Πώς οι διακόπτες αποφεύγουν τη σύγκρουση σε ένα δίκτυο;

Οι διακόπτες αποφεύγουν τις συγκρούσεις κυρίως μέσω της χρήσης MAC διευθύνσεων μάθησης και προώθηση βασισμένη στη θύρα . Σε αντίθεση με τους κόμβους που μεταδίδουν δεδομένα σε όλες τις συνδεδεμένες συσκευές, οι διακόπτες διατηρούν έναν πίνακα (πίνακας διευθύνσεων MAC) που χαρτογραφεί διευθύνσεις MAC σε συγκεκριμένες θύρες. Αυτό τους επιτρέπει να κατευθύνουν δεδομένα μόνο στον προβλεπόμενο παραλήπτη, εξαλείφοντας τη δυνατότητα συγκρούσεων. Δείτε πώς λειτουργεί:

1. Μάθηση διευθύνσεων MAC: Όταν ένας διακόπτης λαμβάνει ένα πλαίσιο, εξετάζει τη διεύθυνση MAC προέλευσης. Στη συνέχεια προσθέτει μια καταχώρηση στον πίνακα διευθύνσεων MAC που συνδέει τη διεύθυνση MAC με τη θύρα από την οποία έφτασε το πλαίσιο. Αυτή είναι μια δυναμική διαδικασία. Ο πίνακας ενημερώνεται συνεχώς καθώς ο διακόπτης μαθαίνει νέες διευθύνσεις MAC.

2. Προώθηση βασισμένη στη θύρα: Όταν ένας διακόπτης λαμβάνει ένα πλαίσιο, ελέγχει τον πίνακα διευθύνσεων MAC. Εάν βρίσκει μια αντίστοιχη καταχώρηση για τη διεύθυνση MAC προορισμού, προωθεί το πλαίσιο μόνο στη θύρα που σχετίζεται με αυτή τη διεύθυνση. Εάν δεν βρεθεί η διεύθυνση MAC προορισμού, ο διακόπτης πλημμυρίζει το πλαίσιο σε όλες τις θύρες εκτός από τη θύρα από την οποία έλαβε το πλαίσιο (για να αποτρέψει τους βρόχους). Αυτή η πλημμύρα συμβαίνει μόνο αρχικά, έως ότου ο διακόπτης μάθει τη θέση της διεύθυνσης MAC.

3. Φιλτράρισμα πλαισίου: Μόλις ένας διακόπτης μάθει σε ποια θύρα είναι συνδεδεμένη μια συσκευή, εμποδίζει τα πλαίσια που προορίζονται για άλλες συσκευές να διαβιβαστούν σε αυτό το λιμάνι. Αυτό μειώνει σημαντικά την περιττή κυκλοφορία και την πιθανότητα συγκρούσεων.

ουσιαστικά, οι διακόπτες χρησιμοποιούν μια τεχνική παρόμοια με ένα εξελιγμένο τηλεφωνικό κέντρο: Αντί να εκπέμπει σε όλους (όπως να φωνάζει σε ένα δωμάτιο), ξέρει ποιος να καλέσει απευθείας (όπως η κλήση ενός αριθμού).

Ενώ τα παραπάνω περιγράφουν την κύρια μέθοδο, είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι:

* Οι συγκρούσεις μπορούν ακόμα να εμφανιστούν, αν και σπάνια, σε ορισμένα σενάρια: Για παράδειγμα, κατά τη διάρκεια της αρχικής φάσης εκμάθησης όταν ένας διακόπτης πλημμυρίζει πλαίσια ή εάν υπάρχουν προβλήματα με το ίδιο το ύφασμα μεταγωγής. Οι σύγχρονοι διακόπτες χρησιμοποιούν εξελιγμένους μηχανισμούς για να ελαχιστοποιήσουν αυτά τα περιστατικά.

* Η επικοινωνία πλήρους αμφίδρομου μετριάζει περαιτέρω τις συγκρούσεις: Τα σύγχρονα δίκτυα Ethernet χρησιμοποιούν κατά κύριο λόγο τη λειτουργία πλήρους αμφίδρομης, όπου οι συσκευές μπορούν να στείλουν και να λαμβάνουν δεδομένα ταυτόχρονα. Αυτό εξαλείφει τη δυνατότητα συγκρούσεων μέσα σε έναν μόνο σύνδεσμο.

* Πρωτόκολλο δέντρων (STP) αποτρέπει τους βρόχους: Το STP είναι ένα πρωτόκολλο δικτύου που εμποδίζει τους βρόχους μεταγωγής που θα μπορούσαν να προκαλέσουν καταιγίδες και συγκρούσεις. Το κάνει αυτό με την έξυπνη παρεμπόδιση περιττών μονοπατιών.

Συνοπτικά, ενώ ο μηχανισμός δεν αφορά ενεργά * αποφεύγοντας * συγκρούσεις με τον ίδιο τρόπο όπως το CSMA/CD (που χρησιμοποιείται σε παλαιότερους, μισούς κόμβους Ethernet), το σχεδιασμό των διακόπτη, χρησιμοποιώντας τη μάθηση διευθύνσεων MAC και την προώθηση βασισμένη σε λιμάνια (και συχνά πλήρους διπλής λειτουργίας και STP), εξαλείφει αποτελεσματικά τις συγκρούσεις σε μια αμελητέα έκταση στο πιο πρακτικό περιβάλλον δικτύου.