Общие понятия

Коммутатор выполняет ту же основную функцию, что и мост, т.е. продвижение и фильтрацию кадров между сегментами сети. Основное отличие коммутатора от моста заключается в том, что мост обрабатывает кадры последовательно, а коммутатор – параллельно. Для обслуживания потока, поступающего на каждый порт, в устройство ставится отдельный специализированный процессор, реализующий алгоритм моста. По сути, коммутатор – это мультипроцессорный мост.

Коммутатор – аппаратно-программное устройство, реализующее алгоритм моста, порты которого могут коммутироваться (соединяться) друг с другом независимо от остальных.

Благодаря высокой скорости работы коммутаторы могут иметь большое количество портов. Это позволило использовать их вместо концентраторов. В сети, построенной на коммутаторах, в каждом сегменте оказывается только одна рабочая станция. При этом станция получает доступ ко всей полосе пропускания канала. Происходит микросегментация сети.

Микросегментация – подключение к портам коммутатора не сегментов сети, а отдельных компьютеров.

Микросегментация позволяет перевести все сетевые устройства в полнодуплексный режим работы, в отличие от полудуплексного режима при использовании концентраторов.

Полудуплексный режим – это режим работы, при котором, только одно устройство может передавать данные в любой момент времени в одном домене коллизий.

Дуплексный режим – это режим работы, который обеспечивает одновременную двухстороннюю передачу данных между станцией-отправителем и станцией-получателем на МАС - подуровне.

При микросегментации сегмент представляет собой отрезок кабеля, на каждом конце которого подключено всего одно устройство, а технология Ethernet предусматривает одновременную передачу и прием данных по кабелю (это используется для распознавания коллизий). Становится возможным отключить метод доступа к среде CSMA/CD, и вести одновременно передачу и прием данных между двумя узлами.

При работе, между сетевыми устройствами повышается количество передаваемой информации. Это связано с тем, что дуплексная передача не вызывает в среде передачи коллизий, не требует составления расписания повторных передач и добавления битов расширения в конец коротких кадров. В результате не только увеличивается время, доступное для передачи данных, но и удваивается полезная полоса пропускания канала, поскольку каждый канал обеспечивает полноскоростную одновременную двустороннюю передачу.

Для работы в полнодуплексном режиме необходимо, чтобы MAC-узлы взаимодействующих устройств поддерживали этот режим, т.к. в данном случае не используется механизм доступа к среде. Коммутаторы и практически все современные сетевые адаптеры поддерживают дуплексный режим. Концентраторы не поддерживают работу в этом режиме.