Každá moderní počítačová síť potřebuje síťový přepínač, který má na starosti efektivní přenos datových paketů mezi síťovými zařízeními. Slouží jako rozbočovač spojení a umožňuje komunikaci mezi mnoha zařízeními. V tomto příspěvku se podíváme na to, jak síťový přepínač funguje, co dělá pro síť a čím se liší od ethernetového přepínače.
Síťový přepínač vytváří spojení, když je připojen k zařízení, jako je počítač nebo tiskárna, tím, že každému z nich přidělí speciální adresu MAC (Media Access Control). Každé zařízení v síti je identifikováno svou adresou MAC, což je speciální identifikační číslo. Díky tomu může přepínač použít adresy MAC příchozích datových paketů k jejich nasměrování ke správným příjemcům.
Síťový přepínač může odesílat a přijímat data současně, jakmile je připojen a pracuje v plně duplexním režimu. Díky tomu může přepínač spravovat mnoho datových toků současně, což vede k rychlejšímu a efektivnějšímu přenosu dat. Když zařízení odesílá data jinému zařízení v síti, přepínač se místo vysílání dat do všech zařízení v síti podívá na cílovou adresu MAC datového paketu a předá jej pouze zařízení s touto konkrétní adresou MAC.
Síťový přepínač může pracovat také v řízeném nebo neřízeném režimu, což dále zvyšuje jeho funkčnost. Všechny porty v neřízeném přepínači fungují jako jeden síťový segment a nejsou programovatelné. Na základě adres MAC pouze odesílá datové pakety do příslušného zařízení. Spravovaný přepínač naproti tomu nabízí další možnosti a volby konfigurace. Umožňuje správcům sítě sledovat a regulovat síťový provoz, omezovat přístup uživatelů a vytvářet virtuální sítě LAN (VLAN) pro lepší zabezpečení a segmentaci sítě.
Podívejme se nyní podrobněji na fungování přepínače a směrovače. Přestože jsou obě zařízení pro síť nezbytná, jejich funkce se liší. Přepínač má z velké části na starosti propojování zařízení uvnitř místní sítě (LAN) a pracuje na vrstvě datového spoje modelu OSI (vrstva 2). K usměrňování datových paketů v rámci sítě používá adresy MAC. Směrovač naproti tomu funguje na síťové vrstvě (3. vrstva), kde má na starosti propojení několika sítí. K přenosu datových paketů mezi několika sítěmi používá adresy IP (Internet Protocol).
Přepínač plní tři základní úkoly: předávání, filtrování a učení. Přepínač zkoumá cílovou MAC adresu příchozích datových paketů a teprve poté je předává na správný port, ke kterému je cílové zařízení připojeno. K tomuto předávání se používá přepínací struktura přepínače, což je jeho vnitřní mechanismus pro zpracování předávání dat. Aby se snížil zbytečný síťový provoz, přepínač kontroluje příchozí pakety a zahazuje všechny, které mají neznámé adresy MAC. Nakonec přepínač vytvoří tabulku, která přiřazuje adresy MAC k jednotlivým portům tím, že si zapamatuje a naučí se adresy MAC zařízení připojených k jeho portům. Díky tomuto procesu učení může přepínač efektivně předávat pakety, aniž by přetěžoval síť provozem.
Definujme konečně rozdíl mezi ethernetovým přepínačem a síťovým přepínačem. V zásadě mezi nimi není velký rozdíl. Pro označení stejného zařízení se někdy používají zaměnitelné výrazy „síťový přepínač“ a „ethernetový přepínač“. Oba přepínače používají adresy MAC k předávání datových paketů v síti a fungují na vrstvě datového spojení. Je třeba upozornit na nejoblíbenější technologii kabelových sítí, Ethernet, protože ethernetové přepínače jsou vyráběny speciálně pro ethernetové sítě.
Souhrnně lze říci, že síťový přepínač je nezbytnou součástí současných počítačových sítí a má na starosti efektivní předávání datových paketů mezi zařízeními. Přepínač může efektivně předávat datové pakety jejich zamýšleným příjemcům přidělením speciálních adres MAC a využitím přepínací struktury, což zvyšuje rychlost sítě. Aby byl zajištěn efektivní přenos dat uvnitř sítě, provádí základní úkoly předávání, filtrování a učení. Kromě toho, ačkoli se pojmy „síťový přepínač“ a „ethernetový přepínač“ někdy používají jako synonyma, oba označují stejnou hardwarovou součást, která provádí operace na vrstvě datového spoje.
Prvním je ethernetový přepínač, který je nejrozšířenějším druhem přepínače a používá se k propojení zařízení v místní síti (LAN) pomocí ethernetových kabelů. Další dva přepínače, které se v počítačových sítích používají nejčastěji, jsou:
1. Přepínače Ethernet, které fungují na vrstvě datového spoje modelu OSI, umožňují efektivní komunikaci mezi několika zařízeními tím, že posílají datové pakety na správné místo. 2. Řízený přepínač: Oproti ethernetovému přepínači nabízí řízený přepínač sofistikovanější funkce. Poskytuje správcům sítě přístup k nastavení přepínače, což jim umožňuje spravovat nastavení zabezpečení, monitorovat síťový provoz a konfigurovat sítě VLAN (Virtual Local Area Networks). Spravované přepínače se často používají v sítích středních a velkých podniků. 3. Gigabitový přepínač: V porovnání s běžnými ethernetovými přepínači poskytuje gigabitový přepínač vyšší rychlost přenosu dat. Je vhodný pro sítě, které potřebují rychlejší a spolehlivější připojení, protože dokáže přenášet data rychlostí gigabit za sekundu (Gb/s). V prostředí, kde je nezbytná vysoká šířka pásma, včetně streamování multimédií, VoIP (Voice over Internet Protocol) a datově náročných aplikací, se gigabitové přepínače často vyskytují.