Что такое интернет коммутатор — EServer

В данной статье мы подробно рассмотрим такое сетевое устройство как интернет коммутатор, что это такое, какими бывают эти приспособления, как они работают и для каких целей применяются.

Коммутатор является специальным устройством, которое обеспечивает соединение различных узлов любой компьютерной сети. Основная функция данного приспособления – организационная, поскольку коммутаторы управляют системой доступа пользователей сети к различным ресурсам – техническим и программным, а также непосредственно к массивам данных. В данной схеме под узлом сети, управляемым коммутатором, считается любое компьютерное устройство для обмена информацией, имеющее свой уникальный IP-адрес.

Как работает интернет коммутатор

Изначально коммутаторы разрабатывались на основе уже существующей технологии сетевых мостов, которая, в свою очередь, базировалась на четкой последовательности передачи пакетов данных. Современные устройства более совершенны, поэтому способны в режиме реального времени передавать пакеты информации на все свои порты.

Суть работы коммутатора заключается в регулярном заполнении логической матрицы в памяти прибора MAC-адресами устройств, работающих в рамках сети. Каждый такой адрес – это конкретный сетевой узел, которому выделяется отдельный коммутационный порт. Когда вы впервые запускаете коммутатор, он отправляет фреймы на открытые порты, таким образом заполняя свою матрицу MAC-адресами сетевых узлов. На данном этапе прибор анализирует эти фреймы, пополняя свой список адресов, после чего локализует весь трафик, проходящий через записанные сетевые узлы.

Типы коммутаторов

Как правило, коммутаторы типизируются по методам управления. Разделяют несколько типов интернет коммутаторов.

• Неуправляемые коммутаторы регулируют передачу информации независимо от действий пользователя. Как правило, их выбирают для домашнего применения или офисов с небольшой внутренней локальной сетью. Однако их существенный недостаток – низкий показатель производительности, что в значительной мере ограничивает возможности администрирования. Тут следует рассмотреть также и беспроводной коммутатор, что это и как работает. Его основным отличием является отсутствие необходимости кабельного подключения к сети. Такой коммутатор можно подсоединить к имеющейся сети по беспроводным каналам связи, например, через Wi-Fi.

• Другой тип – управляемый коммутатор, что это и как работает – объясним чуть подробнее. Такое устройство уже поддерживает режим автономной работы, как и в случае с неуправляемыми коммутаторами. Управляемый коммутатор как роутер нередко используется для локальных сетей. Основным его достоинством является возможность пользовательского управления, что в значительной мере расширяет возможности администрирования, а также повышает показатели производительности. Управляемые коммутаторы используются в офисах крупных компаний и на предприятиях.

Коммутатор L3 Edge-core AS5710-54X

В наличии

196524 грн

Коммутатор h4C LS-5048PV3-EI-PWR-GL

В наличии

48111 грн

Коммутатор h4C LS-5024PV3-EI-GL

В наличии

17554 грн

Сетевой коммутатор MikroTik CRS312-4C+8XG-RM

В наличии

24050 грн

Коммутатор Cisco Catalyst 2960-CX 8 Port Data Lan Base

В наличии

38426 грн

Разновидности коммутаторов

Помимо основной типологии, различные модели коммутаторов различают по количеству портов – их может быть 2, 4, 8, 16 и так далее. Также разные устройства обеспечивают различную скорость передачи информации – это может быть 100Мб/сек, 1Гб/сек,10Гб/сек и выше. Также от вида коммутатора зависит поддержка сетевого уровня network layer – 1,2 или 3, и Power-over-Ethernet. POE коммутатор работает с IP-телефонией, IP-камерами, точками доступа беспроводной сети и любыми другими приборами, для которых проблематично подвести отдельное электропитание.

Производителей коммутаторов на рынке немало. Наиболее распространен в использовании коммутатор D Link и коммутатор Cisco, что, впрочем, не мешает отдавать предпочтение и другим, менее популярным, но более технически совершенным моделям.

Чем отличается коммутатор от маршрутизатора и свича

Чтобы определить, чем маршрутизатор от коммутатора разнится на техническом уровне, следует кратко рассмотреть основные функции обоих устройств. Также мы упомянем, чем отличается коммутатор от модема.

Обычный маршрутизатор или роутер сам определяет IP-адрес на этапе анализа пакета данных. Тут стоит обозначить главный нюанс – чем отличается коммутатор от свича. Современный свитч работает только с МАС-адресами. Поэтому роутер можно рассматривать как некий компьютер, без монитора и видеокарты, но со своей оперативной памятью, настроенной под свои задачи. Свич же обладает более ограниченными функциями, заточенными строго под определенные запросы.

Далее, любой свич функционирует на канальном уровне модели OSI и не подключается к Интернету, в то время как маршрутизатор работает на сетевом уровне и всегда подключен в Интернету. Аналогичная схема работает при сравнении коммутаторов и модемов, поскольку последние обеспечивают выход в Интернет и всегда к нему подключены во время работы.

Таким образом, выбирать то или иное устройство следует, исходя из технических протребностей. Если необходимо просто объединить несколько ПК или других сетевых устройств между собой, вам подойдет коммутатор. Если же есть потребность подключить все ПК к Интернету, правильным выбором станет маршрутизатор. Коммутаторы полезнее для корпоративных нужд, в рамках обслуживания внутренней локальной сети, маршрутизаторы – для дома или сложных многоуровневых корпоративных сетей с подключением к глобальной сети.

Дополнительная информация о коммутаторах

• Cравнение коммутаторов в разных ценовых диапазонах – EServer
• Какой коммутатор лучше выбрать – EServer
• Подключение и настройка коммутатора – EServer
• Совет: Как выбрать коммутатор – EServer
• Что такое VLAN: логика, технология и настройка. Реализация VLAN в устройствах CISCO – EServer
• Расшифровка характеристик коммутаторов – EServer
• Чем отличаются коммутаторы L2, L2+ и L3? Особенности свитчей – EServer

Что такое коммутатор?

15 Марта 2023

При создании компьютерных систем в офисах возникает проблема координации и взаимосвязи большого количества ноутбуков, компьютеров, МФУ и других устройств. Решить эту проблему помогают четко структурированные локальные Ethernet-сети, базирующиеся на использовании специальных устройств — сетевых коммутаторов.

Что такое коммутатор, он же свитч?

Сетевой коммутатор, он же свитч (от англ. switch — переключатель) – это устройство, при помощи которого в границах одного или нескольких сегментов компьютерной сети ее узлы соединяются и могут выполнять обмен данными.

Коммутатор как основной элемент построения сети

Стоит различать сетевой коммутатор и концентратор (хаб). Несмотря на то, что оба этих устройства выполняют одну и ту же функцию, коммутатор направляет данные строго по адресу, тогда как хаб использует широковещательную передачу данных, из-за чего работа сети замедляется, и в ней появляются ошибки.

Наиболее востребованы коммутаторы в случаях подключения к Ethernet значительного числа пользователей в офисах, формирования систем видеонаблюдения с несколькими камерами, «привязанными» к одному компьютеру, организации сетевого подключения с повышенными требованиями к скорости и безотказности, подсоединения датчиков техпроцессов к контрольным пультам на производствах.

Принцип работы

Принцип работы коммутатора

Чтобы понять принцип работы сетевого коммутатора, важно знать концепцию пакета. Пакет представляет собой небольшую часть данных, отправленных с одного устройства на другое (как правило, объемом 64 КБ). Каждому пакету присваивается фрейм (кадр), содержащий его идентификационные данные — физические (аппаратные) адреса отправителя и получателя (МАС), что дает возможность уточнить, какое устройство (хост) отправляет фрейм и какому устройству следует принять пакет и выполнить его обработку.

В ассоциативной памяти свитча оформляется таблица коммутации, в которой МАС-адрес каждого узла привязан к заданному порту коммутатора. Когда коммутатор включается в первый раз, он начинает функционировать в обчающемся режиме, то есть отсылает все данные, приходящие на один порт, к другим. При этом он начинает проводить анализ фреймов, и записывает на небольшой период в таблицу выявленный MAC-адрес устройства-отправителя.

В дальнейшем, если на какой-либо из портов свитча придет фрейм для хоста с МАС-адресом, занесенным в таблицу, то он будет направлен точно через указанный порт. Если MAC-адрес хоста-получателя не присоединен к конкретному порту коммутатора, то фрейм отправится на все порты, исключая тот, с которого он пришел. Со временем в коммутационную таблицу вносятся все активные МАС-адреса, благодаря чему трафик становится локализованным, задержки пересылки уменьшаются, а скорость по каждому порту возрастает.

Разнообразие коммутаторов (свитчей)

Коммутаторы классифицируются на виды по своим ключевым характеристикам — управляемости, эталонной модели сетевых коммуникаций (Open System Interconnect), типам коммутации, пропускной способности отдельного порта.

По управляемости коммутаторы группируются на:

• управляемые – с поддержкой пользовательского управления через собственный сетевой интерфейс. Лучше всего они подходят для крупных компаний;
• неуправляемые – работающие в автоматическом режиме без пользовательского управления и вмешательства в работу и настройки. У таких коммутаторов есть один недостаток — при увеличении числа подключений ограничивается пропускная способность устройства. Поэтому неуправляемые коммутаторы лучше всего использовать в сетях с малым числом узлов.

В соответствии с Open System Interconnect (OSI) коммутаторы относятся к:

• 2-му (канальному) уровню – разработанные для применения исключительно в одном сегменте локальной сети и связанные только с MAC-адресами;
• 3-му (сетевому) уровню – способные поддерживать сетевые протоколы IPv4, IPv6, IPX, PPTP, PPPoE, VPN и тем самым расширять возможности подключения;
• 4-му (транспортному) уровню – способные автоматически выполнять анализ передаваемых данных, распознавать IP-адреса, протоколы TCP/UDP и прочие параметры. Коммутаторы 4-го уровня обладают максимальной производительностью и мощностью.

По технологии коммутации свитчи относятся к типам:

• Store-and-Forward – принятый фрейм приходит целиком, проверяется на наличие ошибок и направляется к принимающему устройству.
• Cut-through – выполняется сквозная передача данных, то есть считывается только адрес назначения, а файл не проверяется на ошибки. Скорость такой передачи значительно выше.
• Fragment-free – по такому типу работы адрес считывается полностью, а фрейм проверяется только частично — 64 байта.

Ширина пропускания каждого порта группирует коммутаторы на симметричные — с шириной полосы пропускания, одинаковой для всех портов (например, 100Mbps или 1Gbps) и асимметричные — в таких моделях имеется несколько портов с различной пропускной способностью.

Как выбрать коммутатор

К основным критериям выбора коммутаторов относятся:

• базовая скорость передачи. В технических характеристиках коммутаторов указываются несколько показателей скорости (например, 10/20/100/200/1000/2000 Мбит/сек) Выбирая свитч, следует ориентироваться на максимальный показатель для этого устройства, а также учитывать специфику оснащения и функционирования сети, в которую этот свитч будет интегрирован;
• количество портов — при подборе коммутатора важно помнить, что к нему будут подключаться не только имеющиеся устройства, но и те, которые будут встроены в сеть в перспективе.
  Так, для офисных сетей стоит приобретать коммутаторы с количеством портов от 15 до 48;
• исполнение. Коммутаторы выпускаются в настольном, настенном и стоечном виде, и на подбор по этому критерию будут влиять масштабы и сложность Ethernet;
• поддержка PoE — эта функция коммутатора потребуется в ситуациях, когда нужно запитывать устройства (например, IP-камеры в составе локальной сети) через витую пару.
• наличие портов SFP, которые позволяют соединить свитч с другим коммутатором или более высокоуровневым устройством или выполнить нестандартное подключение. Для этой цели в SFP-порты вставляются специальные модули;
• функция энергосбережения, реализованная за счет выявления неактивных портов и их перевода в спящий режим;
• поддержка VLAN, которая позволит сегментировать локальную сеть на участки с логически разграниченным доступом для разных пользователей или отделов;
• функция сегментации трафика, позволяющая настроить порты или группы портов с полной изоляцией друг от друга, но так, чтобы доступ к серверу для них сохранялся.

Помимо этого, при выборе свитча следует учитывать, насколько высоким будет уровень его устойчивости к DDoS-атакам на локальную сеть.

Интересные коммутаторы

Среди представленных на рынке коммутаторов особый интерес для развертывания качественных локальных сетей и для ЦОД представляют следующие модели:

• Arista DCS-7050SX-64-R – управляемый коммутатор третьего уровня (L3), оснащенный 48 портами 10G (SFP+), 4 портами 40G (QSFP+), имеющий пропускную способность до 2,56 Tbps и производительность передачи данных до 1,44 Bpps. Минимальные задержки трафика — от 550 нс. Этот свитч снабжен резервируемыми блоками питания и вентиляторами охлаждения Front-to-Back/ Back-to-Front с возможностью горячей замены. Архитектура у данного коммутатора неблокируема. За счет своих характеристик он отлично масштабируется и считается эталоном для ЦОД;

Arista DCS-7050SX

• BROCADE VDX6740T-56-1-G-F – модель с 48 портами 1000BASE-T и двумя портами 40 GbE QSFP+, причем каждый порт 40GbE может быть разделен на четыре независимых порта 10 GbE SFP +, обеспечивая дополнительные восемь портов 10 GbE SFP + для восходящей линии связи. Данный коммутатор имеет полосу пропускания 1,28 Tbps и производительность 960 Mpps. Задержки коммутации трафика — 850 нс. С помощью представленной модели благодаря технологии Virtual Cluster Switching (VCS) можно создать распределенную Ethernet фабрику (Ethernet fabric) и упростить архитектуру локальной сети;

BROCADE VDX6740T

• JUNIPER EX4200-48P POE – коммутатор с 48 портами 10/100/1000BASE-T RJ-45 с возможностью развертывания гибких восходящих каналов Gigabit Ethernet (GbE) и 10-Gigabit Ethernet (10 GbE). Обладает пропускной способностью 136 Gbps (264 Gbps) и производительностью 101 Mpps. Бюджет POE составляет 740 Вт. Технология виртуального шасси Juniper Networks предусматривает последовательную модульную реализацию функций программного обеспечения JUNOS control plane, плавное переключение двухканальных маршрутизаторов (GRES), управление через единый интерфейс, простое централизованное обновление программного обеспечения, масштабирование от 24 до 480 портов с возможностью подключения до 20 каналов 10 GbE.
  Встроенный механизм пересылки пакетов основан на интегральной схеме (ASIC) на базе EX-PFE. Интегрированный механизм маршрутизации (RE) обеспечивает все функциональные возможности управления.

JUNIPER EX4200-48P

Отличие коммутатора от маршрутизатора

Маршрутизаторы (роутеры), как и коммутаторы, применяются в построении локальных сетей, но решают иные задачи: они работают сразу с несколькими сетями разнообразных архитектур, распределяя трафик между устройствами, и обеспечивают подключение к интернету.

Основные отличия коммутаторов и маршрутизаторов – это:

• необходимость в проводном подключении для свитчей. Роутеры чаще всего работают по Wi-Fi;
• оснащение маршрутизаторов не только LAN, но и WAN-портами для подключения к Internet;
• высокий уровень OSI — роутеры относятся к третьему (сетевому) уровню и работают не с МАС, а с IP-адресами. В роутерах создаются более сложные, по сравнению с коммутационными, таблицы маршрутизации, в которые заносятся адреса, маски сети назначения, шлюзы, интерфейсы и метрики всех устройств сети, включая другие маршрутизаторы.

Кроме того, маршрутизаторы имеют более сложную систему настроек, позволяющую установить фильтры сайтов, жестко ограничить использование трафика, подключаться к VPN.

Несмотря на такую серьезную разницу в функционале, коммутаторы по-прежнему пользуются спросом, особенно в небольших офисах, благодаря своей ценовой доступности.

Наша компания предлагает купить недорогие б/у коммутаторы самых востребованных и функциональных моделей. Ознакомиться с ассортиментом этих устройств можно в разделе «Сетевое оборудование» нашего сайта.

Что такое коммутатор? — Определение из Techopedia

Что означает переключатель?

Коммутатор в контексте сети — это высокоскоростное устройство, которое получает входящие пакеты данных и перенаправляет их к месту назначения в локальной сети (LAN).

Объявления

Коммутатор локальной сети работает на канальном уровне (уровень 2) или на сетевом уровне модели OSI и поэтому может поддерживать все типы пакетных протоколов. Коммутатор уровня 2 также иногда называют мостом: его функция заключается в отправке кадров, содержащих пакеты данных, между узлами или сегментами сети.

По сути, коммутаторы — это регулировщики простой локальной сети. Переключение устанавливает траекторию кадров как единиц данных и то, как данные перемещаются из одной области сети в другую.

Напротив, маршрутизация происходит на уровне 3, где данные передаются между сетями или из одной сети в другую.

Techopedia объясняет коммутатор

Коммутатор в локальной сети на основе Ethernet считывает входящие пакеты/кадры данных TCP/IP, содержащие информацию о пункте назначения, когда они проходят через один или несколько входных портов. Информация о пункте назначения в пакетах используется для определения того, какие выходные порты будут использоваться для отправки данных в предполагаемое место назначения. Опять же, следует помнить, что коммутатор работает на уровне канала передачи данных, уровне 2, отправляя кадр, содержащий один пакет данных.

Коммутаторы похожи на концентраторы, только умнее. Концентратор просто соединяет все узлы в сети — без переключения связь происходит бессистемно, когда любое устройство пытается установить связь в любой момент времени, что приводит к многочисленным коллизиям. Коммутатор, с другой стороны, создает электронный туннель между исходным и конечным портами на долю секунды, в который не может проникнуть никакой другой трафик. Это приводит к общению без коллизий.

Коммутаторы также похожи на маршрутизаторы, но у маршрутизатора есть дополнительная возможность пересылать пакеты между разными сетями, в то время как коммутатор ограничен обменом данными между узлами в одной и той же сети. Другие виды деятельности происходят на последовательных уровнях модели OSI: на уровне 4 (транспортный уровень), уровне 5 (сеансовый уровень), уровне 6 (уровень представления) и уровне 7 (уровень приложений), управляющих уровнем. ближе всего к конечному пользователю.

Как и другие аспекты работы в сети в модели OSI, коммутация развивалась благодаря появлению виртуализации и логических достижений в области сетей. Например, теперь аппаратные компоненты, будь то мосты, коммутаторы, маршрутизаторы или другое оборудование, разделены на виртуальные машины (ВМ), а не состоят из отдельных аппаратных единиц «на голом железе».

Развитие виртуальной локальной сети или виртуальной локальной сети означает, что пакеты/кадры могут перемещаться между узлами в рамках нескольких настроек локальной сети, где трафик логически блокируется в соответствии с его заданным обозначением локальной сети. Такие ресурсы, как ЦП и ОЗУ, распределяются виртуальными системными администраторами.

Несмотря на то, что виртуализация сделала системы гораздо более универсальными, такие проблемы, как разрастание виртуальных машин, могут возникнуть, если системы не организованы должным образом. Таким образом, коммутатор или мост уровня 2 выполняет свою назначенную функцию, обеспечивая согласованность и прозрачность сетевой активности.

[Основные компьютеры — от новичка до эксперта за одну неделю с помощью этого краткого курса от Udemy]

Рекламные объявления

Что такое сетевой коммутатор?

Что такое сетевой коммутатор?

Сетевой коммутатор — это оборудование, которое позволяет двум или более ИТ-устройствам, таким как компьютеры, взаимодействовать друг с другом. Соединение нескольких ИТ-устройств вместе создает коммуникационную сеть. Вычислительные ресурсы, печать, сервер, файловое хранилище, доступ в Интернет и другие ИТ-ресурсы могут совместно использоваться по сети.

ИТ-устройства взаимодействуют, обмениваясь «пакетами» данных по сети. Базовые коммутаторы пересылают пакеты с одного устройства на другое, в то время как более сложные операции (например, определение того, разрешено ли пакету достигать места назначения) традиционно относятся к области других типов сетевых устройств.

Коммутаторы могут иметь форму выделенного устройства или быть компонентом другого оборудования, такого как сетевые маршрутизаторы и точки беспроводного доступа (AP), которые выполняют операции с пакетами данных. Базовая технология коммутации существует уже несколько десятилетий и является одним из фундаментальных строительных блоков всех современных ИТ-сетей, включая Интернет.

 

Какие проблемы решают коммутаторы?

Сетевой коммутатор соединяет пользователей, приложения и оборудование по сети, чтобы они могли общаться друг с другом и совместно использовать ресурсы. Простейшие сетевые коммутаторы обеспечивают подключение исключительно к устройствам в одной локальной сети (LAN). Более продвинутые коммутаторы могут подключать устройства из нескольких локальных сетей и могут даже включать базовые функции защиты данных.

В более продвинутых коммутаторах функции, выходящие за рамки простого взаимодействия с локальной сетью, часто представляют собой подмножество функций, обычно используемых в других сетевых устройствах, таких как маршрутизаторы и брандмауэры. Несмотря на расширенные возможности этих коммутаторов, их по-прежнему называют «коммутаторами», поскольку их основной целью является подключение устройств друг к другу в рамках ИТ-сети.

Важная роль расширенного коммутатора — возможность создавать «виртуальные сети». Виртуальные сети изолируют группы сетевых систем друг от друга на основе конфигураций, предоставляемых сетевыми администраторами. Эта возможность позволяет подключать большое количество систем к одной физической сети, надежно отделяя определенные системы от остальных. Типы виртуальных сетей включают в себя виртуальные частные сети (VPN), виртуальные локальные сети (VLAN) и виртуальные расширяемые локальные сети Ethernet VPN (EVPN-VXLAN), которые регулярно используются в сетях среднего и крупного размера. EVPN-VXLAN — это все более распространенная реализация сегментации сети в современных корпоративных сетях.

Сетевые коммутаторы бывают разных скоростей, возможностей и размеров. Они могут поддерживать от трех до тысяч устройств. Несколько сетевых коммутаторов могут быть соединены вместе для поддержки большего количества устройств. Подробная информация о том, как эти коммутаторы подключены, называется «сетевой топологией».

Современная топология «листья позвоночника», использующая высокоскоростные коммутаторы с высокой плотностью портов, может легко соединить десятки тысяч устройств в единую физическую сеть. В сети центров обработки данных с конечными узлами конечные коммутаторы агрегируют трафик с серверов и подключаются непосредственно к конечным коммутаторам, которые соединяют все конечные коммутаторы в полносвязной топологии. Эти большие сети обычно сегментируются на большое количество виртуальных сетей с использованием EVPN-VXLAN, а конечные коммутаторы обеспечивают доступ (и маршрутизацию) к различным сегментам сети.

Этот тип сети распространен в центрах обработки данных, совместно используемых многими клиентами (так называемые «мультитенантные» центры обработки данных), а также в центрах, используемых государственными органами и крупными предприятиями.

 

Как работает переключатель?

Способ, которым сетевой коммутатор обеспечивает связь между устройствами, заключается в том, что все подключенные системы, включая сам коммутатор, следуют стандартному набору протоколов связи. Эти стандарты определяются и поддерживаются международными организациями по стандартизации, такими как Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE) и Инженерная рабочая группа Интернета (IETF).

Существует три основных способа подключения устройств к сети: радио (например, Wi-Fi), электрический (например, RJ-45 Ethernet) и оптика на основе света. В каждом методе подключения используются различные средства физического сетевого взаимодействия — радиочастотный спектр, медные и оптоволоконные кабели соответственно, — по которым ИТ-устройства обмениваются данными, отправляя друг другу потоки 1 и 0.

Сетевые стандарты позволяют интерпретировать эти потоки 1 и 0 в пакеты. Пакеты содержат заголовок и полезную нагрузку. Заголовки пакетов содержат такую ​​информацию, как исходный и конечный адреса устройств, участвующих в этой связи. Полезные нагрузки содержат данные, которыми сетевые устройства фактически пытаются обмениваться. Каждое устройство в сети имеет один или несколько адресов, по которым могут быть адресованы пакеты.

Группы пакетов, которыми обмениваются два или более адресов, называются «потоками данных». Потоки данных примерно эквивалентны индивидуальным разговорам между сетевыми устройствами. Коммутатор считывает адреса из заголовков пакетов и затем пересылает пакеты к месту назначения.

Коммутаторы поддерживают записи, называемые таблицами поиска (LUT). LUT содержат список адресов, к которым можно получить доступ, используя определенные порты коммутатора. Некоторые коммутаторы, а также все маршрутизаторы можно настроить с помощью «маршрутов». Маршруты — это тип LUT, который предписывает коммутаторам отправлять все пакеты с определенными пунктами назначения промежуточному коммутатору или маршрутизатору. Использование маршрутов позволяет коммутаторам отправлять пакеты на устройства, для которых у коммутатора нет адресной информации.

Например, давайте рассмотрим, как смартфон может использовать домашнюю сеть Wi-Fi для доступа к веб-странице. Смартфон подключается через Wi-Fi к точке доступа. Точка доступа имеет встроенный коммутатор RJ-45/Ethernet, который подключен к интернет-маршрутизатору.

Пакет данных выходит из радиомодуля смартфона и принимается точкой доступа. Точка доступа читает пакет данных и определяет, что ей неизвестно, где находится адрес назначения в заголовке этого пакета. Коммутатор в точке доступа настроен на отправку всех пакетов с неизвестными ему адресами назначения на интернет-маршрутизатор, поэтому он отправляет копию этого пакета данных через встроенный коммутатор в сторону маршрутизатора.

Отсюда пакет данных начинает свое путешествие через Интернет. От маршрутизатора к маршрутизатору и через неизвестное количество коммутаторов между ними этот пакет данных в конечном итоге достигнет веб-сервера. Веб-сервер будет отвечать тем же, отправляя пакеты данных обратно по интернет-тракту к исходному интернет-маршрутизатору, встроенному в точку доступа коммутатору и, в конечном итоге, к смартфону.

Этот обмен пакетами создает поток данных между смартфоном и веб-сервером. Связь возможна, потому что каждое из десятков (если не сотен) различных аппаратных устройств и связанного с ними программного обеспечения между источником и получателем соответствует стандартам, которые определялись и поддерживались десятилетиями.

 

Как Juniper реализует сетевые коммутаторы

Juniper предлагает множество коммутаторов с различными характеристиками для различных центров обработки данных, кампусных коммутационных сетей и сетей интернет-провайдеров (ISP). Коммутаторы Juniper обладают расширенными возможностями и доказали свою способность масштабироваться для работы в крупнейших сетях мира. Коммутаторы Juniper, маршрутизаторы, брандмауэры и другие сетевые устройства лежат в основе многих критически важных сетей, лежащих в основе современного Интернета.

Коммутаторы Juniper обеспечивают малую задержку и расширенные функции, такие как поддержка программно-определяемой глобальной сети (SD-WAN). Они могут направлять пакеты как на уровень 2 (Ethernet), так и на уровень 3 (IP). В контексте коммутации уровень 2 относится к пересылке пакетов данных на определенный порт коммутатора на основе так называемого адреса управления доступом к среде (MAC), а уровень 3 относится к пересылке пакетов данных на основе IP-адреса. Назначение каждого пакета вычисляется с использованием LUT, таких как таблицы маршрутизации протокола разрешения адресов (ARP).

Коммутаторы и маршрутизаторы Juniper поддерживаются технологией Mist AI™, которая использует комбинацию искусственного интеллекта (ИИ), машинного обучения и методов обработки данных для оптимизации операций в нескольких сетевых доменах. Сетевыми коммутаторами Juniper и другими устройствами можно управлять несколькими способами, в зависимости от ваших потребностей, в том числе:

• Juniper Mist Cloud, который предлагает единый портал, аналитические данные и автоматизацию на основе ИИ
• Сетевое программное обеспечение Juniper Apstra на основе намерений
• Питон
• Марионетка
• Доступный
• Автоматическая подготовка (ZTP)

Сетевые устройства Juniper используют ОС Junos, чтобы предлагать расширенные сетевые функции, такие как:

• EVPN-VXLAN
• Дополнительные пути BGP (BGP-AP)
• Многопротокольная коммутация по меткам (MPLS)
• VPN уровня 3
• ВЛС
• Пограничный поставщик IPv6 (6PE)
• Облачная оптимизация

Некоторые коммутаторы Juniper являются модульными, т. е. состоят из корпуса и ряда дополнительных плат. Эти дополнительные карты допускают различное количество и скорость портов сетевого интерфейса и несколько типов подключений к глобальной сети. Они также могут содержать дополнительные карты обработки, предлагающие расширенные функции. В зависимости от функциональности и количества портов подключения коммутаторы Juniper могут иметь форм-факторы от 1 U до 16 U.

Высокопроизводительные коммутаторы Juniper могут поддерживать скорость до 1080 Гбит/с и отслеживать до 1 миллиона подключений по MAC-адресам. Эти типы коммутаторов оптимальны для крупных центров обработки данных, филиалов с повышенными требованиями к сети и развертывания в кампусе.

В крупных корпоративных средах и центрах обработки данных обычно несколько коммутаторов объединяются в сетевую структуру, которая устойчива к потере любого отдельного коммутатора. Точно так же в этих средах обычно используется агрегация каналов для объединения нескольких физических сетевых подключений в одно высокодоступное логическое соединение. Juniper рекомендует развертывать коммутаторы в фабрике EVPN-VXLAN с использованием групп агрегирования идентификаторов коммутаторов Ethernet (ESI-LAG), которые позволяют одноранговым клиентским устройствам формировать интерфейсы прямой логической связи друг с другом, когда требуются соединения с высокой доступностью. Коммутаторы Juniper также поддерживают LAG с несколькими шасси (MC-LAG) и конфигурации виртуального шасси для резервирования, хотя они больше не рекомендуются.

Часто задаваемые вопросы о сетевых коммутаторах

Для чего используются сетевые коммутаторы?

Сетевой коммутатор позволяет двум или более ИТ-устройствам взаимодействовать друг с другом. Помимо подключения к конечным устройствам, таким как ПК и принтеры, коммутаторы могут быть подключены к другим коммутаторам, маршрутизаторам и брандмауэрам, каждый из которых может обеспечивать подключение к дополнительным устройствам. Сетевые коммутаторы также могут поддерживать виртуальные сети, позволяя большим сетям взаимосвязанных устройств обмениваться данными, отделяя одни группы устройств от других в целях безопасности, не требуя отдельных дорогостоящих физических сетей.

В чем разница между коммутатором и маршрутизатором?

Практическая разница между коммутатором и маршрутизатором заключается в том, что вы подключаете к каждому из них. Коммутаторы продаются для подключения многих устройств, таких как серверы, ПК и принтеры. Маршрутизаторы все больше специализируются на маршрутизации пакетов между физическими узлами, а также в Интернет и из Интернета в масштабах от небольших домашних сетей до крупнейших центров обработки данных в мире.

Когда вы покупаете коммутатор, вы обычно обращаете внимание на количество поддерживаемых портов, скорость этих портов и тип виртуальной сети, которую поддерживает коммутатор. Многие коммутаторы также имеют базовые возможности маршрутизации; маршрутизаторы могут маршрутизировать гораздо большее количество пакетов, чем коммутаторы, и все чаще поддерживают дополнительные возможности, такие как безопасность данных.

Традиционно разница между коммутатором и маршрутизатором заключалась в том, что коммутаторы могли пересылать пакеты только на основе MAC-адресов уровня 2, в то время как маршрутизатор мог маршрутизировать пакеты на основе адресов уровня 3, таких как IP. На практике это означало, что коммутаторы соединяли вместе одну локальную сеть, а маршрутизаторы соединяли несколько локальных сетей, несколько физических местоположений и/или предлагали подключение к Интернету. Это изменилось.

В контексте современных сетей разница между коммутатором и маршрутизатором в основном заключается в основном назначении устройства. Современные передовые коммутаторы поддерживают виртуальные сети и могут маршрутизировать пакеты между различными виртуальными и физическими локальными сетями. Это означает, что современные коммутаторы могут маршрутизировать пакеты на основе адресов как уровня 2, так и уровня 3, как и маршрутизаторы.

Каковы преимущества развертывания коммутатора?

Коммутаторы позволяют безопасно масштабировать сети. Коммутаторы большего размера имеют размер, программирование безопасности, скорость и характеристики маршрутизации для управления до 1 миллиона MAC-адресов. При объединении в сетевую структуру целые кампусы могут быть объединены в единую сеть, как и крупномасштабные центры обработки данных, которые измеряют свою вычислительную мощность не количеством содержащихся в них серверов, а количеством акров, которые они занимают.

Современные передовые коммутаторы с поддержкой таких функций, как EVPN-VXLAN, обеспечивают работу этих крупномасштабных сетей кампусов и центров обработки данных. В сочетании с маршрутизаторами и брандмауэрами они могут интегрировать возможности искусственного интеллекта, машинного обучения и автоматизации с облачным управлением, чтобы упростить управление даже сетями, работающими в экстремальных масштабах.

Каковы основные функции сетевого коммутатора?

Коммутаторы выполняют три основные задачи. Они узнают MAC-адреса, пересылают пакеты данных и защищают эти пакеты. Коммутаторы изучают и сохраняют MAC-адреса в так называемой таблице Content Addressable Memory (CAM) — типе LUT. Некоторые коммутаторы могут пересылать данные через сетевые оверлеи уровня 3, используя параметры IP-адреса. Наконец, они обеспечивают безопасность пакетов данных, используя виртуальные частные сети, брандмауэры и улучшенное шифрование, встроенное в программу.

Как коммутаторы Juniper улучшают работу сети?

Коммутаторы Juniper делают возможным сам Интернет.