Коммутация 2 уровня.
Мы уже знаем, что концентраторы — это не интеллектуальные устройства. Всякий раз, когда концентратор получает фрейм, он пересылает данный фрейм во все порты. Кроме того, концентратор представляет собой один домен коллизий, то есть, когда любые 2 хоста одновременно посылают фреймы и происходит коллизия. Из-за этих недостатков концентраторов возникают проблемы в сети.
Мосты – это устройства, которые устраняют недостатки концентраторов. В основном мосты используются для подключения локальных сетей. Если вы хотите расширить свою локальную сеть, это можно сделать через мосты. Мосты используют MAC- адрес для пересылки фреймов. Но поскольку мосты имели только 2 порта, они не могли обеспечить надежную и масштабируемую сеть.
Коммутаторы решают проблему ограничений концентраторов и мостов. Каждый порт коммутатора является доменом коллизий. Таким образом, коммутатор представляет несколько доменов коллизии и один широковещательный домен. Коммутатор — это интеллектуальное устройство.
Коммутаторы второго уровня, использует таблицу MAC-адресов (Media Access Control). Эта таблица называется CAM-таблицей. MAC- адрес «вшит» производителем в сетевую карту каждого хоста. Коммутаторы второго уровня Application Specific Integrated Circuits (ASIC) используются для ведения и поддержания таблицы MAC- адресов.
Функции коммутаторов
Коммутаторы второго уровня выполняют 3 важные функции:

1) Считывание MAC-адресов
При первом запуске коммутатора CAM-таблица будет пустой. Когда хост отправляет фрейм, его адрес заносится в CAM-таблицу коммутатора. Поскольку коммутатор не знает о хосте в данный момент времени ничего, поэтому он позволяет ретранслировать фрейм хоста на все другие порты, кроме исходного порта.
Все узлы отбрасывают этот фрейм, за исключением узла, которому он был отправлен. Устройство, которое получило фрейм, отправляет фрейм-ответ подтверждения получения пакета. После чего коммутатор сохраняет исходный адрес этого фрейма в CAM-таблице.
Каждый раз, когда фрейм пересылается в сеть, коммутатор сохраняет его адрес в своей CAM-таблице. Таким образом, коммутатор создает CAM-таблицу. После того, как коммутатор сохранит MAC-адреса всех хостов, он не будет повторно рассылать пакеты на все порты, как это делал при первом поступлении фрейма. Теперь фреймы передаются от источника к получателю по соединению точка-точка.
2) Пересылка фреймов
Как только на интерфейс коммутатора поступает фрейм, его MAC-адрес сравнивается с MAC-адресами в CAM-таблице. Если адрес назначения совпадает с фреймом, то фрейм пересылается на порт с соответствующим MAC-адресом.
Если адрес назначения любого фрейма не совпадает с CAM-таблицей, то этот фрейм отбрасывается. Если хост получает фрейм и отправляет свой подтверждающий кадр, то коммутатор сохраняет адрес этого кадра в CAM-таблице.

Коммутаторы предоставляют 3 метода для переадресации кадров:
• Store and Forward: в этом методе весь фрейм копируется в память. После копирования фрейма выполняется циклическая проверка избыточности Cyclic Redundancy Check (CRC).
• Cut Through: в этом методе начальные 6 байт копируются из заголовка фрейма так, чтобы можно было идентифицировать конечный хост. Этот метод не выполняет проверку ошибок любого типа.
• Fragment Free: в этом методе 64 байта кадра копируются для выполнения проверки ошибок.
3) Избегание петель
Очень важно иметь несколько связей между коммутаторами. Это необходимо для того, чтобы, если вдруг соединение пропадает по какой-то причинена первой линии, то второе соединение обеспечит передачу фреймов. Но иногда эти соединения вызывают много проблем в сети.
Поскольку между коммутаторами существует несколько соединений, то в сети могут быть возникнуть так называемы петли. Если не используется техника избегания петель, то в сети создается широковещательный шторм. Из-за петель в сети можно получить множество одинаковых фреймов узла.
Для предотвращения циклов в коммутации второго уровня используется протокол связующего дерева (STP)