Lezione 6 – Switched Ethernet
Reti di Calcolatori
Modulo 1 - Tecniche di comunicazione digitale
Unità didattica 2 - Standard di rete locale
Ernesto Damiani
Università degli Studi di Milano - SSRI
Ethernet switching (1)
• L’operazione di switching consiste nel determinare
la porta d’uscita per ciascun frame Ethernet sulla
base dell’indirizzo MAC del destinatario
 La figura mostra due cammini che possono essere seguiti in
parallelo, aumentando così la velocità della rete espressa in
frame recapitati al secondo
Ethernet switching (2)
• Le porte possono essere divise in gruppi in modo
che gli host collegati a un gruppo di porte
comunichino solo tra loro, formando Ethernet
virtuali (VLAN)
• All’arrivo di un frame, lo switch esamina l’indirizzo
mittente presente nel messaggio e lo associa alla
porta da cui il frame proveniva
Ethernet switching (3)
• La coppia <indirizzo MAC, porta> è aggiunta alla
CAM (content addressable memory) dello switch
(se non era già presente)
– La CAM è strutturata come una tabella a due colonne in cui
è possibile accedere in un solo passo a uno dei due valori
di una riga specificando l’altro
Ethernet switching (4)
• Lo switch, poi, controlla se l’indirizzo destinazione
nel frame corrisponde a una delle righe della
tabella. In caso positivo, copia il frame sulla porta
specificata da quella riga; altrimenti copia il frame
su tutte le porte
Ethernet switching (5)
Esempio della tabella di uno switch Catalyst
Ethernet switching (6)
• Nel caso che i due dispositivi collegati delle righe
evidenziate vogliano comunicare, occorre che lo
switch attivi il cammino tra le porte Gi4/29 e Gi7/8
– Non è possibile collegare tutte le porte tra loro su grandi
switch (n porte = n(n-1) collegamenti)
Ethernet switching (7)
• Controlliamo a che porta dello switch è connesso
il nostro computer (con sistema operativo Unix)
– Anzitutto, verifichiamo l’indirizzo MAC del computer con il
comando ifconfig -a
Ethernet switching (8)
– Ci colleghiamo, poi, allo switch e usiamo il comando
show-mac-address-table|include per visualizzare la
riga della CAM relativa al nostro computer
Tipi di switch
• Gli switch a configurazione fissa hanno un
numero fisso di porte Ethernet (fino a 48)
• Gli switch modulari hanno architetture interne che
consentono l’aggiunta successiva di porte
– È possibile impilare e collegare tra loro certi modelli di
switch a configurazione fissa, ma il collegamento tra due
switch impilati ha una banda limitata (e.g. 32 Gbps, rispetto
a 720 Gbps di uno switch modulare)
– Gli switch modulari hanno grandi ingombri e richiedono
impianti di alimentazione elettrica e di raffreddamento di
notevole potenza
Negoziazione
• Gli standard Ethernet - 100 Mbps e Ethernet 1
Gbps prevedono una comunicazione tra lo switch e
ciascun host connesso a una delle sue porte per
stabilire i parametri della comunicazione
• Il protocollo di negoziazione è attivato dallo switch;
se l’interfaccia di rete dell’host non risponde, lo
switch assume si tratti di una interfaccia “storica”
Ethernet 10 Mpbs/half duplex
Velocità
• L’aumento di velocità degli standard Ethernet - 100
Mbps e Ethernet 1 Gbps è stato ottenuto riducendo
la lunghezza massima del collegamento host-switch
• La riduzione è necessaria per mantenere l’integrità
dei frame
– Ricordiamo che il tempo di trasmissione di un frame deve
essere superiore a 2T (T = tempo di propagazione tra i
due punti più lontani della rete)
– Se riduciamo di un fattore 10 il tempo di trasmissione, visto
che la velocità di propagazione del segnale resta costante,
dobbiamo diminuire di un fattore uguale la lunghezza
massima del collegamento
• Ethernet veloce -> distanze brevi!
FINE