Switched LAN

Um Beschränkungen des CSMA/CD zu durchbrechen werden Bridges und Switches benötigt.

Bridges

• Erlaubt es Collision Domains aufzuteilen
• Koppelt mehrere Collision Domains
• Prüft Frames und sendet weiter
• Transparent Bridging: Aus sicht des Netzwerks unsichtbar
• Promiscuous Mode: Weiterleitung mit der Absender Adresse obwohl Bridge-Ports eigene Mac-Adressen besitzen
• Address Learning: Forwarding Database mit Sender-Adresse zu Bridge-Port mapping
• Frame Flooding: sendet an alle Ports wenn Addresse nicht bekannt
• Broadcast-Domain: alle mit Bridges gekoppelten LAN-Segmente
• Sicherheit gegenüber Totalausfällen
• Lokaler Datenverkehr unabhängig
• Verzögerung bei Verkehr über die Bridge
• Remote Bridge: Verbindet zwei LAN über eine grosse Strecke

• Multiport-Bridge (Switch): Koppelung von mehreren Segmenten

  • zwischen 4 und 64 Ports
  • vermittelte Bitrate steigt mit Port Anzahl

Vollduplex

• Gleichzeitig senden und empfangen
• getrennte oder bidirektionale Übertragungkanäle
• Keine Distanzlimite wegen Kollision bei P2P
• Mikrosegemntiertes LAN: Keine Kollision bei geswitchten Netz ohne Repeater

Anwendung

• Server-Farmen: zentralisiert, Switch-Technik
• Remote-Switch/Multiport-Remote-Bridge
• Link Agregation/Port Trunking: Bündelung mehrerer physischen LAN-Ports zu schnellem Kanal

Virtuelle LAN

• LAN in unabhängige logische Netze teilen
• Regelung von Broadcast-Verkehr, bildet Broadcast-Domain
• VLAN-Tag für Identifikation auf Switches
• Priorisierung von Frames
• Frames werden verworfen bei vollem Buffer

Redundanz Protokolle

(R)STP

• (Rapid) Spanning Tree Protocol
• Redundante Pfade sperren um Loops zu verhindern
• Bei Fehlerfall vorgang wiederholen
• Austausch von BPDU (Bridge Protocl Data Unit), Multicast-Adressen welche von Switches nicht weitergeleitet werden
• Bei “Rapid” wird der Datenverkehr nicht gesperrt bei einer Neuberechnung
• Blockierte Pfade bleiben ungenutzt
• Alternativ: Shortest Path Bridging, HSR, PRP

Leistungsmerkmale von Switches

• Grösse der Adresstabelle: wv Zieladressen gespeichert werden können
• Grösse des Buffers: Speicher für Frames auf Ports
• Bit Rate: max. Bits/s, non-blocking wenn alle Ports auf max. laufen können
• Forwarding Rate: Frames/s Weiterleitung
• Latency: interne Verarbeitungszeit

• Switching Mechnismus:

  • Store-and-Forward-Bridges: Frame einlesen und speichern, dann senden (1500Byte, 10Mbit/s - 12ms lat.)

  • Cut-Through-/One-the-Fly-Switching: Weiterleitung beginnt nach empfang der Dest-Address (40us lat.)

    • speichern nur falls Ziel besetzt
    • keine Filterung von Fehlerhaften Frames, Problem wenn viele Fehler
• Management: SNMP, LLDP Link Layer Discovery Protocol

Moderne Ethernet-Systeme