 |
Layer 2/3/4-7 switching
Na dnešní lokální i rozlehlé počítačové sítě jsou kladeny výrazně odlišné požadavky oproti dřívější době, kdy tyto sítě teprve vznikaly. V důsledku toho se mění jak celková koncepce těchto sítí, tak i způsob fungování a využití aktivních přepojovacích prvků v těchto sítích. Místo tradičních hub-ů, mostů a směrovačů se dnes stále více používají přepínače alias switche, které fungují jak na 2. vrstvě (ISO/OSI modelu), tak i na vrstvách vyšších - 3. (síťové), 4. (transportní), a dokonce i 7. vrstvě (aplikační). V této souvislosti se objevují i zcela nové termíny, jako například "content switching".Problematika tzv. přepínání alias switchingu, zvláště pak na vyšších vrstvách než je vrstva linková (2. vrstva ISO/OSI modelu), je velmi často prezentována z pohledu příslušných zařízení a jejich schopností. Není divu, protože výrobci potřebují ukázat svým potenciálním zákazníkům, co všechno jejich produkty dokáží a k čemu je možné je využít. Jedním z nepříjemných důsledků je pak i značná neujasněnost v chápání celé problematiky i používané terminologii. Pojďme se proto, po nezbytném úvodu, podívat na celou problematiku jinak - nikoli jako na řešení, které hledá svůj problém, ale naopak z pohledu problému, který nachází konkrétní řešení. Přitom si současně ukážeme, jak se pojetí, chápání i možnosti switchingu vyvíjely v čase.
Opakovače, rozbočovače … repeatery, hub-y
Chceme-li správně pochopit, co se pod pojmeme "switching" rozumí, je vhodné začít poněkud obecněji.
Při budování a provozování počítačových sítí se snad vždy setkáme s úkolem vzájemně propojit dvě dílčí části takovéto sítě. Takovéto propojení si můžeme obecně představit jako "krabičku", na kterou jsou příslušné části napojeny a která zajišťuje potřebný "přechod" dat z jedné části do druhé.
 |
Je to samozřejmě velmi jednoduchá a rudimentární představa, a proto je vhodné si ji poněkud upřesnit. Naše "krabička" může fungovat různými způsoby, které musí korespondovat s tím, jak fungují části které propojuje. Může například manipulovat s jednotlivými bity, které jsou přenášeny po některé z příslušných částí sítě, a může je velmi jednoduše a rychle předávat z jedné části do druhé. Takto funguje tzv. opakovač. Jak již jeho název napovídá, to co "slyší z jedné strany", okamžitě "zopakuje" i do strany druhé.
Opakovač (anglicky: repeater) je tedy zařízení, které funguje na úrovni fyzické vrstvy - to proto, že "vidí" (rozeznává) jednotlivé bity a s nimi také manipuluje. Nerozumí ale již jejich významu, netuší například že některé bity "patří k sobě" a tvoří datový rámec apod. Proto také nemá smysl, aby opakovač nakládal s různými bity stejně - když nezná jejich význam, nedokáže posoudit co by s nimi měl či neměl udělat, a tak je "zopakuje" do všech ostatních částí sítě, na které je sám napojen. Lze si jej představit také jako digitální zesilovač, který z jedné strany přijme určitý signál (reprezentující jednotlivé bity), a okamžitě je vyšle do druhé části, patřičně zesílené a náležitě vytvarované (do tvaru, který reprezentuje příslušný bit). Tím odstraňuje případné zkreslení přenášeného signálu, které sice ještě nemělo za následek chybnou interpretaci jednotlivých bitů, ale bez patřičné "regenerace" by již mohlo chybnou interpretací hrozit. Ostatně, typickým použitím klasického opakovače je zvýšení dosahu, propojením dvou kabelových segmentů.
 |
Představu opakovače si nyní můžeme poněkud zobecnit v tom smyslu, že jde o zařízení které nemusí nutně propojovat mezi sebou jen dvě části sítě - může jich samozřejmě propojovat více. Pak se obvykle hovoří o tzv. hub-u (česky asi správně: rozbočovači), i když ze striktně terminologického hlediska je nutné zdůraznit, že "hub-em" (rozbočovačem). Je obecně jakékoli zařízení, které "rozbočuje" - tedy ne nutně takové, které tak činí na úrovni fyzické vrstvy.
 |
Důležité ale je, že rozbočovač (hub), fungující jako opakovač, vytváří tzv. sdílenou síť, resp. sdílenou přenosovou kapacitu. Veškerý datový provoz z kteréhokoli směru (segmentu, části sítě) který zaslechne, totiž "zopakuje" do všech ostatních směrů (segmentů, částí) ke kterým je připojen. Takže každý datový přenos, který probíhá v kterékoli části takto propojení sítě, současně "probíhá" i v ostatních částech, kde spotřebovává příslušnou přenosovou kapacitu (a znemožňuje jiný současný přenos). Jde-li například o lokální síť na bázi Ethernet, s přenosovou rychlostí 10 Mbps, je při propojení pomocí hub-u (opakovače) přenosová kapacita daná touto rychlostí společná všem propojeným segmentům.
 |