Ethernet je pôvodne navrhnutý pre zbernicovú topológiu. To znamená, že stanice sú napojené na ten istý spoj (drôt). Táto topológia vyžaduje mať prístupovú metódu pre zdieľaný spoj (napr. CSMA/CD).
V polovici 90-tych rokov sa začala presadzovať topológia hviezdy. V tejto topológii sú stanice napojené samostatným káblom na centrálne zariadenie. V prípade LAN sietí je centrálnym zariadením hub alebo switch.
Niektoré technológie, ako napr. IBM Token Ring, predpokladajú kruhovú topológiu. V takomto prípade je stanica napojená iba na svojich susedov na kružnici zapojenia, možnosti okrem komunikácie so susedmi, slúži aj na preposielanie komunikácie z jednej strany na druhú, ak chcú komunikovať zariadenia, ktoré nie sú susedmi na kružnici. Poznamenajme, že aj v prípade Token Ringu, podobne ako v Ethernete, sa začala presadzovať topológia hviezdy a samotné kruhové zapojenie sa realizuje už iba skryte, vo vnútri centrálneho zariadenia.
5.6.1. Hub (rozbočovač), Repeater (opakovač)
Hub funguje veľmi jednoducho. Ak cez niektorú zásuvku príde signál, tento signál hub zosilní a pošle ho do všetkých ostatných zásuviek, okrem tej, cez ktorú signál prišiel. Hub je zariadenie, ktoré pracuje iba na fyzickej vrstve. Vôbec netuší aké dáta preposiela, od koho a kam idú. Preňho sú to iba jednotky a nuly. Tejto bitovej informácii však rozumie, pretože rekonštruuje signál. Ak príde signál, ktorý je mierne zašumený, ale pre hub zrozumiteľný, posiela tento signál do ostatných zásuviek bez tohto šumu. Ak dve ľubovoľné zariadenia napojené cez hub začnú naraz vysielať spôsobia kolíziu. Hovoríme tomu, že sú v spoločnej kolíznej doméne. Hub je z tohto dôvodu zariadenie, ktoré sa už v súčasnosti v obchodoch nepredáva (snáď v nejakých bazároch).
Repeater je hub, ktorý má iba dve zásuvky.
5.6.2. Switch (prepínač), Bridge (most)
Switch je už zariadenie, ktoré pracuje na fyzickej aj spojovej vrstve. To znamená, že už, na rozdiel od hubu, rozumie hlavičke rámca a teda pozná MAC adresu odosielateľa aj príjemcu rámca. To využíva tak, že ak vie, cez ktorú zásuvku je dostupný príjemca rámca, pošle tento rámec iba cez túto zásuvku. Ostatné stanice v takomto prípade nedostanú cudzie rámce. To má hneď niekoľko výhod.
Prvou výhodou je „bezpečnosť“ a odľahčenie spojov. Stanice, aj keď sú v jednej sieti, navzájom si nesledujú komunikáciu (aj keď existuje niekoľko útokov, ktoré sú schopné tento princíp obísť alebo zablokovať napr. ARP poisoning).
Druhou výhodou je to, že stanice už nie sú v rovnakej kolíznej doméne, teda, ak ľubovoľné dve stanice vysielajú v rovnakom čase, kolízia nevznikne. Na spoločnej kolíznej doméne sú už iba switch a daná stanica. Dokonca aj to už v súčasnosti neplatí, keďže ethernetové káble umožňujú úplný duplex (full duplex), t.j. stanica vysiela a prijíma nezávisle cez iné zväzky káblov. Signály zo switch-a a zo stanice sa tak nikdy nestretnú. Switch je teda zariadenie, ktoré úplne odstraňuje kolízie v sieti a umožňuje tak efektívne využitie celej šírky pásma spojov a nezávislú komunikáciu zariadení. Dokonca, ak ide o switch typu store-and-forward (je ich väčšina), t.j. že nezačne vysielať rámec skôr, ako ho celý nedostane, umožňuje aj prepojenie rôzne rýchlych spojov (napr. 100Mbit/s a 1Gb/s).
Switch, podobne ako hub, je transparentné zariadenie, to znamená, že o jeho existencii uzly nevedia. Uzly komunikujú s cieľovými uzlami tak, že zapíšu do hlavičky rámca cieľovú MAC adresu a rámec vyšlú do spoja vždy rovnako, bez ohľadu na to, či sú uzly napojené priamo alebo cez jeden či viac switchov. Switch podľa základnej charakteristiky ani nemá svoju MAC adresu. To však neplatí pre drahšie manažovateľné switche, ktoré poskytujú (obvykle webové) rozhranie na ich ďalšie nastavenie (napríklad nastavenie VLANu).
Switch, ktorý má iba dve zásuvky sa nazýva Bridge.
Prepínacia tabuľka
Predpokladom toho, aby rámce putovali iba k uzlu (stanici alebo routru), ktorému sú určené, je to, že switch vie, cez ktorú zásuvku je napojený daný uzol. Túto informáciu má uloženú v prepínacej tabuľke. Konkrétne v niektorom riadku prepínacej tabuľky, kde má uložené 3 informácie: MAC adresu uzla, číslo zásuvky, cez ktorú je tento uzol dostupný a časovú pečiatku o tom, kedy bol tento záznam pridaný/aktualizovaný.
Prepínaciu tabuľku nie je potrebné ručne aktualizovať, pretože switch je samoučiaci a dopĺňa a aktualizuje si ju sám cez nasledovný algoritmus:
Keď príde rámec na niektorú zo zásuviek:
- Prečítaj si z rámca adresu odosielateľa a ulož si ju do prepínacej tabuľky spolu s číslom zásuvky, cez ktorú rámec prišiel. Ak záznam s danou adresou už existoval, iba ho aktualizuj.
- Prečítaj si adresu príjemcu a skús ju nájsť v prepínacej tabuľke.
- Ak si našiel záznam s touto adresou potom:
- ak je príjemca dostupný cez tú istú zásuvku, ako odosielateľ, zahoď rámec;
- inak pošli rámec príjemcovi cez zásuvku, zistenú z prepínacej tabuľky.
- Ak si nenašiel záznam s touto adresou, potom pošli rámec do všetkých zásuviek okrem tej, cez ktorú tento rámec prišiel (chovaj sa ako hub).
Je potrebné poznamenať, že aj keď switch oddeľuje kolízne domény, nerozdeľuje broadcastovú doménu. Ak niekto odošle broadcastový rámec (s cieľovou adresou FF:FF:FF:FF:FF:FF), switch odosiela takýto rámec do všetkých zásuviek okrem tej, z ktorej rámec prišiel.