Zoals u wellicht weet, past het overschakelen in het OSI-model op Laag 2. Met schakelen en bridging gebeurt op Layer 2, ze hebben betrekking op de MAC-adresinformatie die te vinden is in de Ethernet-frames. Als u naar Laag 1 gaat, neemt een apparaat zoals een repeater of hub eenvoudig de elektrische impuls op de draad en versterkt het signaal. Een switch daarentegen leest het Ethernet-frame in het geheugen, reconstrueert het en verzendt het opnieuw uit de bestemmingspoort (of alle poorten, in het geval van een broadcastframe).
Schakelaars ondersteunen de volgende drie basistypes van doorstuurmechanismen:
-
Store-and-forward-switching: Een proces waarbij de switch het volledige Ethernet-frame in het geheugen leest voordat deze wordt bekeken, op welk moment de switch het bestemmingsadres identificeert en een doorstuurbeslissing neemt. Dit type switching biedt twee voordelen: de switch is verzekerd van een compleet frame en er vindt geen botsing plaats op het netwerk voordat de gegevens worden verzonden. Het nadeel is een kleine vertraging bij het doorsturen van de gegevens.
-
Cut-through-switching: Met dit proces wordt een doorstuurbeslissing genomen zodra voldoende van het frame wordt gelezen, wat kan zijn als slechts 17 bytes aan gegevens voorbij de aanhef. Uit die gegevens kan de switch het verschil identificeren tussen Ethernet II-, IEEE 802. 3, IEEE 802. 2 en Ethernet_SNAP frametypen. Nadat dit verschil is geïdentificeerd, kan het proces van doorsturen van het frame naar de bestemming beginnen.
Afhankelijk van het type frame en het gebruik van toegangscontrolelijsten (ACL's), kunnen in totaal 54 bytes aan gegevens worden gelezen. Deze voorwaarde kan de vertraging in het doorsturen van gegevens naar de bestemming aanzienlijk verminderen, omdat u zonder de store-and-forward-vertraging de ware snelheid van de draad kunt benaderen. Het probleem treedt op wanneer u een botsing op uw netwerk ondervindt voor een gegevensframe dat gedeeltelijk wordt doorgestuurd, waardoor het werk dat wordt gedaan het frame onbruikbaar maakt.
Dit probleem is verholpen bij netwerken die volledig zijn overgeschakeld omdat botsingen alleen optreden wanneer u twee of meer apparaten hebt die zijn verbonden met een hub die vervolgens is aangesloten op een poort op een switch. Door hubs in uw netwerk te elimineren, elimineert u botsingen.
-
Fragmentvrij schakelen: Dit proces lijkt op cut-through, met als uitzondering dat de doorstuurbeslissing pas wordt genomen nadat de eerste 64 bytes van het dataframe zijn gelezen en botsvrij zijn. Nadat 64 bytes zijn gelezen, heeft de switch voldoende gegevens om een legaal frame door te sturen, omdat Ethernet vereist dat frames ten minste 64 bytes zijn.
Op een volledig geschakeld netwerk biedt dit proces geen voordeel ten opzichte van cut-through-switching. Als de kans op botsingen echter groot is, heeft dit proces de voorkeur boven doorschakelen omdat het doorsturen van frames voorkomt die kleiner zijn dan de minimale Ethernet-grootte. (Deze frames van illegaal formaat worden runts genoemd.)
Beide schakelmethoden die gegevens doorsturen voordat het volledige frame in de switch is ingelezen, hebben een kritieke fout bij het verwerken van de integriteit van het Ethernet-frame. Het laatste stuk gegevens is de FCS, of Frame CheckSum, die wordt gebruikt om te verifiëren dat het Ethernet-frame dat bij de switch is aangekomen, niet is gewijzigd of gewijzigd via een netwerkfout.
Omdat de schakelaar het volledige frame niet heeft gelezen, kan de switch geen controlesom berekenen of deze vergelijken met de FCS aan het einde van het frame. Frames met een mislukte controlesom moeten niet worden doorgestuurd; maar in dit geval is het grootste deel van de switch al doorgestuurd op het moment dat de switch weet dat de controlesom fout is.
Vanwege de snelheid van de huidige switches, zult u waarschijnlijk merken dat de meeste switches op de markt, zoals de switches van Cisco, de store-and-forward methode gebruiken om gegevens door te geven omdat de nieuwe snelheden van bewegende gegevens intern in de switch zwaarder wegen de kosten van het doorsturen van slechte gegevens.
