Kytkin (tietoliikenne)
Kytkin (engl. Network switch) on tietotekninen laite, joka yhdistää pakettikytkentäisen paikallisverkon (yleensä lähiverkon) osia. Se perustuu moniporttiseen siltaukseen, ja mahdollistaa sekä fyysisesti että loogisesti tähtimäisen rakenteen. Kytkimillä korvataan yleensä moniporttitoistin, eli keskitin (engl. hub), koska sellainen välittää kaiken liikenteen joka suuntaan, mutta kytkin sen sijaan oppii tuntemaan minkä kaapelin päässä tietty vastaanottaja (MAC-osoite) on, ja siten välittää liikennettä tehokkaammin vain tarpeelliseen suuntaan.
Kytkimen toiminta
Kytkin voi yhdistää Ethernet, Token Ring tai muita pakettikytkentäisiä verkon osia toisiinsa, jotta saadaan muodostettua yhtenäinen OSI-viitemallin kerroksella kaksi (siirtoyhteys) toimiva verkko.
Paketin saapuessa kytkimelle, kytkin tallentaa saapuvan paketin lähettäjän MAC-osoitteen ja portin kytkimen osoitetauluun. Tämän jälkeen kytkin vertaa paketissa olevaa vastaanottajan MAC-osoitetta osoitetauluun ja lähettää paketin eteenpäin oikeaan porttiin. Jos vastaanottajan osoitetta ei löydy taulusta, tai kyseessä on yleislähetys- tai ryhmälähetys-paketti, kytkin lähettää paketin kaikkiin portteihin. Jos vastaanottajan portti on sama kuin lähettäjän portti, paketti hävitetään.
Kytkimien ansiosta on mahdollista käyttää full-duplex -liikennöintiä. Jokaisella portilla on oma kaistansa, jolloin 8-porttinen 10/100 Mbit/s-kytkin pystyisi teoriassa välittämään jopa 1,6 Gbit/s. Yleensä rajoittavaksi tekijäksi muodostuu kuitenkin kytkimen taustaväylän nopeus. Niin sanotuissa wire-speed-kytkimissä taustaväylän nopeus ei rajoita liikenteen nopeutta.
Kytkimen käyttötarkoituksia
Yhdistämällä kytkimiä toisiinsa voidaan verkkoa laajentaa suuremmaksi. Kytkimessä on tavallisimmin kahdeksan, kuusitoista tai kaksikymmentäneljä porttia.
Kytkimillä voidaan parantaa verkon suorituskykyä ja tietoturvallisuutta jakamalla eli segmentoimalla verkko pienempiin osiin. Virtuaalisia lähiverkkoja (VLAN) käyttämällä verkon jako ei ole sidottu fyysisiin kytkinlaitteisiin ja kaapelointeihin.
Kytkimen avulla voidaan myös yhdistää toisiinsa samanlaisia, mutta eri nopeudella toimivia verkkoja. Esimerkiksi niin sanottuun Gigabit-Ethernet -kytkimeen voidaan liittää 1000 Mbps laitteiden lisäksi vanhempia 100 Mbps ja 10 Mbps laitteita.
Rajoituksia ja muita ominaisuuksia
Kaikkiin portteihin toistettavat Broadcast-paketeista aiheutuvan liikenteen suuri määrä voi muodostaa rajoituksen lähiverkon koolle. Tällöin verkkoa voidaan jakaa useisiin osiin esimerkiksi reitittimien avulla.
Jotkin kytkimet sisältävät edellä kuvatun perustoiminnallisuuden ohella laajan joukon lisäominaisuuksia, joilla voidaan valvoa ja hallita kytkimen toimintaa. Esimerkiksi tietyntyyppiselle liikenteelle voidaan määritellä ensisijaisuus muuhun liikenteeseen nähden tai kytkinten välille voidaan muodostaa esimerkiksi varmennettuja yhteyksiä. Yhteyden vioittuessa kytkimet voivat muodostaa automaattisesti uuden yhteyden varayhteyksien avulla. Yhdistämisellä voidaan myös kasvattaa kahden kytkimen välillä olevan yhteyden nopeutta.