Wie funktioniert ein Schalter?

Das Funktionsprinzip des Switches basiert auf der zweiten Schicht des OSI-Referenzmodells, der Datenverbindungsschicht. Ein Switch ist ein Netzwerkgerät, das auf einem Lernprozess basiert und die Kommunikation zwischen verschiedenen Geräten im Netzwerk durch Parsen und Weiterleiten von Datenrahmen ermöglicht. Der Switch kann den Inhalt seiner internen Weiterleitungstabelle kontinuierlich verbessern, die Effizienz und Zuverlässigkeit des Datenaustauschs verbessern und die Stabilität und Sicherheit der Verbindung gewährleisten. Switches werden häufig in Unternehmensnetzwerken, Rechenzentren, Campusnetzwerken und anderen Szenarien eingesetzt, um stabile und effiziente Verbindungsdienste für verschiedene Anwendungen bereitzustellen.

Das Funktionsprinzip des Switches basiert auf der zweiten Schicht des OSI-Referenzmodells, der Datenverbindungsschicht. Der Switch kann einen exklusiven elektrischen Signalpfad für zwei beliebige Netzwerkknoten bereitstellen, die mit dem Switch verbunden sind. Der Switch leitet Datenrahmen gemäß der MAC-Adresstabelle weiter. Die MAC-Adresstabelle zeichnet die entsprechenden Informationen zwischen allen MAC-Adressen im Netzwerk und jedem Port des Switches auf. Wenn der Switch Daten empfängt, überprüft er seine Ziel-MAC-Adresse und leitet die Daten dann über die Schnittstelle weiter, an der sich der Zielhost befindet.

Der Switch verfügt über eine Lernfunktion. Er überprüft die Quell-MAC-Adresse im Datenrahmen, um die Zuordnung zwischen der Adresse und dem Switch-Port herzustellen, und schreibt sie in die MAC-Adresstabelle. Der Switch vergleicht die Ziel-MAC-Adresse im Datenrahmen mit der erstellten MAC-Adresstabelle, um zu bestimmen, welcher Port weitergeleitet werden soll. Wenn die Ziel-MAC-Adresse im Datenrahmen nicht in der MAC-Adresstabelle enthalten ist, wird sie an alle Ports weitergeleitet. Dieser Vorgang wird als Flooding bezeichnet.

Darüber hinaus hat der Switch auch die Funktion, Konfliktdomänen zu isolieren. Im Ethernet verfügt jedes Gerät über eine eindeutige MAC-Adresse und kann mehrere Datenrahmen senden. Der Switch entscheidet anhand seiner Port-Adresstabelle und Weiterleitungsentscheidungen, was mit dem empfangenen Datenrahmen geschehen soll. Wenn die Ziel-MAC-Adresse des Datenrahmens nicht in der MAC-Adresstabelle enthalten ist, überflutet der Switch den Datenrahmen an alle Ports, was dabei hilft, neue Geräte zu erkennen und Verbindungen herzustellen.

In vielen Aspekten gibt es erhebliche Unterschiede zwischen Switches und Routern:

1 Arbeitsebene: Switches arbeiten in der Datenverbindungsschicht der offenen OSI/RM-Architektur, der zweiten Schicht, während Router für den Betrieb in OSI ausgelegt sind Von Anfang an ist die Netzwerkschicht des Modells die dritte Schicht. Da der Switch auf der Datenverbindungsschicht arbeitet, ist sein Funktionsprinzip relativ einfach und der Router kann intelligentere Weiterleitungsentscheidungen treffen.

2. Das Objekt, auf dem Daten weitergeleitet werden: Der Switch verwendet die physische Adresse oder MAC-Adresse, um die Zieladresse der weitergeleiteten Daten zu ermitteln. Der Router ermittelt anhand der ID-Nummern (also IP-Adressen) verschiedener Netzwerke die Adresse für die Datenweiterleitung.

3. Routing-Funktion: Der Router hat die Funktion, die Sende- und Ankunftsadressen von Datenpaketen automatisch zu identifizieren. Er ähnelt einem Polizisten auf der Straße, der für die Verkehrslenkung und -lenkung verantwortlich ist. Im Gegensatz dazu teilt der Switch nur die Kollisionsdomäne auf, kann jedoch die Broadcast-Domäne nicht aufteilen und verfügt nicht über eine Routing-Funktion.

4. Leistung: Router können das TCP/IP-Protokoll verarbeiten, Switches jedoch nicht. Der Router kann automatisch die Adresse identifizieren, an die das Datenpaket gesendet und angekommen ist. Der Router entspricht der Polizei auf der Straße und ist für die Verkehrslenkung und -lenkung verantwortlich. Der Router leitet nur Datenpakete mit bestimmten Adressen weiter und überträgt keine Datenpakete, die Routing-Protokolle nicht unterstützen, sowie Datenpakete mit unbekannten Zielnetzwerken und verhindert so Broadcast Storms.

Kurz gesagt ist ein Switch ein Netzwerkgerät, das auf einem Lernprozess basiert und die Kommunikation zwischen verschiedenen Geräten im Netzwerk durch Parsen und Weiterleiten von Datenrahmen ermöglicht. Der Switch kann den Inhalt seiner internen Weiterleitungstabelle kontinuierlich verbessern, die Effizienz und Zuverlässigkeit des Datenaustauschs verbessern und die Stabilität und Sicherheit der Verbindung gewährleisten. Switches werden häufig in Unternehmensnetzwerken, Rechenzentren, Campusnetzwerken und anderen Szenarien eingesetzt, um stabile und effiziente Verbindungsdienste für verschiedene Anwendungen bereitzustellen.

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