Switch hay còn được gọi là thiết bị chuyển mạch switch, là một thiết bị dùng để kết nối các đoạn mạng với nhau trong mô hình mạng hình sao. Trong mô hình này switch đóng vai trò là thiết bị trung tâm, tất cả các máy tính đều được nối về đây. Switch làm việc như một bridge đa cổng. Khác với HUB ở chỗ nhận tín hiệu từ một cổng rồi chuyển tiếp tới tất cả các cổng còn lại, switch nhận tín hiệu vật lý, chuyển đổi thành dữ liệu từ một cổng kiểm tra tới địa chỉ đích rồi gửi tới một cổng tương ứng

Nguyên lý hoạt động làm việc của một Switch trong mạng hình sao

- LAN Switch là một thiết bị tập trung được kết nối với nhiều máy tính / nút.

- Đây là thiết bị lớp 2 và đọc các khung dữ liệu không giống như hub.

- Nó là thông minh yên tĩnh để hiểu địa chỉ mac của PC / nút và lưu trữ vào một kho lưu trữ được gọi là bảng CAM hoặc là một mac-adress-table.

- Switch có khả năng làm một unicast không giống như trung tâm.

- Mỗi cổng chuyển đổi được tạo thành từ một phần cứng đặc biệt được gọi là ASIC (Mạch tích hợp ứng dụng cụ thể), phần cứng nhúng tích hợp có khả năng chuyển đổi hàng triệu gói mỗi giây với nhiều tính năng hơn bao gồm cả đệm dữ liệu.

- Nó có thể kết nối với nhiều phân đoạn LAN để giảm kích thước của một phát sóng và tăng số lượng miền va chạm.

- Nó có khả năng kiểm tra khung dữ liệu cho các lỗi trước khi chuyển sang địa chỉ mac đích.

- Nhiều tính năng khác có thể được cấu hình trên switch để mở rộng hiệu suất của một mạng LAN với nhiều lợi ích của lớp 2 (bao gồm VTP, STP, RSTP, PVST, v.v.)

Nguyên lý hoạt động của Switch chuyển mạch LAN

Bước 1: PC-A gửi gói tin đến PC-D thông qua kênh của nó được kết nối với một switch.

Bước 2: Chuyển đổi nhận dữ liệu thông qua dạng khung dữ liệu, kiểm tra địa chỉ mac trong trường mac nguồn của khung dữ liệu và lưu địa chỉ mac trong bảng địa chỉ mac cùng với số cổng đến.

Bước 3: Chuyển đổi kiểm tra địa chỉ mac trong trường mac đích của khung và kiểm tra bảng mac-adress để xem có mục nhập của địa chỉ mac này hay không.

Bước 4: Nếu mục nhập địa chỉ mac đích được liệt kê trong bảng mac, thì công tắc sẽ tìm cổng đi tương ứng và unicast khung đó đến cổng cụ thể đó.

Bước 5: Nếu mục nhập địa chỉ mac đích không được liệt kê trong bảng mac, thì công tắc sẽ làm ngập / phát dữ liệu khung đến tất cả các cổng được kết nối khác.

Bước 6: PC-B, PC-C và PC-D nhận khung dưới dạng gói và so sánh địa chỉ IP của chúng với địa chỉ IP đích trong gói.

Bước 7: PC-B và PC-C sẽ từ chối gói tin vì địa chỉ IP của chúng không khớp với địa chỉ IP đích trong gói. Nhưng IP của PC-D khớp với địa chỉ IP đích trong gói.

Bước 8: PC-D trả lời người gửi (PC-A) với một gói xác nhận thông qua switch.

Bước 9: Chuyển đổi nhận khung xác nhận từ PC-D trên cổng 4, kiểm tra địa chỉ mac trong trường mac nguồn của khung dữ liệu và lưu địa chỉ mac trong bảng địa chỉ mac cùng với số cổng đến.

Bước 10: Chuyển đổi kiểm tra địa chỉ mac đích từ khung và nhìn vào bảng địa chỉ mac để xác minh mục nhập địa chỉ mac từ đó, công tắc đã học và lưu trữ địa chỉ mac của PC-A, công tắc bây giờ unicasts xác nhận gói cho PC-A.

Bước 11: Khi switch đã học được địa chỉ mac của tất cả các PC / node trong mạng, nó luôn luôn unicasts các frame đến các node được kết nối trong mạng.