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Switching

Switching

Da sich Bridges und Switches nur durch die Anzahl der Ports und Prozessorgeschwindigkeit unterscheiden (Switches sind gedopte Bridges), wird hier nicht zwischen beiden unterschieden. Die Logik, die genutzt wird, und auch die Arbeitsweise ist bei beiden Identisch.

Ein Netzwerk, bestehend aus 4 PCs an einem Hub, teilt sich die Geschwindigkeit, denn wenn die PCs gleichzeitig senden, treten Kollisionen auf, wodurch Wartezeiten entstehen. Teilt man das Netz auf, verbindet je 2 PCs mit einem Hub und die Hubs mit Hilfe einer Bridge, verdoppelt sich zwar die Anzahl der Kollisionsdomänen, aber da nur noch zwei PCs in einer KD sind, steigt die effektive Bandbreite.
Bridges nutzen einen Puffer, um Pakete im Speicher behalten zu können, sollte das angeschlossene Netzwerksegment in Benutzung sein.
Transparentes bridging ist die Bezeichnung dafür, dass angeschlossene Geräte keine Kenntnis von der Bridge haben und weder Ihre Anwesenheit, noch Ihr Fehlen bemerken.
Transparente Bridges leiten Frames weiter, sofern dies nötig ist und verwerfen diese, wenn Weiterleitung unnötig/unmöglich ist, um Overhead zu reduzieren. Um dies Effektiv realisieren zu können, folgen Sie folgenden Schema:
MAC Adressen werden von eingehenden Frames gelernt.
Anhand der Ziel MAC wird entschieden ob forward oder filter
Mit Hilfe des Spanning Tree Protokolls wird eine schleifenfreie Umgebung realisiert

Gelernte MAC Adressen werden in die Bridge Table eingetragen. Anhand dieser Tabelle entscheidet die Bridge, ob ein Paket verworfen oder weitergeleitet wird.
Pakete, die auf Port 1 eingehen und Ihr Ziel ebenfalls auf Port 1 haben werden verworfen.

Das Weiterleiten von Frames folgt folgenden Regeln:
– Hat das eingehende Frame als Ziel eine Unicast MAC, wird es am entsprechenden Port ausgegeben, außer Eingangsport = Ausgangsport!
– Ist die Ziel MAC unbekannt, wird das Frame an allen, außer dem Eingangsport ausgegeben
– Ist die Ziel MAC Broad- oder Multicast, wird das Frame an allen Ports, außer dem Eingehenden ausgegeben.
– Trifft keine Regel zu, wird das Frame verworfen

Switching Methoden

Store and Forward
Wartet bis er kompletten Frame empfangen hat
(erkennt er an Checksum)
Dann leitet er ihn weiter
Switch macht Fehlerkontrolle (FCS)

Cut through
Wartet bis er die Bestimmungsadresse des Frames hat (Ethernet header) und leitet gleich weiter
Kein FCS durch Switch

Fragment free
Der Switch empfängt die ersten 64 Byte des Daten-Paketes. Ist dieser Teil fehlerlos werden die Daten weitergeleitet.
Die meisten Fehler und Kollisionen treten während den ersten 64 Byte auf.
Fehlerhafte Pakete werden verworfen.

Vorteile von Switching/Bridging
Kabellängen
Weniger Kollisionen
Höhere Bandbreite

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