Ethernet switching (1)

2. Ethernet switching (1) • L’operazione di switching consiste nel determinare la porta d’uscita per ciascun frame Ethernet sulla base dell’indirizzo MAC del destinatario • La figura mostra due cammini che possono essere seguiti in parallelo, aumentando così la velocità della rete espressa in frame recapitati al secondo

3. Ethernet switching (2) • Le porte possono essere divise in gruppi in modo che gli host collegati a un gruppo di porte comunichino solo tra loro, formando Ethernet virtuali (VLAN) • All’arrivo di un frame, lo switch esamina l’indirizzo mittente presente nel messaggio e lo associa alla porta da cui il frame proveniva

4. Ethernet switching (3) • La coppia <indirizzo MAC, porta> è aggiunta alla CAM (content addressable memory) dello switch (se non era già presente) • La CAM è strutturata come una tabella a due colonne in cui è possibile accedere in un solo passo a uno dei due valori di una riga specificando l’altro

5. Ethernet switching (4) • Lo switch, poi, controlla se l’indirizzo destinazione nel frame corrisponde a una delle righe della tabella. In caso positivo, copia il frame sulla porta specificata da quella riga; altrimenti copia il frame su tutte le porte

6. Ethernet switching (5) • Esempio della tabella di uno switch Catalyst

7. Ethernet switching (6) • Nel caso che i due dispositivi collegati delle righe evidenziate vogliano comunicare, occorre che lo switch attivi il cammino tra le porte Gi4/29 e Gi7/8 • Non è possibile collegare tutte le porte tra loro su grandi switch (n porte = n(n-1) collegamenti)

8. Ethernet switching (7) • Controlliamo a che porta dello switch è connesso il nostro computer (con sistema operativo Unix) • Anzitutto, verifichiamo l’indirizzo MAC del computer con il comando ifconfig -a

9. Ethernet switching (8) • Ci colleghiamo, poi, allo switch e usiamo il comando show-mac-address-table|include per visualizzare la riga della CAM relativa al nostro computer

10. Tipi di switch • Gli switch a configurazione fissa hanno un numero fisso di porte Ethernet (fino a 48) • Gli switch modulari hanno architetture interne che consentono l’aggiunta successiva di porte • È possibile impilare e collegare tra loro certi modelli di switch a configurazione fissa, ma il collegamento tra due switch impilati ha una banda limitata (e.g. 32 Gbps, rispetto a 720 Gbps di uno switch modulare) • Gli switch modulari hanno grandi ingombri e richiedono impianti di alimentazione elettrica e di raffreddamento di notevole potenza

11. Negoziazione • Gli standard Ethernet - 100 Mbps e Ethernet 1 Gbps prevedono una comunicazione tra lo switch e ciascun host connesso a una delle sue porte per stabilire i parametri della comunicazione • Il protocollo di negoziazione è attivato dallo switch; se l’interfaccia di rete dell’host non risponde, lo switch assume si tratti di una interfaccia “storica” Ethernet 10 Mpbs/half duplex

12. FINE Velocità • L’aumento di velocità degli standard Ethernet - 100 Mbps e Ethernet 1 Gbps è stato ottenuto riducendo la lunghezza massima del collegamento host-switch • La riduzione è necessaria per mantenere l’integrità dei frame • Ricordiamo che il tempo di trasmissione di un frame deve essere superiore a 2T (T = tempo di propagazione tra i due punti più lontani della rete) • Se riduciamo di un fattore 10 il tempo di trasmissione, visto che la velocità di propagazione del segnale resta costante, dobbiamo diminuire di un fattore uguale la lunghezza massima del collegamento • Ethernet veloce -> distanze brevi!