Aktivní prvky: přepínače

Aktivní prvky: přepínače 1

Předmět: Počítačové sítě a systémy Téma hodiny: Aktivní prvky přepínače část I. Třída: 3. a 4. ročník SŠ technické Autor: Ing. Fales Alexandr Software: SMART Notebook 11.0.583.0 2

Připomenutí: Hlavními prvky počítačové sítě jsou klientské stanice a server, dále tiskárny, scannery a další HW vč SW. Počítačová síť vznikne vzájemným propojením těchto prvků, k tomu nám slouží prvky sítí. Aktivní prvky představují prvky sítí, které přenášený signál upravují (mění) a hlavně zesilují, zvětšují tak použitelnou vzdálenost přenosového média (kabelu). Mezi aktivní prvky patří síťové karty (NIC), opakovače (repeater), rozbočovače (hub), převodníky (transceiver, converter), mosty (bridge), přepínače (switch), směro vače (router), brány (gateway), modemy, přístupové body (access point), klientské stanice, všechny servery, disková pole, datová úložiště (NAS) a jiné. 3

Switch: Přepínače část I. (přepínač) jde o aktivní prvek sítě, sloužící k propojení segmentů sítě, čímž vytváří síť, provádí filtraci a přepínání rámců na základě cílové MAC adresy rámce, čímž snižuje zatížení sítě, díky bufferování dokáže propojit části sítě s jinými přenosovými rychlostmi, odděluje komunikaci stanic od zbytku sítě a je zákl. prvkem pro vytváření virtuálních sítí. Rozmístění sítě se naučí z provozu a ke svým portům si přiřadí MAC adresy počítačů v dané části sítě, čímž si vytváří tabulku MAC adres. Pracuje na druhé (linkové, spojové) vrstvě ref. ISO/OSI modelu. Jedná se o vyšší zařízení s určitou inteligencí. Jde o vysokorychlostní multiportový most, umožňující současnou komunikaci mezi 2 porty. Full duplex. 4

Switch: SWITCH 5 7 1 1 2 3 4 5 6 7 8 2 5

Switch: Přepínače část I. (přepínač) slouží stejně jako bridge (most) k přepínání a filtrování rámců, chová se stejným způsobem jako víceportový bridge (most) rozhoduje se na základě MAC (fyzických) adres ve své tabulce MAC adres a odpovídajících portů a MAC adres v přicházejících rámcích, učí se z provozu sítě, zachytává MAC adresy z příchozích rámců, aktualizuje svou tabulku MAC adres a přeposílá rámce na odpovídající port pro následnou cestu k cíli v rámci počítačové sítě propouští broadcast i multicast (všesměrové a skupinové vysílání), tyto rámce zkopíruje na všechny porty kromě portu příchozího. Stejně se chová při obdržení rámce s neznámou cílovou adresou. 6

Switch: Přepínače část I. při delší nečinnosti vymaže zastaralou MAC adresu ze své tabulky MAC adres pro zrychlení činnosti u multicastu může přepínač využít protokoly pro správu skupin spojové vrstvy a to protokol GARP, GMRP nebo CGMP (Cisco) umožňuje vyhrazené připojení, kdy klientské stanici odpovídá síťový segment, umožňuje segmentování sítí ve smyslu seskupení stanic na svých portech je rychlejší než most, neboť rozhodování a přepínání je na úrovni hardwaru umožňuje využít VLAN (virtuální lokální sítě) propojuje sítě a podsítě, zejména přímo LAN v případě různých přenosových rychlostí na svých portech funguje jako převaděč 7

Switch: podporuje různé režimy práce: 1) store and forward ulož a pošli všechny rámce se po příchodu uloží, dojde k přečtení cílové MAC adresy, následnému zjištění výchozího portu. Dále je rámec zkontrolován a otestován, zde není chybný. Pakliže ano, je zahozen. Celkově se proces přepínání vlivem kontroly výrazně zpomalí. 2) cut through; on the fly průběžné zpracování jakmile se objeví první pole rámce, jsou tyto části po načtení cílové MAC adresy a určení výchozího portu, průběžně přepínány na daný port, přičemž rámec ještě není načtený celý. Celkově se proces přepínání maximálně zvýší. Switch rámce nekontroluje z hlediska možných chyb, a proto musí být síť spolehlivá. 8

Switch: 3) fragment free s omezením malých rámců jakmile se objeví první pole rámce, je po načtení 64 bytů okamžitě zpracován. Switch zjišťuje, zda to není nepovolený krátký rámec. Proces přepínání je rychlý, jde o jakýsi kompromis předchozích režimů a hlavně chrání přepínanou síť proti chybovým stavům. Z hlediska komunikace umožňují dnešní switche současnou komunikaci mezi několika dvojicemi portů, čímž výrazně zrychlují síť. Aktuálně lze však ve sledovaném portu přeposlat vždy jen jeden rámec a to metodou FIFO. Switche nejsou doménou jen Ethernetových sítí, lze se s nimi setkat i u FDDI či Token Ringu. 9

Přepínače část I. 10

Vysvětlete aplikaci přepínačů v počítačových sítích: Nad výsledky odborně diskutejte s vyučujícím. 16

Popište jednotlivé režimy práce přepínače: Nad výsledky odborně diskutejte s vyučujícím. 17

Dotazy Děkuji za pozornost. Ing. Fales Alexandr 18

Zdroje informací Literární publikace: PUŽMANOVÁ, R. Moderní počítačové sítě oa A do Z. 2. akt. vyd. Brno: Compouter Press, 2006. ISBN: 80 251 1278 0 s. 430 TRULOVE, J. ZNAMEŇÁČEK, T. Sítě LAN. 1. vyd. Praha: Grada, 2009. ISBN: 978 80 247 2098 2. s. 384 Fotografie a obrázky: Autorem fotografií a obrázků, není li uvedeno jinak, je Ing. Fales Alexandr 19