IP switching is the latest innovation for the Local Area Network(LAN), where the need for speed in the (LAN), has increased the latest years. Some solutions are at the hardwareside and others are at the software side. Layer 3 switching has all the same obejct, to increase the speed, but the different solutions operate in different ways. Of course, the price is also a major aspect, for the different solutions. In this paper we will discuss how the IP Switching works.
 
 

IP switching, väl förankrad i nätverket, är en klar prestandahöjning när det gäller att höja effektiviteten i nätverket. Genom att den arbetar i Layer 3 har man en rad fördelar, såsom att man arbetar med IP adresser direkt inga MAC adresser behövs. Jämför man detta med en Layer 2 switch där man är tvungen att använda MAC adressen, vilket också gör paketen större. Detta medför att Layer 3 switching är en klar förbättring. Det är enligt vår åsikt att IP switching har kommit för att stanna.

IP switching är den senaste innovationen vad gäller att höja prestandan på de lokala nätverken(LAN). Den har tillkommit för användarnas behov av höga hastigheter för bl.a. grafik, ljud och rörliga bilder har ökat drastiskt de senaste åren. Det finns många olika lösningar för IP switching både hårdvarumässiga och mjukvarumässiga. Vi kommer här att ta upp ett antal olika lösningar för IP switching.

3.1 Strukturen.
Man har i princip alltid räknat med 80/20 regeln vad gäller nätutnyttjande av nätverket. Dvs 80 procent är lokaltrafik och 20 procent är routad trafik mellan subnäten, med andra ord internet, oftast är det så iallafall. Idag då internet trafiken blir allt livligare, kommer routern i det så kallade backbone(ryggraden) bli en flaskhals då den inte hinner med all trafik från klienterna.

3.2 Vad är en switch?
Vi kan först titta på den enklare HUB'en. En HUB fungerar som en förstärkare och ett nav. Alla klienter kopplas dit och en kabel går vidare till nästa HUB eller server. Problemet med HUB'en är att den bryr sig inte om var den skickar sina paket. Får HUB'en in ett paket skickas den vidare ut på alla anslutna objekt. Därför kan man räkna med att det blir en del kollisioner, och ett tungt belastat nät, om det är mycket trafik på nätverket. Vidare gäller, om du har en 10Mbit's HUB så delar clienterna på detta. Dvs är man fem anslutna klienter får man 2Mbit var, om alla försöker använda nätverket samtidigt.

3.3 Layer 2 Switch.
Layer 2 switchen är en smartare variant på en HUB. Här skickas inte paketen hejdlöst ut åt alla håll. Switchen kontrollerar först vilken adress paketet har, och skickar sen det vidare till rätt adress om den finns. Finns den inte skickas paketet vidare till nästa switch i nätverket. På detta sätt slipper man att det går en mängd onöding information över nätet, paketen går direkt till rätt klient. Detta är speciellt nyttigt då kanske en avdelning på ett företag skickar mycket informtion inom avdelningen. Informationen stannar då inom avdelningen och tar inte upp plats på den övriga delen av nätverket. Layer 2 switchen använder MAC adressen för att hitta mottagare den söker. Vissa switchar gör detta automatiskt, den är självlärande. Detta gör att switchen är mycket lättanvänd. Plugga in den i vägguttaget och kör igång. Layer 2 switchen arbetar precis som namnet säger i Layer 2 det vill säga närmast ovanför Physical Layer, Layer 1.

3.4 Layer 3 Switch.
IP switchen eller Layer 3 Switch arbetat helt annorlunda jämfört mot vad Layer 2 switchen gör. Layer 2 switchen använder som sagt MAC adressen för att hitta sin mottagare.

4.1 Tekniker.
Det finns flera olika tekniker att använda sig av när man vill använda IP switching. Företagen skryter om vilket som är bäst, snabbast och vilket som verkligen är IP switching. Vi kommer därför att ta upp 5 huvudsakliga tekniker för hur IP switching kan utföras.
 

• Hardware Based Routers
• Multilayer Mapping
• ICMP Redirect
• Server-based Routing
• Layer 3 Switching

4.2 HARDWARE BASED ROUTERS
Hårdvarubaserade routrar, HBR'er är tänkta som en direkt ersättning till konventionell mjukvarubaserad routing. HBR'er klarar av att hantera flera miljoner paket per sekund (pps), jämfört med mjukvarubaserad som klarar av cirka 500.000 pps.
En del av den ökade hastigheten beror på förbättrad uppbyggnad med tex höghastighets bussar.
Den stora fördelen med HBR'er är att man kan behålla i stort sett hela sitt befintliga nätverk.
Men på längre sikt kan detta vara en nackdel eftersom man egentligen har kvar samma nät. Det är visserligen snabbare men routrar är en ganska ineffektiv och dyr teknik.
Därför kan sägas att HBR inte är en långsiktig lösning eftersom de förr eller senare blir överbelastade.

4.3 MULTILAYER MAPPING
Multilayer Mapping MLM arbetar med switchar i nätverket som omvandlar Layer 3 IP adresser till Layer 2 destinations adresser.
Detta kan vara MAC (Media Access Control) adresser eller VCI/VPI (virtual circuit/ virtual path identifiers) som används av ATM och frame reläer.
Varje MLM switch har tabbar i nätverket som räknar ut vägen genom systemet och skapar en virtuell kontakt för den vägen. Paket som skickas denna vägen switchas genom layer 2 i stället för att gå genom layer 3. Detta gäller även paket som skickas mellan olika subnet.
MLM switchar använder routing protokoll enligt RIP(Routing Information Protocol) och OSPF(Open Shortest Path First) för att skicka information om nätverkets uppbyggnad och aktuella routing tabeller.
Beroende på hur MLM'en skapar vägar genom nätverket kan de delas in i två grupper, flödesbaserade och topologibaserade.
Flödesbaserade:

4.3 ICMP REDIRECT
IP switching baserad på ICMP(Internet Control Message Protocol) använder en omdirigeringsfunktion (redirect) som är en del av IP protokollet. Routrar använder ICMP redirect för att berätta för den sändande stationen att det finns en bättre väg till mottagaren, och ger den adressen till sändaren. IP switching med hjälp av ICMP redirect använder samma funktion för att omdirigera trafiken från gatewayen direkt till mottagaren.
När en station försöker nå en destination som befinner sig i ett annat subnet via sin default gateway kommer stationen att få ett ICMP redirect meddelande.
Meddelandet berättar för stationen att använda en virtuell gateway med en IP adress från sitt eget subnet. När sedan stationen försöker nå mottagaren genom den virtuella gatewayen, kommer switchens funktion att föra över gateway adressen till MAC adressen för mottagaren, så att vidare data kommer att bli switchad rätt.
Ett problem med denna tekniken är att adressen för varje förbindelse tas från IP's adressregister, och därmed belastar detta, som är en värdefull del av ett IP nätverk. Detta medför att när trafiken blir intensiv kan switchen få brist på adresser och tappa förbindelser.

4.4 SERVER STRATEGIES
Serverbaserad switching bygger på tre komponenter:

4.5 LAYER 3 SWITCHING
Layer 3 switching använder så kallad IP inlärning. Detta fungerar precis som layer 2 switchens procedur när den lär sig MAC adressen. Genom att lyssna på IP trafiken lär sig layer 3 switchen nätverkets uppbyggnad. Den lär sig vilken IP adress som tillhör vilken MAC adress. Denna teknik går utmärkt att installera i befintliga system. Finns inga IP adresser fungerar den som en vanlig layer 2 switch.  

5. ORDLISTA

Backbone: Ryggrad, huvudledningen
MAC: Medium Access Control
Physical Layer: Fysiskt lager, Lager 1, det är här data signalerna transporteras.
Route: Tur, Vägval

6. REFERENSER

Här kommer en del intressanta länkar för er som vill gräva vidare i detta område.
 

• Browsing the network(1)
• Browsing the network(2)
• Ethernet Tutorial - Adding Speed
• Anixter: Ethernet Switching White Paper
• Pages 1--12 from Network Layer Switching
• IP_Routing: Switch to Wirespeed
• IP-switching
• Smart IP Switching: A Hybrid System for Fast IP Network Backbones
• IP On Speed
• Tech Tutorials: ATM MPOA vs. IP Switching
• NBase