Switches vermeiden Kollisionen hauptsächlich durch die Verwendung von
MAC -Adresslernen und
Portbasierte Weiterleitung . Im Gegensatz zu Hubs, die Daten an alle angeschlossenen Geräte übertragen, verwalten die Switches eine Tabelle (MAC -Adresstabelle), die MAC -Adressen an bestimmte Ports ordnet. Dies ermöglicht es ihnen, Daten nur an den beabsichtigten Empfänger zu lenken und die Möglichkeit von Kollisionen zu beseitigen. So funktioniert es:
1. MAC -Adresse Lernen: Wenn ein Switch einen Rahmen empfängt, wird die Quell -MAC -Adresse untersucht. Anschließend wird die MAC -Adresstabelle, die diese MAC -Adresse mit dem Port, aus dem der Frame angekommen ist, die MAC -Adresse assoziiert, einen Eintrag hinzugefügt. Dies ist ein dynamischer Prozess; Die Tabelle wird kontinuierlich aktualisiert, da der Switch neue MAC -Adressen lernt.
2. Portbasierte Weiterleitung: Wenn ein Switch einen Rahmen empfängt, überprüft er seine MAC -Adresstabelle. Wenn es einen passenden Eintrag für die Ziel -MAC -Adresse findet, leitet es den Frame nur an den mit dieser Adresse verknüpften Port weiter. Wenn die Ziel -MAC -Adresse nicht gefunden wird, überflutet der Schalter den Rahmen an alle Ports mit Ausnahme des Ports, aus dem er den Rahmen erhalten hat (um Schleifen zu verhindern). Diese Überschwemmung erfolgt erst anfänglich, bis der Switch den MAC -Adressort erfährt.
3. Rahmenfilterung: Sobald ein Switch erfährt, an welchem Port ein Gerät angeschlossen ist, verhindert es, dass Frames, die für andere Geräte bestimmt sind, an diesen Port weitergeleitet werden. Dies reduziert den unnötigen Verkehr und die Wahrscheinlichkeit von Kollisionen erheblich.
Im Wesentlichen verwenden Schalter eine Technik, die einem ausgeklügelten Telefonaustausch ähnelt: Anstatt an alle zu senken (wie in einem Raum zu schreien), weiß es, wen Sie direkt anrufen sollen (wie das Wählen einer Nummer).
Während das obige die primäre Methode beschreibt, ist es wichtig zu beachten, dass:
* Kollisionen können in einigen Szenarien immer noch, wenn auch selten, immer noch auftreten: Zum Beispiel während der anfänglichen Lernphase, wenn ein Switch Frames überflutet oder wenn Probleme mit dem Schaltstoff selbst vorhanden sind. Moderne Schalter verwenden hoch entwickelte Mechanismen, um diese Ereignisse zu minimieren.
* Full-Duplex-Kommunikation mildert weiterhin Kollisionen: Moderne Ethernet-Netzwerke verwenden vorwiegend den Full-Duplex-Modus, in dem Geräte gleichzeitig Daten senden und empfangen können. Dadurch wird die Möglichkeit von Kollisionen innerhalb eines einzelnen Linkes beseitigt.
* Spanning Tree Protocol (STP) verhindert Schleifen: STP ist ein Netzwerkprotokoll, das das Schalten von Schleifen verhindert, was zu Rundfunkstürmen und Kollisionen führen kann. Dies geschieht, indem redundante Wege intelligent blockiert werden.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es bei dem Mechanismus nicht darum geht, Kollisionen auf die gleiche Weise zu vermeiden wie CSMA/CD (in älteren, halbduplex-Ethernet-Hubs), das Design von Switchen, die die Verwendung von MAC-Adresslernen und Portbasis (und häufig in den meisten praktischen Netzwerken in den Netzwerkbetrieb) in den meisten praktischen Netzwerken in den meisten praktischen Netzwerken verwendet.
