Schakelaars voorkomen botsingen, voornamelijk door het gebruik van MAC-adresleren en poortgebaseerd doorsturen . In tegenstelling tot hubs die gegevens naar alle aangesloten apparaten uitzenden, houden switches een tabel bij (MAC-adrestabel) die MAC-adressen aan specifieke poorten toewijst. Hierdoor kunnen ze gegevens alleen naar de beoogde ontvanger sturen, waardoor de mogelijkheid van botsingen wordt geëlimineerd. Hier is hoe het werkt:
1. MAC-adres leren: Wanneer een switch een frame ontvangt, onderzoekt deze het bron-MAC-adres. Vervolgens voegt het een vermelding toe aan de MAC-adrestabel, waarbij dat MAC-adres wordt gekoppeld aan de poort waarvandaan het frame is binnengekomen. Dit is een dynamisch proces; de tabel wordt voortdurend bijgewerkt terwijl de switch nieuwe MAC-adressen leert.
2. Poortgebaseerd doorsturen: Wanneer een switch een frame ontvangt, controleert deze de MAC-adrestabel. Als het een overeenkomende vermelding voor het bestemmings-MAC-adres vindt, stuurt het het frame alleen door naar de poort die bij dat adres hoort. Als het doel-MAC-adres niet wordt gevonden, overspoelt de switch het frame naar alle poorten, behalve de poort waarvan het frame is ontvangen (om lussen te voorkomen). Deze overstroming vindt alleen in eerste instantie plaats, totdat de switch de MAC-adreslocatie leert.
3. Framefiltering: Zodra een switch leert op welke poort een apparaat is aangesloten, voorkomt hij dat frames die voor andere apparaten bestemd zijn, naar die poort worden doorgestuurd. Hierdoor wordt onnodig verkeer en de kans op aanrijdingen aanzienlijk verminderd.
In wezen gebruiken schakelaars een techniek die lijkt op een geavanceerde telefooncentrale: in plaats van naar iedereen uit te zenden (zoals schreeuwen in een kamer), weet het apparaat wie het rechtstreeks moet bellen (zoals het kiezen van een nummer).
Hoewel het bovenstaande de primaire methode beschrijft, is het belangrijk op te merken dat:
* In sommige scenario's kunnen er nog steeds botsingen optreden, zij het zelden: Bijvoorbeeld tijdens de initiële leerfase, wanneer een switch frames overspoelt, of als er problemen zijn met de schakelstructuur zelf. Moderne schakelaars maken gebruik van geavanceerde mechanismen om deze gebeurtenissen te minimaliseren.
* Full-duplexcommunicatie vermindert botsingen verder: Moderne Ethernet-netwerken maken voornamelijk gebruik van de full-duplexmodus, waarbij apparaten tegelijkertijd gegevens kunnen verzenden en ontvangen. Dit elimineert de mogelijkheid van botsingen binnen een enkele link.
* Spanning Tree Protocol (STP) voorkomt lussen: STP is een netwerkprotocol dat schakellussen voorkomt die uitzendingsstormen en botsingen kunnen veroorzaken. Dit gebeurt door op intelligente wijze overtollige paden te blokkeren.
Samenvattend:hoewel het mechanisme niet gaat over het actief *vermijden* van botsingen op dezelfde manier als CSMA/CD (gebruikt in oudere, half-duplex Ethernet-hubs), elimineert het ontwerp van switches, waarbij gebruik wordt gemaakt van MAC-adresleren en poortgebaseerd doorsturen (en vaak full-duplex werking en STP), botsingen effectief in een verwaarloosbare mate in de meeste praktische netwerkomgevingen. |