สวิตซ์ (Switch)

สวิตซ์ (Switch) เป็นอุปกรณ์ที่พัฒนาการต่อจากฮับอีกทีหนึ่งมีความสามารถมากกว่า Hub โดยการทำงานของสวิตซ์จะส่งข้อมูลออกไปเฉพาะพอร์ตที่ใช้ในการติดต่อกับเครื่องคอมพิวเตอร์พีซีปลายทางเท่านั้น ไม่ส่งกระจายข้อมูลไปยังทุกพอร์ตเหมือนอย่างฮับ ทำให้ในสวิตซ์ไม่มีปัญหาการชนของข้อมูล สวิตซ์จะทำงานอยู่ในชั้น Data Link Layer คือจะรับผิดชอบในการเชื่อมโยงของข้อมูล ตรวจสอบความถูกต้องของการติดต่อจากโหนดหนึ่งไปอีกโหนดหนึ่งและความสมบูรณ์ของการรับส่งข้อมูล สำหรับในชั้นเชื่อมโยงข้อมูลนั่นจะทำการแบ่งข้อมูลระดับบิตที่ได้รับจากชั้น Physical Layer เป็นข้อมูลชนิดที่เรียกว่า เฟรม ก่อนจะส่งไปยังชั้นถัดไป ก็คือ Network Layer

รูปแสดงลักษณะของ Switch ยี่ห้อ 3COM

หลักการทำางานของ Switch

หลักการทำงานของ Switch เหมือนการทำงานขอ Hub เพียงแต่ว่าทำงานได้เร็วกว่าและยังมีจำนวนพอร์ตที่มากกว่า

Hub กับ SWITCH แตกต่างกันอย่างไร

HUB กับ SWITCH นั้นจะทำหน้าที่คล้าย กันเพียงแต่ HUB นั้นเวลาส่งข้อมูลนั้นจะเป็นแบบ broadcast กระจายไปทุกเครื่องแต่ถ้าเป็น switch นั้น จะดูว่าข้อมูลนี่เป็น ของเครื่องไหนแล้วค่อยส่งไปยังเครื่องนั้น ดังนั้นHUB จึงสามารถ LAN ได้มากกว่านอกจากนี้ความเร็วในการส่งข้อมูลก็ต่างกันคือ speed HUB คือspeed / N เครื่องเช่น LAN 100 Mbps 10 เครื่อง ทุกเครื่องได้แค่ 10 Mpbsส่วน speed switch นั้น Lan 100 mpbs ทุกเครื่องได้ 100 mbps

ส่วนประกอบการทางานที่สาคัญของ Switch  สามารถแบ่งส่วนประกอบที่สาคัญของ Switch ได้ดังนี้

– Input Controller

– Control Process

– Switching Element

– Output Controller

Input Controller

Input Controller จะควบคุมดูแลให้ข้อมูลข่าวสารที่ถูกส่งเข้ามายัง Switches สามารถดำเนินต่อไปได้อย่างมีประสิทธิภาพ หน้าที่หลักของ Input Controller ได้แก่การรับข้อมูลในรูปของแพ็กเก็ตเข้ามาจากนั้นจึงนำส่งไปยังที่Control Process สำหรับการใช้ Switch แบบ Cut – Through ตัว Input Controller จะทำหน้าที่ Forward หรือส่งผ่านข้อมูลไปที่ Control Process โดยเร็วที่สุดหลังจากตรวจสอบพบ MAC Address ปลายทางที่มีขนาด 6 ไบต์ขึ้นอยู่กับส่วนประกอบของ Switch และ Output Controller  ดังรูปด้านล่าง

หมายเหตุ

Mac Address คือ MAC Address เป็นรหัส HEX  (เลขฐาน16) มี 12 ดิจิต ซึ่งมีมาตรฐานการออกตัว
ติดมากับอุปกรณ์เน็ตเวิร์ค  ได้แก่ NIC (Network Interface Card) จะไม่ซ้ำกันนะครับเพื่อน  ๆ

Control Process คือ บล็อคควบคุมการทำงาน

รูป แสดงโครงสร้างและส่วนประกอบภายใน Switches

Input Controller คือ บล็อกควบคุมการทำงานของข้อมูลเข้า

Control Process

Control Process เป็นกระบวนการควบคุมการรับและส่งแพ็กเก็ต รวมทั้งการจัดการของ Switchประกอบด้วยชิ้นงานต่าง ๆ ที่น่าสนใจดังนี้

– Transmission Process

– Learning Process

– Forwarding Process

– Flow Control Process

Transmission Process

หลังจากที่ Switch ได้รับแพ็กเก็ตเข้ามา และได้เห็น MAC Address ปลายทางที่มีขนาด 6 ไบต์แล้วอุปกรณ์ซึ่งทำหน้าที่ส่งกระจายข้อมูลของ Switch จะทาการตรวจสอบตาราง Address เพื่อดูว่าเพ็กเก็ตมาจากที่ใด และจะต้องเดินทางไปที่ใด โดย Switch จะใช้ตารางนี้เพื่อดูว่าแพ็กเก็ตนี้จะต้องส่งออกไปที่พอร์ตใดซึ่งเป็นปลายทางหาก Switch ตรวจสอบไม่พบแอดเดรสปลายทา Switches ก็จะส่งแพ็กเก็ตนี้ไปยังทุก ๆ พอร์ตที่มีอยู่ทั้งหมดของ Switch ซึ่งเราเรียกว่า Flooding

Learning Process

Switch จะคอยตรวจสอบกิจกรรมการทำงาน รวมทั้งแพ็กเก็ตที่วิ่งเข้าอกไปมาระหว่างพอร์ตต่าง ๆ ของ Switch ซึ่งทาให้ Switch สามารถล่วงรู้ความมีตัวตนของคอมพิวเตอร์ต่าง ๆ ที่ติดตั้งบนเครือข่าย

Forwarding Process

หลังจาก Transmission Process จัดตั้งพอร์ตที่จะส่งแพ็กเก็ตไปที่ปลายทางเรียบร้อยแล้ว กระบวนการ Forwarding จะทาการส่งข้อมูลออกไปทาง Back Plane ของ Switch ลักษณะการส่งข้อมูลจะแตกต่างกันขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีของ Back Plane ที่จะใช้เพื่อเป็นกลไกการส่งข้อมูลออกไป ซึ่งข้อมูลข่าวสารที่ได้รับจะถูกส่งไปที่ Output Process และเป็นข้อมูลที่สมบูรณ์

กระบวนการ Forwarding นี้จะใช้เลขหมายของพอร์ตจากตาราง Address ใน Switch เพื่อการหนดเส้นทางในการส่งแพ็กเก็ต โดยการใส่หมายเลขพอร์ตที่ Header ของแพ็กเก็ตดังรูป

Ethernet Packet

พอร์ตต้นทางหมายเลข 1

พอร์ตต้นทางหมายเลข 2

ชนิดของแพ็กเก็ต