Múltiplos comutadores - como funciona?

Eu estava lendo sobre hardware de rede há algum tempo e me deparei com uma explicação sobre como os comutadores de rede funcionam - basicamente, ele dizia que um comutador mantém um banco de dados interno de qual endereço MAC está conectado a cada porta e, quando recebe um pacote, procure o MAC de destino em seu banco de dados e encaminhe o pacote para a porta correta.

Isso me fez pensar - o que acontece se você tiver comutadores conectados a comutadores, assim:

Computer A
    |
 Switch 1
    |
 Switch 2
    |
Computer B

Parte da minha rede doméstica está configurada dessa maneira, de forma clara ainda funciona de alguma forma. Mas se o Computador A deseja enviar um pacote ao Computador B, como o Switch 1 sabe encaminhar o pacote para o Switch 2? Como o Switch 1 não está diretamente conectado ao Computador B, como ele pode ter o endereço MAC do Computador B em seu banco de dados, se o Switch 2 não fornece essas informações ao Switch 1?

networking switch

— tlng05
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Supondo que um quadro Ethernet vá do Computador A para o Computador B, o Switch 1 e o Switch 2 terão eventualmente uma entrada na tabela CAM para o endereço MAC do Computador B. O switch não se importa com o que realmente está do outro lado, apenas como o endereço MAC é o quadro Ethernet.

— LawrenceC

Respostas:

Se o Switch 1 não souber para qual porta o quadro (e não o pacote!) Deve ir, ele inundará todas as portas (exceto a porta da qual o quadro se originou). Uma dessas portas será conectada ao Switch 2, o que significa que o Switch 2 obtém o quadro.

Se o Switch 2 não souber para qual porta o quadro deve ir, ele inundará todas as portas (exceto a porta da qual o quadro se originou). Uma dessas portas será conectada ao Computador B.

Então o Computador B finalmente obtém o quadro, enquanto todos os outros dispositivos o ignoram.

Agora você pode conectar os pontos. Quando o Computador B responder, o Switch 2 aprenderá que os quadros destinados ao Computador A vão para a porta que possui o Switch 1 conectado e o Switch 1 aprenderá que os quadros destinados ao Computador B vão para a porta que possui o Switch 2 conectado.

— misha256
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então, basicamente, os switches agem um pouco como hubs da velha escola para quadros desconhecidos.

— precisa

Exatamente, o que significa que sempre haverá algumas inundações, mas não muitas ou muitas vezes. Ha, centros da velha escola. Lembra-me da Internet via satélite nos anos 90, onde o receptor instalado no seu PC tinha que ignorar todos os pacotes não destinados a você. Fale sobre inundações!

— precisa saber é o seguinte

O que acontece se enviarmos uma pingsolicitação? Todos os dispositivos conectados ao switch responderão ou o próprio switch responderá ao ICMP ping?

— AStopher

@ misha256 De fato, todos os serviços modernos de Internet a cabo e muitos serviços de Internet de fibra óptica ainda enviam todos os pacotes destinados ao seu bairro (ou talvez apenas um ou dois blocos) e seu modem precisa filtrar o que não é seu.

— Moshe Katz

A porta física de um switch conta como camada OSI 1. Todos os endereços MAC que chegam a essa porta específica representam endereços físicos de dispositivos de rede (camada OSI 2). Em cada porta ativa, pode haver 0, 1 ou mais endereços MAC (ou CAM ou qualquer que seja o fornecedor do switch). De fato, o switch não tem idéia de que tipo de dispositivo está conectado sem informações adicionais (o administrador ou algum protocolo especialmente projetado informa mais).

Portanto, ao conectar um switch a outro, todos os endereços MAC que um switch conhece podem ser replicados para outro. Se for um comutador fictício, todos os endereços MAC contribuem para a mesma LAN sem nome. Se for melhor, ele pode ter configurado várias LANs virtuais (VLAN) e cada VLAN tem seu próprio conjunto de endereços MAC. Eles podem ser repetidos em mais de uma VLAN.

Se um switch recebe o mesmo endereço físico através de mais de uma interface, geralmente é detectado e contado como "MAC flapping". Isso significa que o switch não pode ter certeza através de qual porta um pacote com determinado endereço MAC deve ser enviado.

Os switches geralmente esquecem o endereço MAC em uma porta se ele não aparecer nos últimos minutos. Isso é bom; caso contrário, os comutadores podem receber muitas informações que podem ser contraditórias ao longo do tempo.

Ocasionalmente, devido a um erro de rede ou a um ataque de hackers em uma rede, alguns dispositivos podem gerar muitos anúncios de MAC. Se o número de endereços MAC anunciados for muito alto para que o switch seja lembrado, ele poderá decidir esquecer a entrega ideal de pacotes. Se não tiver certeza, em qual porta um endereço MAC reside, um pacote pode ser transmitido para todas as portas como uma transmissão (um ataque com o nome arp-spoofing bem-sucedido).

Se o administrador estiver ciente dos riscos em potencial, poderá limitar o número de endereços MAC diferentes que podem aparecer em cada porta. Se for sabido que através de uma porta apenas um computador por vez está conectado, ele pode ser configurado como "podemos ter apenas um mac" (o tipo de porta no seu esboço do Computador A ao Switch 1). Se não for conhecido ou outro switch estiver conectado a uma porta, o limite poderá ser razoavelmente aumentado ou até deixado como ilimitado (em um switch médio, o ilimitado é de fato alguns milhares).

Espero que ajude.

— Martin
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