Принцип работы коммутатора

На рисунке 2.5 изображен коммутатор sw1 и повторитель (hub) к которому подключены два хоста. Для изображенной схемы после того как все хосты передавали какой-то трафик, итоговая таблица коммутации будет иметь такой вид, как на рисунке 2.5.

Рисунок 2.5 – Механизм передачи кадров в коммутаторе

Когда таблица заполнена, коммутатор знает, на каких портах у него находятся какие хосты и передает кадры на соответствующие порты.

Для того, чтобы передавать кадры, коммутатор использует три базовых механизма:

1 Flooding (затопление, лавинная рассылка) — кадр, полученный на один из портов, передается на остальные порты коммутатора. Коммутатор выполняет эту операцию в двух случаях: при получении широковещательного кадра, или при получении кадра с неизвестным MAC - адресом. Это позволяет коммутатору доставить кадр хосту (при условии, что хост достижим и существует), даже когда он не знает, где хост находится.

2 Forwarding (пересылка) — передача кадра, полученного на одном порту, через другой порт в соответствии с записью в таблице коммутации.

3 Filtering (фильтрация)— если коммутатор получает кадр через определенный порт, и MAC-адрес получателя доступен через этот же порт, то коммутатор отбрасывает кадр. То есть, коммутатор считает, что в этом случае хост уже получил этот кадр, и не дублирует его.

Когда хост A отправляет кадр хосту B, коммутатор использует механизм forwarding, так как ему известно, где находятся оба хоста и хосты находятся на разных портах коммутатора.

Далее к коммутатору подключили новый хост D. Если хост A отправляет фрейм хосту D, то коммутатору неизвестен MAC - адрес хоста D. В соответствии со своими правилами коммутатор выполняет flooding и передает фрейм на все порты, кроме 1 (с которого фрейм был получен). После того как коммутатор получит фрейм от хоста D, он запомнит его адрес и создаст соответствующую запись в таблице коммутации.

Если после этого хост E будет передавать фрейм хосту F, то коммутатор получит его, но не будет передавать далее. В этой ситуации коммутатор использует механизм filtering, так как MAC-адрес получателя доступен через тот же порт, что и отправитель. С помощью механизма фильтрации коммутаторы могут значительно уменьшить трафик между сегментами сети путём ликвидации ненужных кадров.