Aktivní prvky: přepínače

Aktivní prvky:  Aktivní prvky:  přepínače 1

Přepínače – část I. Předmět:

Počítačové sítě a systémy

Téma hodiny:

Aktivní prvky – přepínače –  část I.

Třída:

3. a 4. ročník SŠ technické

Autor: Software:

Ing. Fales Alexandr SMART Notebook 11.0.583.0

2

Přepínače – část I. 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), opakova­ če (repeater), rozbočovače (hub), převodníky  (transceiver, converter), mosty (bridge), přepínače  (switch), směro­vače (router), brány (gateway),  modemy, přístupové body (access point), klientské  stanice, všechny servery, disková pole, datová  úložiště (NAS) a jiné.

3

Přepínače – část I. Switch: (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 přeno­ sovými 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

Přepínače – část I. Switch:

SWITCH 2

5

7 1

2

1 3

4

5

6

7

8

5

Přepínače – část I. Switch: (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 sku­ pinové vysílání), tyto rámce zkopíruje na všechny  porty kromě portu příchozího. Stejně se chová při  obdržení rámce s neznámou cílovou adresou.

6

Přepínače – část I. Switch: ­ 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

Přepínače – část I. 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 přepí­ nání vlivem kontroly výrazně zpomalí. 2) cut­through; 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 hle­ diska možných chyb, a proto musí být síť spolehlivá.

8

Přepínače – část I. 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

Přepínače – část I.

11

Přepínače – část I.

12

Přepínače – část I.

13

Přepínače – část I.

14

Přepínače – část I.

15

Přepínače – část I. Vysvětlete aplikaci přepínačů v počítačových sítích:

Nad výsledky odborně diskutejte s vyučujícím.

16

Přepínače – část I. 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: 80­251­1278­0 s. 430

TRULOVE, J. ­ ZNAMEŇÁČEK, T. Sítě LAN. 1. vyd. Praha: Grada, 2009. ISBN: 978­80­247­2098­2. s. 384 Fotografie a obrázky: Autorem fotografií a obrázků, není­li  uvedeno jinak, je Ing. Fales Alexandr

19