Bingkai

Sakelar adalah perangkat modern yang menghubungkan perangkat dalam sebuah LAN, dan jauh lebih cerdas daripada konsentrator. Alih-alih mengulang data secara membabi buta, sakelar membaca alamat dan meneruskan setiap bingkai hanya ke porta tempat tujuan sebenarnya berada. Perubahan tunggal ini meningkatkan kecepatan, efisiensi, dan keamanan secara drastis. Pelajaran ini menjelaskan secara tepat cara sakelar mengambil keputusan penerusan tersebut.

Sakelar bekerja pada lapisan tautan data (Lapisan 2 dalam model OSI). Pada lapisan ini, data disusun menjadi bingkai, dan setiap perangkat memiliki alamat MAC (alamat Kontrol Akses Media) unik yang ditanamkan pada kartu jaringannya. Sakelar membaca alamat MAC di dalam bingkai untuk menentukan ke mana bingkai tersebut harus dikirim, sehingga sakelar disebut perangkat Lapisan 2.

Setiap bingkai Ethernet membawa dua alamat MAC: sumber (pengirimnya) dan tujuan (penerimanya). Sakelar memeriksa alamat-alamat ini pada setiap bingkai. Dengan melacak alamat MAC mana yang berada pada porta tertentu, sakelar dapat mengirimkan bingkai secara tepat, alih-alih membanjirinya ke segala arah seperti yang dilakukan konsentrator.

Sakelar membangun pengetahuannya melalui proses pembelajaran. Ketika sebuah bingkai tiba, sakelar mencatat alamat MAC sumber dan porta tempat bingkai tersebut masuk, lalu menyimpan pasangan itu dalam tabel alamat MAC. Seiring waktu, ketika perangkat mengirimkan lalu lintas, sakelar mempelajari lokasi setiap perangkat. Pembelajaran otomatis ini tidak memerlukan konfigurasi dan berlangsung terus-menerus.

Untuk meneruskan sebuah bingkai, sakelar memeriksa MAC tujuan pada tabelnya:

• Alamat dikenal — kirim bingkai hanya melalui porta yang cocok.
• Alamat tidak dikenal — banjiri semua porta kecuali porta tempat bingkai tersebut masuk.

Setelah tujuan membalas, sakelar juga mempelajari lokasinya, sehingga bingkai berikutnya dapat langsung dikirim ke sana.

Ketika sakelar belum mengetahui lokasi MAC tujuan, sakelar membanjiri setiap porta dengan bingkai tersebut, kecuali porta sumber, mirip seperti konsentrator. Namun, hal ini hanya sementara: segera setelah tujuan merespons, sakelar mempelajari portanya dan berhenti membanjiri lalu lintas untuk alamat tersebut. Jadi, pembanjiran adalah mekanisme cadangan, bukan perilaku normal, dan tabel akan terisi dengan cepat.

Setiap porta sakelar beroperasi dalam mode dupleks penuh, yaitu mengirim dan menerima secara bersamaan, serta memberikan bandwidth khusus tersendiri kepada perangkat yang terhubung, bukan saluran bersama. Hal ini menghilangkan tabrakan yang mengganggu konsentrator dan memungkinkan setiap perangkat beroperasi dengan kecepatan penuh secara bersamaan. Inilah salah satu alasan utama jaringan bersakelar jauh mengungguli jaringan berbasis konsentrator.

Tabel MAC tidak bertambah selamanya. Setiap entri memiliki pengatur waktu penuaan; jika sakelar tidak lagi menerima apa pun dari suatu alamat MAC selama waktu tertentu, sakelar menghapus entri tersebut. Hal ini menjaga tabel tetap mutakhir ketika perangkat berpindah atau terputus. Jika perangkat tersebut mengirim lagi, sakelar cukup mempelajari ulang lokasinya, sehingga penerusan tetap akurat.

Sakelar menangani berbagai jenis bingkai secara berbeda:

• Siaran tunggal — ke satu perangkat; diteruskan ke porta tersebut jika telah diketahui.
• Siaran umum — ke semua perangkat; dikirim melalui setiap porta.
• Siaran kelompok — ke suatu kelompok; dibanjiri atau, dengan fitur tambahan, dikirim secara selektif.

Siaran umum selalu menyebar ke seluruh sakelar, hal yang penting untuk memahami domain siaran nanti.

Sakelar dapat meneruskan bingkai dengan beberapa cara. Simpan-lalu-teruskan menerima seluruh bingkai, memeriksa kesalahannya, lalu meneruskannya—akurat, tetapi sedikit lebih lambat. Potong-teruskan mulai meneruskan segera setelah membaca alamat tujuan—lebih cepat, tetapi tidak dapat mendeteksi kesalahan. Sebagian besar sakelar modern menggunakan metode simpan-lalu-teruskan demi keandalan. Mengetahui kedua metode ini serta pertukaran antara kecepatan dan keakuratan berguna untuk ujian.

Dengan meneruskan secara cerdas, sakelar memberikan tiga keunggulan besar dibandingkan konsentrator: kinerja lebih baik berkat porta dupleks penuh dengan bandwidth khusus, lebih sedikit tabrakan karena setiap porta merupakan domain tabrakannya sendiri, dan keamanan lebih baik karena bingkai tidak dikirim ke setiap perangkat. Keunggulan-keunggulan inilah yang membuat sakelar menggantikan konsentrator di mana-mana dan menjadi tulang punggung setiap LAN modern.

Uji pengetahuan Anda tentang pengoperasian sakelar.

Anda telah mempelajari bahwa sakelar adalah perangkat Lapisan 2 yang membaca alamat MAC dalam bingkai untuk meneruskannya secara cerdas. Sakelar mempelajari MAC sumber dan portanya ke dalam tabel alamat MAC, lalu meneruskan tujuan yang dikenal melalui satu porta dan sementara waktu membanjiri tujuan yang tidak dikenal. Setiap porta beroperasi dalam mode dupleks penuh dengan bandwidth khusus, sehingga menghilangkan tabrakan. Entri tabel menjadi kedaluwarsa agar tabel tetap mutakhir. Sakelar mengungguli konsentrator dalam kecepatan, jumlah tabrakan, dan keamanan, serta menjadi penggerak setiap LAN modern.