Într-o rețea de computere, un switch, pronunțat /swɪtʃ/ sau /suuici/, din engleză pentru „comutator”, folosit și swici (pl. swiciuri), cu declinările swiciul, swiciului, swiciurile, swiciurilor adaptat conform regulilor limbii române, abreviat SW, este un dispozitiv care realizează interconectarea diferitelor segmente de rețea pe baza adreselor MAC, trimițând datele de la un dispozitiv la altul pe baza adreselor MAC sursă și destinație. alt=SOS în codul Morse și în sistem binar. În esență principiul de transmitere a informației este asemănător.|miniatura|Textul "SOS" în codul Morse și în sistem binar. În esență principiul, nu metoda, de transmitere a informației este asemănător. Un switch folosește impulsuri electrice intermitente, în sistem binar, pentru comunicare. Informația în sistemele informatice se transmite în sistemul binar 1/0 pornit/oprit. Pentru o mai bună înțelegere cum se trimite informația prin cablurile conectate la un switch sau la un hub, se poate face o paralelă cu transmiterea mesajelor folosind codul Morse. În codul Morse avem . punct (semnal electric scurt) și – linie (semnal electric mai lung) separate de o pauză în transmitere, cu care în diverse combinații, se poate transmite o literă, de exemplu S este format din 3 puncte. Aparatele Morse trimit mesajele prin cablu (prin semnal electric intermitent) dar și utilizând lanterne (prin lumină intermitentă) sau prin unde radio (prin lumină invizibilă pentru ochiul uman intermitentă). Operatorul apăsând un comutator pentru a opri sau porni curentul electric sau activând și dezactivând emițătorul de unde electromagnetice. De exemplu textul SOS în Morse este .  . .  _  _ _  .  .  . iar în binar este 01010011  01001111 01010011. În esență principiul de transmitere a informației este același.

Dispozitivele hardware denumite switch-uri realizează conexiuni de date transmise cu o rată de 10, 100, 1000 sau chiar 100000 MB pe secundă , în mod semi-duplex sau duplex integral dar și pentru datele primite per port sau slot de conectare a unui cablu pe cupru sau adaptor pentru fibră optică. În mod uzual, dar eronat, pentru aceste rate de transfer se folosește și expresia de "viteză de transfer" sau "viteză de rețea" , însă termenul "viteză" e impropriu folosit deoarece la un echipament de rețelistică se măsoară câte date, sau uneori se măsoară câte pachete, trec printr-un punct, de exemplu la intrarea pe un port. Așadar, rata de transfer nu se calculează în funcție de lungimea firului de transmitere, însă date se pot pierde din cauza lungimii firului, dar și a altor factori precum mufarea defectuoasă. La calculul unei rate nu se utilizează distanța.

Un swici poate fi descris ca un echipament ce permite accesul prin fir la o rețea de calculatoare.

Un swici este un dispozitiv esențial de extindere a rețelei, care necesită (obligatoriu) alimentare electrică și retransmite informația primită către destinația specificată în pachetul de date, folosind impulsuri electrice.

Capacitatea totală de comutare a unui switch sau "switching capacity" (engleză) reprezintă cantitatea maximă de date pe care swiciul o poate procesa într-un interval de timp dat. Aceasta se măsoară în gigabiți pe secundă (Gbps) și indică cât de eficient poate transfera date între porturile sale, formula de calcul fiind:

Capacitatea de comutare a unui swici  = număr porturi x rata portului x 2 (pentru full-duplex)

Ca exemplu, pentru un swici de 5 porturi RJ45 din care 4 sunt la 100 Mbps si unul la 1 Gbps, toate full-duplex, se calculează astfel: 4 porturi x 100 Mbps x 2 (suportă full-duplex) + 1 port x 1000 Mbps x 2 (suportă full duplex) = 2,8 Gbps.

Porturile Ethernet standard acceptă în principal conectori RJ-45, care sunt utilizați pentru cabluri cu perechi răsucite (twisted pair cables). Acestea sunt cele mai comune și sunt folosite pentru majoritatea conexiunilor de rețea cu fir. Cu toate acestea, există și alte tipuri de conectori care pot fi folosiți în contextul Ethernet, cum ar fi:

Conectori pentru cabluri coaxiale: Aceștia sunt folosiți în unele dintre primele rețele Ethernet și au o structură concentrică. Conectori pentru cabluri de fibră optică: Aceste cabluri folosesc conectori diferiți de RJ-45 și sunt utilizate pentru conexiuni de mare viteză sau pe distanțe lungi.

Comunicarea simplex este un mod de transmisie unidirecțional. În acest caz, un dispozitiv poate trimite date, dar nu poate primi date. Ca exemplu, tastatura care poate introduce date, dar nu poate primi înapoi.

Half Duplex (semi-duplex) permite comunicarea bidirecțională, dar doar un dispozitiv poate transmite la un moment dat, nu e comunicare simultană. Un exemplu este walkie-talkie-ul, unde mesajul este transmis unidirecțional, dar în ambele direcții, însă așteptând de fiecare dată ca cealaltă persoană să termine de vorbit și să permită apoi celuilalt să răspundă.

Full Duplex (duplex integral) permite transmisia bidirecțională simultană. Adică, dispozitivele pot trimite și primi date în același timp. Exemplu, rețeaua telefonică, unde comunicarea se întâmplă simultan în ambele direcții.

Adresa MAC (Media Access Control) este un identificator unic de 48 de biți atribuit din fabrică interfeței Ethernet a fiecărui dispozitiv. Aceasta este utilizată pentru a identifica în mod unic un dispozitiv la nivelul 2 al modelului OSI.

Tabela MAC (tabelul MAC) este o componentă esențială a unui swici și nu este altceva decât o listă internă păstrată de swici pentru a urmări adresele MAC ale dispozitivelor care fac trafic prin el și interfețele, porturile, sloturile de pe swici prin care poate comunica cu ele.

Swiciul învață și memorează adresele MAC, astfel, când un frame Ethernet este primit de un swici, acesta înregistrează adresa MAC sursă și portul asociat în tabela sa. Dacă adresa de destinație nu este în tabel, swiciul trimite frame-ul către toate porturile, cu excepția portului pe care a fost primit. Când nodul, dispozitivul de destinație răspunde, adresa MAC a acestuia este înregistrată în tabela de adrese. Astfel, tabela MAC permite swiciului să trimită datele (cadrele Ethernet) către portul exact necesar pentru a ajunge la destinație, în loc să le transmită pe toate porturile.

Așadar, tabela MAC conține înregistrări care asociază adresele MAC cu porturile swiciului și, dacă este cazul, cu VLAN-urile.

Tipuri de intrări în tabela MAC: Static: Administratorul swiciului poate adăuga manual intrări statice în tabelă. Acestea sunt active până când sunt șterse de administrator. Dinamic: Prin procesul de învățare MAC, swiciul adaugă automat intrări dinamice în tabelă pe baza adreselor MAC primite. Aceste intrări sunt șterse automat după un anumit interval de timp.

Utilizarea extinderilor și adaptoarelor special proiectate fac posibilă realizarea unui număr mare de conexiuni utilizând diverse medii de rețea precum pe cablu de cupru sau fibră optică, incluzând tehnologii utilizate curent, precum Ethernet, Fibre Channel, ATM, IEEE 802.11.

Dacă într-o rețea sunt prezente doar switch-uri și nu există huburi, atunci domeniile de coliziune sunt fie reduse la o singură legătura, fie (în cazul în care ambele capete suportă duplex integral) eliminate simultan. Principiul unui dispozitiv de transmisie hardware cu multe porturi poate fi extins pe mai multe straturi, rezultând switch-ul multi-strat (multilayer).

Un Hub este cel mai simplu dispozitiv multi-port. Totuși, tehnologia folosită este considerată depășita din moment ce un hub retrimite orice pachet de date primit la toate porturile sale cu excepția celui de la care l-a primit. Atunci când se folosesc calculatoare multiple viteza scade rapid și încep să apară coliziuni care încetinesc și mai mult conexiunea. Prin folosirea switch-ului acest neajuns a fost rezolvat.

Metode de retransmitere Există 4 metode de retransmitere a datelor:

Cut-through a) Fast-Forward-Switching - Switch-ul citește doar pana la adresa hardware a cadrului, înainte de a îl trimite mai departe. Nu există detecție de erori la această metodă. b) Fragment-Free – Metoda încearcă să rețină beneficiile ambelor metode prezentate anterior. Se verifică primii 64 de octeți din cadru, stocându-se informația legată de adresare. În acest fel, cadrul își va atinge întotdeauna destinația. Detecția erorilor este lăsată în seama dispozitivelor terminale de la nivelele 3 și 4, de obicei fiind vorba de routere. Store-and-Forward – Stochează și trimite - Switch-ul acționează ca un buffer și, în mod uzual, realizează o sumă de control pentru fiecare cadru retransmis. Error-Free-Cut-Through/Adaptive Switching – Comutare adaptiva - Metoda comută automat între cele trei metode precedente.

Notă: Metoda cut through apelează la stochează și transmite dacă portul destinație este ocupat în momentul sosirii pachetului. Metodele nu sunt controlate de utilizator, constituind sarcinile exclusive ale switch-ului.

Tipuri de swiciuri și clasificarea acestora Switch-urile de rețea pot fi clasificate în mai multe moduri, în funcție de diferite criterii. Iată câteva dintre cele mai comune categorii:

1. După poziționarea în topologia rețelei Swiciuri de acces: Acestea permit conectarea terminalelor precum imprimante, calculatoare și alte dispozitive la rețea. Ele sunt amplasate în apropierea utilizatorilor și facilitează comunicația între dispozitivele locale. Swiciuri de agregare (de distribuție): Acestea sunt conectate la mai multe swiciuri de acces și puncte de acces Wi-Fi (AP-uri). Ele centralizează traficul și asigură o conexiune eficientă între diferitele segmente și zone ale rețelei. Swiciuri de nucleu (core): Acestea sunt amplasate în punctul central al rețelei și permit conectarea altor swiciuri de agregare, servere, rutere și alte dispozitive critice. Ele asigură performanță ridicată și stabilitate pentru întreaga rețea. În esență un swici poate fi poziționat în oricare dintre punctele din rețea însă unele au caracteristici specifice.

2. După rata de transmisie a porturilor Fast Ethernet (10/100 Mbps): Suportă rate ("viteze") standard pentru rețelele mai vechi. Sunt des utilizate în rețele de supraveghere video. Gigabit Ethernet (10/100/1000 Mbps): Suportă rate mai mari, adecvate pentru majoritatea rețelelor actuale. Multigigabit Ethernet: Pentru rețele cu cerințe de lărgime de bandă foarte mare. Un port poate avea o rată maximă la transmisie de 2,5 Gbps, 5 Gbps, 10 Gbps și peste. Când se face referire la rata portului, se specifică rata maximă de transmitere (trimitere) a datelor pentru un singur port. Se presupune că această rată este identică și pentru primirea (recepționarea) datelor, pe același port, în condițiile în care portul funcționează în modul full-duplex. Aceasta înseamnă că, dacă un port are o rată de 1 Gbps, atunci poate trimite și primi date la această rată în același timp, fără a reduce performanța. În acest exemplu, portul poate gestiona o rată totală de trafic de 2 Gbps, împărțită egal între transmitere și primire. Este important să se verifice dacă echipamentul de rețea suportă modul full-duplex pentru a beneficia de această capacitate.

3. După tipul de mediu de comunicare Swiciuri pentru cabluri de cupru: Utilizează conectori RJ45 și sunt cele mai comune folosindu-se cabluri de diverse categorii CAT5, CAT6 etc. Se folosesc cabluri UTP (Unshielded Twisted Pair), FTP (Foiled Twisted Pair) sau STP (Shielded Twisted Pair) pentru conectivitate. Swiciuri pentru fibră optică: Se utilizează transceivere și cabluri de fibră optică SM (single-mode) sau MM (multimode) pentru distanțe mai lungi și rate mai mari cu conectare la sloturi, de pe swici, tip SFP, SFP+ etc. Swiciuri pentru fibră optică și cabluri cupru: Acestea au porturi RJ45 și sloturi SFP, SFP+ etc în proporție variabilă.

3.1. Swiciuri pentru cabluri cupru

Categoriile de cabluri pe cupru Ethernet