1.4.3 Функции коммутаторов.

Коммутатор Ethernet используется на уровне доступа. Как и концентратор, коммутатор соединяет несколько узлов с сетью. В отличие от концентратора, коммутатор в состоянии передать сообщение конкретному узлу. Когда узел отправляет сообщение другому узлу через коммутатор, тот принимает и декодирует кадры и считывает физический (MAC) адрес сообщения.

В таблице коммутатора, которая называется таблицей MAC-адресов, находится список активных портов и адресов подключенных к ним узлов. Когда узлы обмениваются сообщениями, коммутатор проверяет, есть ли в таблице MAC-адрес. Если да, коммутатор устанавливает между источником и адресатом временное соединение, которое называется линией. Эта новая линия представляет собой специализированный канал, по которому два узла обмениваются данными. Другие узлы, подключенные к коммутатору, работают на разных полосах пропускания канала и не принимают сообщения, адресованные не им. Для каждого нового соединения между узлами создается новая линия. Такие линии позволяют устанавливать несколько связей одновременно, без столкновений.

Рисунок 20. Пример использования коммутаторов при передачи данных.

Если MAC-адреса получателя нет в таблице, коммутатор не может создать новую линию, поскольку не имеет соответствующей информации. Если коммутатор не может определить, где расположен адресат, он передает сообщение всем подключенным узлам, используя процесс, который называется массовой рассылкой. Каждый узел сравнивает MAC-адрес получателя сообщения со своим MAC-адресом, но сообщение обрабатывает и отвечает на него только тот узел, которому оно адресовано.

Коммутатор строит таблицу MAC-адресов, проверяя MAC-адрес источника в каждом кадре, который проходит между узлами. Когда новый узел отправляет сообщение или отвечает на сообщение из массовой рассылки, коммутатор немедленно выясняет его адрес и порт, к которому он подключен. Таблица динамически обновляется каждый раз, как коммутатор считывает новый MAC-адрес источника. Таким образом, он быстро узнает адреса всех подключенных узлов.

Иногда к порту коммутатора подключают другое сетевое устройство, например, концентратор. Это увеличивает количество узлов, которые можно подключить к сети. Если к порту коммутатора подключен концентратор, MAC-адреса всех узлов, подключенных к концентратору, связываются с одним портом. Бывает, что один узел подключенного концентратора отправляет сообщения другому узлу того же устройства. В этом случае коммутатор принимает кадр и проверяет местонахождение узла назначения по таблице. Если узлы источника и назначения подключены к одному порту, коммутатор отклоняет сообщение.

Если концентратор подключен к порту коммутатора, возможны столкновения. Концентратор передает поврежденные при столкновении сообщения всем портам. Коммутатор принимает поврежденное сообщение, но, в отличие от концентратора, не переправляет его. В итоге у каждого порта коммутатора создается отдельный домен коллизий. Это хорошо. Чем меньше в домене коллизий узлов, тем менее вероятно столкновение.