Netzwerke (Vorlesung 8)

Switches

Früher

• Dame im Telefonamt hat Switching-Aufgaben übernommen

Entwicklung

• Switche sehr schnell und sehr günstig geworden
• Weg von Bus- und hin zur Stern-Struktur
• Kollisionsfreiheit

Skalierbarkeit

• Fähigkeit anzuwachsen
• Vermittelnde Netzwerke sind besser skalierbar als Netzwerke mit gemeinsamen Übertragungsmedien

Definition

• Weiterentwicklung der Bridge
• Verwendet MAC-Adressen (L2)
• Sender und Empfänger werden durch den Switch direkt miteinander verbunden
• Trennt Kollisionsdomänen voneinander
• Koppelt unterschiedliche Zugriffsverfahren (z.B.: Eth-WLAN)
• Defekte Frames werden verworfen
• Filtern des lokalen Verkehrs
• Filterregeln einstellbar
• Multiport-Bridge mit Application Specific Integrated Circuit (ASPC

Layer 2 vs Layer 3

• Nicht einheitlich
• Verwendet IP-Adressen (packt PDUs aus und wieder ein / Kapselung)
• Switching auf Hardware-Basis (Router auf Software-Basis)

Switching-Table

• Enthält MAC-Adresse und Output-Interface (Port)

Broadcast

• Rundruf
• Layer 2= An Alle – ff:ff:ff:ff:ff:ff
• Layer 3= An Alle im eigenen Subnetz – 255.255.255.255

Learning

Backward-Learning

1. Quelle unbekannt?
   1. Quelle und physikalischen Port in Tabelle eintragen
   2. Timer für neuen Eintrag setzen
2. Quelle bekannt?
   1. Timer neu setzen
3. Ende

Forwarding

Zieladresse bekannt

• Weiterleitung an Port gemäß Tabelle

Zieladresse unbekannt

• Broadcast an alle aktiven Ports mit Paket (Flooding)

Transportalgorithmus

1. Frame auf Port X empfangen
   1. Zieladresse bekannt?
      1. Weiterleitung soll zurück an Port X -> Löschen
      2. Weiterleitung soll an Port Y -> Weiterleiten an Port Y
   2. Zieladresse unbekannt
      1. Weiterleitung an Alle

Verfahren

Cut-Through

• Extrem schnelle Durchleitung
• Puffern bis zum Empfang der Ziel-MAC
• Nach Auswerten der MAC direkt weiterleiten (erst nach MAC kommt Checksum)
• Keine Fehlererkennung

Store-and-Forward

• Puffern der vollständigen Frames
• Frame Error Checking
• Als Backbone-Switch einsetzbar

Virtuelle LANs

• Logische Segmentierung eines Switches
• Auftrennung in Broadcast-Domänen
• Software-basierte Lösung
• Keine Änderung an Clients dafür notwendig (Transparenz für Endgeräte)