Netzwerk Grundlagen: Switching und das OSI-Modell - Dummies

Video: Netzwerktechnik Tutorial #3 - Das ISO-OSI Referenzmodell 2025

Wie Sie vielleicht wissen, passt das Switching in das OSI-Modell auf Layer 2. Mit Switching und die Überbrückung geschieht auf Layer 2, sie befassen sich mit den MAC-Adressinformationen, die in den Ethernet-Frames gefunden werden. Wenn Sie auf Layer 1 gehen, nimmt ein Gerät wie ein Repeater oder ein Hub einfach den elektrischen Impuls an der Leitung auf und verstärkt das Signal. Ein Switch hingegen liest den Ethernet-Frame in den Speicher ein, rekonstruiert ihn und überträgt ihn erneut aus dem Zielport (oder im Falle eines Broadcast-Frames alle Ports).

Switches unterstützen die folgenden drei Grundtypen von Weiterleitungsmechanismen:

Store-and-Forward-Switching: Ein Prozess, bei dem der Switch den gesamten Ethernet-Frame in den Speicher liest, bevor er ihn untersucht. Zu dieser Zeit identifiziert der Schalter die Zieladresse und trifft eine Weiterleitungsentscheidung. Diese Art der Umschaltung bietet zwei Vorteile: Der Switch verfügt über einen vollständigen Frame und es wird keine Kollision im Netzwerk auftreten, bevor die Daten gesendet werden. Der Nachteil ist eine geringfügige Verzögerung bei der Weiterleitung der Daten.
Cut-Through-Umschaltung: Mit diesem Vorgang wird eine Weiterleitungsentscheidung getroffen, sobald genug des Rahmens gelesen wird, was so wenig wie 17 Bytes an Daten nach der Präambel sein kann. Aus diesen vielen Daten kann der Switch den Unterschied zwischen den Ethernet-II-, IEEE 802.3-, IEEE 802.2- und Ethernet_SNAP-Rahmentypen erkennen. Nachdem dieser Unterschied identifiziert wurde, kann der Prozess des Weiterleitens des Rahmens an sein Ziel beginnen.

Abhängig vom Typ des Frames und der Verwendung von Access Control Lists (ACLs) können insgesamt 54 Byte Daten gelesen werden. Diese Bedingung kann die Verzögerung beim Weiterleiten von Daten an ihr Ziel erheblich reduzieren, da Sie ohne die Verzögerung für Speichern und Weiterleiten die tatsächliche Drahtgeschwindigkeit erreichen können. Das Problem tritt auf, wenn Sie eine Kollision in Ihrem Netzwerk für einen Datenrahmen erleben, der teilweise weitergeleitet wird, was die Arbeit zur Weiterleitung des Frames unbrauchbar macht.

Dieses Problem wird bei Netzwerken gänzlich vermieden, die vollständig umgeschaltet werden, da Kollisionen nur auftreten, wenn zwei oder mehr Geräte mit einem Hub verbunden sind, der dann mit einem Port auf einem Switch verbunden ist. Indem Sie Hubs in Ihrem Netzwerk eliminieren, vermeiden Sie Kollisionen.
Fragmentfreies Umschalten: Dieser Vorgang ähnelt dem Durchschneiden mit der Ausnahme, dass die Weiterleitungsentscheidung erst dann getroffen wird, wenn die ersten 64 Bytes des Datenrahmens gelesen und kollisionsfrei sind. Nachdem 64 Bytes gelesen wurden, verfügt der Switch über genügend Daten, um einen legalen Frame weiterzuleiten, da für Ethernet Frames mindestens 64 Byte erforderlich sind.

In einem vollständig geschalteten Netzwerk bietet dieser Prozess keinen Vorteil gegenüber der Durchschaltvermittlung. Wenn jedoch die Wahrscheinlichkeit von Kollisionen hoch ist, ist dieser Prozess dem Durchschneiden des Umschaltens vorzuziehen, da er Weiterleitungsrahmen verhindert, die kleiner als die minimale Ethernet-Größe sind. (Diese unzulässig großen Frames werden Runts genannt.)

Beide Vermittlungsmethoden, die Daten weiterleiten, bevor der gesamte Frame in den Switch eingelesen wird, haben einen kritischen Fehler, wenn sie mit der Integrität des Ethernet-Frames umgehen. Der letzte Teil der Daten ist der FCS oder Frame CheckSum, der verwendet wird, um zu verifizieren, dass der Ethernet-Frame, der am Switch angekommen ist, nicht durch einen Netzwerkfehler geändert oder geändert wurde.

Da der Switch nicht den gesamten Frame gelesen hat, kann der Switch keine Prüfsumme berechnen oder mit der am Ende des Frames gefundenen FCS vergleichen. Frames mit einer fehlgeschlagenen Prüfsumme sollten nicht weitergeleitet werden. In diesem Fall wurde jedoch der größte Teil des Switches bereits zu dem Zeitpunkt weitergeleitet, zu dem der Switch weiß, dass die Prüfsumme falsch ist.

Aufgrund der Geschwindigkeit der aktuellen Switches werden Sie wahrscheinlich feststellen, dass die meisten Switches auf dem Markt, wie die Switches von Cisco, die Store-and-Forward-Methode verwenden, da die neuen Geschwindigkeiten der internen Datenübertragung im Switch überwiegen. die Kosten für die Weiterleitung von schlechten Daten.