Hvis du er fortrolig med konfigurationen af et hjemmenetværk, kender du det grundlæggende i en router. Routeren definerer netværket og fungerer som en gateway til andre netværk. I et hjemmenetværk er disse andre netværk generelt internettet. Det behøver dog ikke at være tilfældet. I netværk i virksomhedsklassen vil du ofte finde en række netværk, der er forbundet med forskellige routere og forskellige porte på disse routere.
Du vil ofte opdage, at routere ikke har så mange ethernet-porte. Mange hjemmeroutere tilbyder højst to, tre eller fire porte, mens nogle kun tilbyder én. Enterprise-grade routere vil altid give mere end fire porte, men tilbyder generelt ikke snesevis af porte. Det betyder, at du muligvis ikke har nok porte på din router til at tilslutte alle de enheder, der skal tilsluttes.
For at omgå dette kan to netværksenheder hjælpe. Den første er en netværkshub. Dette giver et mere betydeligt antal porte, men videresender indgående trafik til alle andre udgående porte. Alle enheder deler båndbredde, hvilket kan forårsage problemer, især i store netværk. Den anden mulighed er netværksswitchen. Switchen byder også på mange porte.
Men i modsætning til hubben videresender den kun netværkstrafik til den enhed, den skal gå til. Dette betyder, at båndbredden til hver vært er uafhængig af enhver anden vært. Netværksswitches er betydeligt mere populære end hubs på grund af deres bedre båndbreddekapacitet.
Grundlæggende om en switch
En netværksswitch tilbyder typisk et stort antal ethernet-porte. Switche til små virksomheder/hjemmekontorer tilbyder fire, otte eller tolv porte og overstiger normalt ikke det. De er små enheder designet til at sidde ovenpå eller under et skrivebord, ikke ulig en router. Enterprise-klasse routere er rackmonteret som Enterprise-routere. Disse har generelt maksimalt 48 standardporte pr. 1U switch. Disse har dog også en tendens til at have et lille antal andre porte, inklusive ethernet-porte. De er typisk designet til forbindelser med højere båndbredde til routere.
Switche tilbyder generelt ethernet-porte, selvom nogle enheder i virksomhedsklassen kan tilbyde andre tilslutningsmuligheder. De fleste switche giver kun én tilslutningsmulighed. Nogle er dog modulære og kan tilbyde mere end én, typisk ethernet og fiber. Selvom andre tilslutningsmuligheder er tilgængelige.
Kernefunktionen
Kernefunktionen ved en switch er, at den fungerer på lag 2 i OSI-modellen, Data Link-laget. Det betyder, at den ruter data via MAC-adresser i stedet for via IP-adresser. Switche lytter til ARP-trafikken på netværket og opbygger en intern tabel over hvilke MAC-adresser der er tilgængelige på hvilken fysisk port. Det betyder, at når trafikken er bestemt til en specifik MAC-adresse, ved switchen præcis, hvilken fysisk port den skal dirigere trafikken ned for at få den til den rigtige vært.
Nogle switche, især dem med flere tilslutningsmedier, fungerer på både niveau 2 og niveau 3 i OSI-modellen. Switche, der ikke er rent lag 2-baserede, kaldes flerlags-switche.
Grundlæggende switche har ingen konfigurerbare muligheder og kaldes ikke-administreret. Mange hjemmekontorkontakter tilbyder en webadministrationsgrænseflade med grundlæggende funktionalitet. Switche i virksomhedsklassen administreres og tilbyder primært CLI-baseret konfiguration. Ofte via en konsolport, selvom netværkskonfiguration kan være mulig.
Broadcast Storms
Generelt er et netværk af forbindelse mellem enheder ønskeligt i computernetværk. En mesh-topologi tilbyder redundans i tilfælde af link- eller enhedsfejl. Der er dog et problem at gøre det med switches. Fordi switches er inden for et broadcast-domæne, transmitterer de enhver broadcast-pakke, de modtager, på alle andre porte. Hvis der er et net på plads, er der en løkke i systemet, der får udsendelsespakker til at gå ind i en ubestemt løkke.
Denne udsendelsessløjfe bruger bufferpladsen på relativt kort tid. Overvældende switchens evne til at transmittere data og forårsager en broadcast-storm. Disse har en tendens til at gøre netværket ubrugeligt. Den høje mængde netværkstrafik kan også forårsage en betydelig stigning i CPU-brug af netværkstilsluttede enheder, hvilket potentielt gør dem ubrugelige. Hvis et netværk kan komme ind i en broadcast-storm, er den eneste måde at løse det på at bryde sløjfen, generelt ved at tage stikket ud af et stødende Ethernet-kabel.
Softwaren eksisterer for at neutralisere risikoen for en broadcast-storm. Rapid Spanning Tree Protocol, RSTP, den bagudkompatible efterfølger til Spanning Tree Protocol. Det giver et netværk mulighed for at bestemme foretrukne ruter og midlertidigt deaktivere ikke-foretrukne ruter. Når der foretages en ændring af netværket, f.eks. en enhed. Hvis eller link mislykkes, udføres beregningen automatisk, hvilket kan genaktivere det tidligere deaktiverede backuplink. STP plejede at tage omkring et minut at konvergere til en foretrukken konfiguration. RSTP kan fuldføre hele processen på 6 sekunder.
Nogle administrerede switche inkluderer muligheder for at droppe broadcast-trafik, når den bruger mere end en specificeret båndbredde. Denne teknik tillader loops, men neutraliserer risikoen for broadcast-storme.
Konklusion
En netværksswitch er en computernetværksenhed, der tilbyder flere forbindelsesporte, typisk ethernet-porte. Hver port kan bruge sin samlede båndbredde uafhængig af gennemløbet af alle andre porte.
Hjemmekontorenheder, der kan sidde på et skrivebord og typisk tilbyder op til 12 porte, mens de kommer med generelt grundlæggende konfigurationsmuligheder, hvis nogen er tilgængelige. Switche i virksomhedsklassen er rackmonterede, tilbyder op til 48 porte i en 1U-switch og leveres med fuld administrationsmuligheder. Switche fungerer på lag 2 i OSI-modellen og dirigerer trafik efter MAC-adresse.