Сетевой коммутатор: что это, как подключить, для чего нужен в квартире такой свитч
- Компьютерный магазин
- Блог
- Коммутаторы (switches)
- Сетевой коммутатор: что это, как подключить, для чего нужен в квартире такой свитч
Автор статьи: Сергей Коваль ([email protected])
Опубликовано: 2 декабря 2022 Количество цифровой техники постоянно возрастает. На этом фоне остро встает вопрос, как все подключить к скоростной сети передачи данных. Решить такую проблему позволяет коммутатор.Особенности коммутаторов
Основное назначение коммутатора – это объединение всех устройств и приборов в локальную сеть. Выглядит в форме небольшой прямоугольной коробки с различным количеством разъемов для подсоединения кабеля. Само-же количество портов варьируется от 5 до 54. Стандартно применяется витая пара, реже оптоволокно. Основной разъем RJ45, иногда бывает SFP и прожество его разновидностей. Альтернативное название коммутатора — switch или сетевой хаб.
Когда требуется коммутатор
Практически в любой квартире присутствует роутер, через который осуществляется раздача интернета по воздуху. Иногда этого достаточно, все потребности в доме закрываются обычным WI-Fi. Однако такое подключение капризное, часто происходят сбои. Приходится перегружать роутер. Это создает массу неудобств. Кабельное подключение надежнее и гарантированно поддерживает высокую скорость передачи данных.
У роутера есть несколько разъемов для LAN подключения, но тут возникает другая проблема. Обычно маршрутизатор располагается в центре дома или квартиры, чтобы обеспечить наибольшую зону покрытия. Потребуются длинные кабеля, которые будут создавать массу неудобств.
Работа с применением коммутатора позволяет исключить все проблемы с обеспечением комфортного подключения к сети – ПК, ноутбука, телевизора, схд, игровой приставки. Роутер с помощью 1 линии обеспечивает безопасную передачу данных на коммутатор.
Он уже согласно перечню MAC-адресов осуществляет передачу информации определенному устройству.Модификации коммутаторов
Выделяется несколько основных разновидностей коммутаторов:
- управляемые;
- неуправляемые.
Неуправляемые модели выступают исключительно в качестве разветвителя. Подходят для домашней сети или небольшой офисной. Подключение осуществляется в произвольном формате так как все порты равнозначны.
Управляемые модели выделяются широкими функциональными возможностями и гибкими настройками. Применяются для обустройства крупных сетей с огромным количеством всевозможных устройств. Для домашних целей такой оборудование и дорогое и избыточное. Функционально управляемые коммутаторы 3 уровня это тот-же самый роутер без wi-fi, но с куда более тонкими настройками правил.
Функции и характеристики коммутаторов
Если планируете покупку такого устройства, потребуется определиться со следующими параметрами:
- количество разъемов;
- скорость передачи данных;
- поддержка PoE;
- производитель;
- дополнительные функции и опции.
Детально разберемся с каждой характеристикой, чтобы сделать максимально точный выбор.
Количество портов
Один разъем допускает подсоединение одного прибора. Самые компактные модели коммутаторов обладают 5 разъемами. Однако по факту использовать можно только четыре, один порт идет, как Uplink — то есть соединяется с более высоким в иерархии сети устройством. Максимум 54 порта с подключением 50 устройств, но такие устройства применяются для масштабных сетей на различных предприятиях и в крупных офисах. Различие между количеством портов и подключенных “абонентов” обуславливается наличием портов управления и комбинированных портов — они позволяют использовать оптику либо медь, но только что-то одно.
Скорость
Данный параметр определяет возможность коммутатора, его производительность. По этому показателю подавляющие большинство коммутаторов делятся на три основные группы – 10/100 Мб/с, 10/100/1000 Мб/с и 1/10Гб/с. Здесь все предельно просто. Большинство домашних подключений к интернету и сетей ограничиваются скоростью 100 Мб/с.
Для скорости 1 Гб/с нужен соответствующий роутер и провайдер, который обеспечивает высокую передачу данных. Хотя такой вариант актуален для сетевого хранилища данных. В этом случае будет обеспечена быстрая передача информации между ПК в сети.
Для предприятий, крупных офисов, конструкторских и дизайнерских бюро уже востребованы скорости в 10Гб/с, хотя последнее время такие решения стали появляться даже для домашнего использования. Например Asus XG-U2008 или ZyXEL XGS1250-12.
Еще можно выделить коммутаторы со скоростями 2,5Гб/с и 5Гб/с — они появились как доступный класс устройств, когда требуются скорости выше 1Гб/с, но бюджет не позволяет развернуть 10Гб сеть. Ничего сложного в таких коммутаторах нет, так как они обратно совместимы с форматами 100/1000Мб. То есть даже если у вас всего 1 устройство с сетевой картой 2,5/5Гб, то все остальные будут работать на скоростях 100/1000Мб/с. Это-же правило касается и 10Гб решений — они могут обеспечивать связью устройства на скоростях и 1Гб/с и 100Мб/с притом для каждого порта скорость определится автоматически максимально-доступная.
Производители
На рынке не только модели известных брендов. Это нужно обязательно учитывать. Внимательно изучать каждый доступный вариант. Особенно это касается бюджетной категории. Здесь множество низкокачественных моделей, которые и близко не соответствуют заявленным параметрам. Предпочтение отдаем устройствам от ведущих производителей.
Поддержка PoE
Коммутаторы с опцией PoE умеют одновременно передавать данные и энергию. Такое сочетание требуется для подключения видеонаблюдения, точек доступа и обустройства других подобных систем.
Энергосбережение
Дополнительная опция к предыдущей функции. Модели, обладающие режимом энергосбережения, следят за всеми подсоединенными устройствами. Порты, находящиеся в неактивном состоянии, переводятся в спящий режим с полной остановкой подачи энергии.
Стекирование
Такая опция позволяет одновременно объединять несколько коммутаторов в единую сеть с общим управлением и правилами. Это довольно удобно, если для крупной корпоративной сети.
Как происходит подключение
Домашний коммутатор сможет подключить абсолютно каждый человек. Ничего сложного нет, достаточно следовать инструкциям в паспорте. На выбор сейчас доступны настенные и настольные модели. Это позволяет сразу подобрать оптимальный вариант с удобным размещением. Также не забываем для работы такого устройства требуется подключение к электричеству. Соответственно рядом должна быть розетка.
Заключение
Коммутатор – это простое и функциональное устройство. Позволяет одновременно подсоединить несколько устройств к сети. Конечно, можно использовать несколько роутеров, но цена них гораздо выше.
Современные модели коммутаторов обеспечивают не только высокую скорость передачи данных, но и могут применяться для построения умного дома.
В эксплуатации неприхотливые. Настраивать легко, дополнительные функции позволяют по максимуму раскрыть все возможности такого оборудования. Главное выбрать модель с оптимальным количеством портов.- Все посты
- KVM-оборудование (equipment) (2)
- Powerline-адаптеры (2)
- Безопасность (security) (4)
- Беспроводные адаптеры (4)
- Блоки питания (power supply) (12)
- Видеокарты (videocard) (45)
- Видеонаблюдение (CCTV) (6)
- Диски HDD и твердотельные SSD (60)
- Дисковые полки (JBOD) (2)
- Звуковые карты (sound card) (3)
- Инструменты (instruments) (1)
- Источники бесперебойного питания (ИБП, UPS) (26)
- Кабели и патч-корды (5)
- Коммутаторы (switches) (13)
- Компьютерная периферия (computer peripherals) (42)
- Компьютеры (PC) (42)
- Контроллеры (RAID, HBA, Expander) (6)
- Корпусы для ПК (13)
- Материнские платы для ПК (29)
- Многофункциональные устройства (МФУ) (6)
- Модули памяти для ПК, ноутбуков и серверов (17)
- Мониторы (monitor) (38)
- Моноблоки (All-in-one PC) (8)
- Настольные системы хранения данных (NAS) (2)
- Ноутбуки (notebook, laptop) (34)
- Общая справка (48)
- Охлаждение (cooling) (18)
- Планшеты (tablets) (3)
- Плоттеры (plotter) (1)
- Принтеры (printer) (6)
- Программное обеспечение (software) (41)
- Программное обеспечение для корпоративного потребителя (15)
- Проекторы (projector) (2)
- Процессоры для ПК и серверов (48)
- Рабочие станции (workstation) (5)
- Распределение питания (PDU) (1)
- Расходные материалы для оргтехники (1)
- Расширители Wi-Fi (повторители, репиторы) (3)
- Роутеры (маршрутизаторы) (15)
- Серверы и серверное оборудование (44)
- Сетевые карты (network card) (4)
- Сетевые фильтры (surge protector) (2)
- Системы хранения (NAS) (2)
- Сканеры (scanner) (1)
- Телекоммуникационные шкафы и стойки (6)
- Телефония (phone) (4)
- Тонкие клиенты (thin client) (2)
- Трансиверы (trensceiver) (5)
- Умные часы (watch) (1)
функции, принцип работы, устройство свитча
Сложно придумать юмористическое вступление, когда речь в статье идет о коммутаторе. Кажется, что это такая сложная штука, обсуждать которую стоит, периодически поправляя монокль. Но на самом деле все не так страшно, как кажется. Сейчас мы объясним, что такое коммутатор, что такое свитч, дадим описание коммутатора и ответим на все вопросы, которые могут возникнуть о приборе.Содержание
- Определение
- Принцип работы, возможности и функции
- Отличие от концентратора
- Отличие от маршрутизатора
- Разновидности
- Параметры
- Режимы работы
- Область применения
- Какой коммутатор выбрать: топ-8 моделей
Задаетесь вопросом: «коммутатор для чего нужен» и почему постановка этого вопроса звучит так странно? Коммутатор функции и коммутатор принцип работы — выражения витают в воздухе, словно их попросил добавить в текст хитрый специалист из отдела SEO. Хватит это терпеть, как говорил классик. Давайте узнаем про устройство сетевого коммутатора все, что можно.
Определение
Коммутатор — это прибор, который объединяет несколько компьютеров в одну сеть для обмена данными. Подключать можно стационарные ПК, ноутбуки, серверы, сетевые принтеры, камеры, умные приборы и даже другие коммутаторы. Коммутаторы похожи на загадочные штуки из научно-фантастических фильмов 80-х: они мигают разными огоньками, и у них есть множество отверстий для подключения (специалисты называют их LAN-портами). Устройства чаще всего присоединяются за счет витой пары, но иногда используются коаксиальный кабель или оптоволокно.
Если к вам подойдет ваш друг и спросит: «чего это ты про свитчи читаешь?», не спешите возмущаться и спрашивать, про какие такие «свечи» он говорит. Коммутаторы иногда называют «свитчами» (в разговорном — «свич», без буквы «т»). Это модное словечко пришло к нам из английского, где switch — это и есть название коммутатора.
Принцип работы, возможности и функции
Представим, что вы слегка слукавили при устройстве на работу и заявили, что работаете системным администратором с рождения. «Акушер при родах посмотрел и заявил — ну точно будущий специалист по коммутаторам!» — сказали вы на собеседовании. А когда вам принесли эту странную штуку, растерялись и стали озираться по сторонам в поисках помощи. Что же делают странные коммутаторы? Давайте рассмотрим на примере.
У вас есть свитч (не забываем, что это и есть коммутатор, только на заморском языке) на большое количество портов. Перед вами стоит задача объединить в одну сеть пять устройств. Берем витую пару (провод для LAN), подключаем к ПК и ведем его до коммутатора. Подключаем в разъем. Так повторяем со всеми устройствами, которые нужно объединить, чтобы получилась локальная сеть.
Что делает коммутатор?
Коммутатор распределяет пакеты информации по устройствам сети. В его памяти есть таблица с адресами этих устройств (они также называются MAC-адреса). Как только коммутатор получает данные от устройств, он делает отметку, откуда пришла информация, считывая адрес устройства-отправителя.
Далее, если коммутатор новый, то он сначала отправляет пакеты данных всем участникам сети, дожидаясь от них ответа. Как только он понимает, какое именно устройство должно было получить информацию, он записывает все данные в таблицу, что хранится в его памяти, и более не совершает «лишних движений». То есть в будущем он не будет отправлять пакет данных всем подряд, нагружая сеть. Поэтому коммутаторы называют «умными» устройствами, в отличие от концентратора (хаба), о котором мы расскажем далее.
Если вы прочитали все эти умные слова и ничего не поняли, не переживайте. Просто посмотрите на следующий пример. Вы работаете в небольшой компании, у которой есть несколько отделов: кадровики, отдел безопасности, бухгалтеры и юристы. Чтобы они не бегали друг к другу, передавая бумажки и накручивая цифры активности на своих Apple (или не Apple) Watch, компьютеры этих отделов можно объединить в одну локальную компьютерную сеть. Как только умный системный администратор это сделал, вы сможете написать в документе Microsoft Word большими буквами: «Где зарплата?», сохранить файл и положить в папку «Для бухгалтерии», доступ к которой имеют сотрудники этого отдела. Коммутатор не будет отправлять данные о вашем файле и сам файл все участникам сети, нагружая сеть ненужными данными. Коммутатор поймет, что вы отправили этот файл на устройство с определенным адресом. Сотрудники бухгалтерии откроют ваш файл, напишут, что их рабочий день уже кончился, так как они трудятся только до двух, и уйдут домой. Но это, как говорит Леонид Каневский, совсем другая история.
Возможности и функции коммутатора описываются простым предложением — он сделан для того, чтобы объединить в сеть несколько устройств, которые смогут обмениваться данными.
Отличие от концентратора
Ваш друг говорит, что свитч и хаб — это одно и то же? Смело берите деревянную ложку, чтобы щелкнуть товарища по лбу. Хаб (hub), он же концентратор — это как бы предыдущая версия коммутатора. Главное отличие в том, что хаб не слишком умный. Вместо того чтобы записать MAC-адреса устройств в сети и по запросу посылать данные только туда, куда нужно, хаб — как шоколадная фабрика «Россия» — щедрая душа, он отправляет данные всем подряд. Это так называемая широковещательная передача данных. Концентратор использует ее, потому что у него нет функции определения адресата. Это и есть главное отличие концентратора от коммутатора.
Почему это плохо? Прежде всего, беспорядочные связи — не очень хорошо не только для реальной жизни, но и для сетевой активности устройств. Концентратор рассылает данные всем подряд: он не знает конечного адресата, поэтому нагружает сеть. Это может привести к ее замедлению. Кроме того, как только в сети будут появляться новые компьютеры, повысится риск появления различных ошибок передачи данных. Поэтому на сегодня коммутаторы почти вытеснили собой концентраторы. Вот такая она, дикая компьютерная природа.
Отличие от маршрутизатора
Коммутатор — свитч, концентратор — хаб. Вы не поверите, но и у маршрутизатора есть другое название. Его также называют роутером. Вы, даже если не компьютерный эксперт мирового масштаба, наверняка слышали это слово. Маршрутизатор — это мегаустройство по распределению пакета данных. Коммутатор объединяет компьютеры в локальную сеть, а роутер — в мировую.
Коммутатор при передаче данных в сети учитывает только MAC-адреса из своей таблицы и не может передать ваши данные на компьютер, допустим, вашего соседа, если он не подключен к коммутатору. Роутер учитывает внешний IP-адрес (то есть адрес в интернете), анализирует данные, фильтрует, кодирует их и рассылает по мировым сетям при необходимости. Маршрутизатор способен объединять целые сети (например, вашу локальную сеть и мировую сеть интернета), а коммутатор — только несколько компьютеров, подключенных к нему с помощью кабеля.
Коммутатор не способен вывести ПК сети в интернет, а маршрутизатор может это сделать. У маршрутизатора также выше скорость передачи данных.
Разновидности
«Давайте посмотрим, какие бывают коммутаторы в дикой природе», — написали мы эту фразу, изображая голос Николая Дроздова в голове. Бывают коммутаторы управляемые (программируемые) и неуправляемые.
- Управляемые коммутаторы
Это устройства, в которых присутствует система настройки портов. Системный администратор, поправив свой любимый свитер с котиками, может настроить гибкую работу сети. Например, разделить доступ различных отделов к доступной в сети информации. Так, отдел безопасности получит доступ к одним папкам, менеджеры — к другим, а бухгалтерия — к третьим. Кто-то сможет получить доступ к одной информации, а кто-то — не сможет. Управление доступом и является отличительной чертой управляемых (программируемых) коммутаторов.
- Неуправляемые
Такие коммутаторы открывают доступ к информации в единой сети ко всем ее участникам и не позволяют себя настраивать. У таких устройств нет четкого ограничения, и при желании все участники сети могут получить доступ к данным друг друга.
Профессионалы также делят коммутаторы на другие разновидности — по уровням сетевых адресов. Есть коммутаторы 2-го уровня — они работают только с MAC-адресами. Коммутаторы 3-го уровня — работают с IP-адресами различных версий, например, IPv4, IPv6, IPX и IPSec. Такие коммутаторы также работают с протоколами PPTP, PPPoE и VPN, что фактически превращает коммутатор в маршрутизатор. Наконец, есть коммутаторы 4-го уровня, которые также можно по сути считать маршрутизаторами. Ведь такие типы устройств не только объединяют в себе возможности коммутаторов 2- и 3-го уровня, но и позволяют проводить очень гибкую настройку адресации.
Что такое сетевой коммутатор?
Сетевой коммутатор определяется как аппаратный компонент, отвечающий за ретрансляцию данных из компьютерной сети в конечную точку назначения посредством коммутации пакетов, идентификации MAC-адреса и системы многопортового моста. В этой статье объясняется, как работает сетевой коммутатор, его типы и способы применения.
Содержание
- Что такое сетевой коммутатор?
- Как работает сетевой коммутатор?
- Типы сетевых коммутаторов
- 5 основных способов использования сетевого коммутатора
Что такое сетевой коммутатор?
Сетевой коммутатор — это аппаратный компонент, отвечающий за ретрансляцию данных из сетей в конечную точку назначения посредством коммутации пакетов, идентификации MAC-адресов и системы многопортового моста.
Стандартный сетевой коммутатор Cisco | SourceOpens a new window
Сетевой коммутатор подключает и передает пакеты данных к устройствам в локальной сети (LAN) и от них. В отличие от маршрутизатора коммутатор распределяет информацию только на одно устройство, для которого он был разработан, включая какой-либо другой коммутатор, маршрутизатор или компьютер пользователя, а не на несколько устройств в сети.
В настоящее время сети имеют решающее значение для поддержки компаний, предоставления подключенных услуг и обеспечения совместной работы, среди прочего. Поскольку они связывают устройства, которые совместно используют ресурсы, сетевые коммутаторы являются жизненно важным компонентом всех сетей.
Сетевой коммутатор работает на уровне канала передачи данных 2 архитектуры Open Systems Interconnection (OSI). Он принимает пакеты от точек доступа, подключенных к физическим портам, а затем отправляет их только через порты, идущие к целевому устройству.
Они также могут работать там, где маршрутизация происходит на сетевом уровне 3. Коммутаторы являются стандартными компонентами в сетях Ethernet, оптоволоконных каналах, InfiniBand и сетях с асинхронным режимом передачи (ATM), и это лишь некоторые из них. Однако в настоящее время большинство коммутаторов используют Ethernet.
Сетевой коммутатор соединяет сетевые устройства (принтеры, компьютеры и беспроводные устройства/точки доступа) и позволяет пользователям обмениваться пакетами данных. Коммутаторы могут быть как аппаратными, так и программными виртуальными устройствами, управляющими физическими системами. В современных сетевых системах коммутаторы составляют основную часть сетевого оборудования.
Они соединяют настольные ПК, промышленное оборудование, точки беспроводного доступа и специальные устройства Интернета вещей (IoT), включая системы ввода карт для Интернета.
Они соединяют машины в центрах обработки данных, на которых работают виртуальные машины (ВМ), и большинство серверов и устройств хранения. В сетях поставщиков телекоммуникационных услуг они передают огромные объемы данных.
Подробнее: Открывает новое окно Что такое сетевое оборудование? Определение, архитектура, проблемы и передовой опыт
Как работает сетевой коммутатор?
Сетевой коммутатор может работать тремя способами:
- Пограничные коммутаторы, также известные как коммутаторы доступа: Они обрабатывают входящий и исходящий трафик в сети. Пограничные коммутаторы связывают различные устройства, включая персональные компьютеры и точки доступа.
- Коммутаторы агрегации: Коммутаторы для агрегации или распространения расположены на дополнительном промежуточном уровне. Они подключаются к граничным коммутаторам, которые могут передавать трафик от одного коммутатора к другому или до основных коммутаторов.
- Основные коммутаторы: Магистральная сеть состоит из этих коммутаторов. Базовые коммутаторы связывают пограничные коммутаторы или коммутаторы агрегации, пограничные сети устройств или потребителей с сетями в центрах обработки данных, а маршрутизаторы — с локальными сетями организаций.
Как показано ниже, сетевой коммутатор представляет собой многопортовый мост для сетей, работающих на уровне подключения данных модели OSI 2. Он отвечает за передачу данных с использованием адресов управления доступом к среде (MAC). Некоторые коммутаторы могут пересылать данные на сетевой уровень (т. е. уровень 3), поскольку они оснащены функциями маршрутизации. Коммутаторы уровня 3, часто называемые многоуровневыми коммутаторами, являются примерами таких коммутаторов.
Сетевой коммутатор является частью уровня 2 в модели OSI
Когда кадры отправляются на MAC-адрес, не распознаваемый инфраструктурой коммутатора, они передаются на все порты коммутационного домена для доставки назначенному получателю. Насыщение также происходит в кадрах, используемых для широковещательной и многоадресной рассылки. В рамках архитектуры OSI функция лавинной рассылки BUM преобразует коммутатор в канальный уровень или устройство уровня 2. Затопление BUM относится к лавинной рассылке неизвестного одноадресного, широковещательного и многоадресного трафика.
Коммутаторы являются важными компонентами любой сети. Они связывают несколько устройств в одной и той же сети в помещении, таких как ПК, принтеры, точки беспроводного доступа и серверы.
Коммутатор позволяет связанным устройствам передавать данные и взаимодействовать друг с другом. Когда устройства подключены к коммутаторам, они отмечают информацию об управлении доступом к среде (MAC) устройства. Этот адрес представляет собой код, хранящийся в сетевой карте устройства (NIC), которая является частью устройства, которая подключается к коммутатору через кабель Ethernet.
MAC-адрес определяет, какое связанное устройство отправляет исходящие пакеты и адреса, по которым должны быть доставлены входящие пакеты. В отличие от IP-адреса сетевого уровня 3, который может назначаться устройству спорадически и меняться со временем, MAC-адрес используется для постоянной идентификации физического конечного устройства. Когда устройство передает пакет другому устройству, он достигает коммутатора, который сканирует заголовок пакета, чтобы выяснить, что делать дальше.
Проверяет адрес получателя и передает пакет устройствам через соответствующие порты. Многие коммутаторы оснащены полнодуплексными функциями, чтобы свести к минимуму вероятность коллизий сетевого трафика. Это дает пакетам всю полосу пропускания соединения между устройством и коммутатором.
Несмотря на то, что коммутаторы обычно выполняют функции на уровне 2, они могут работать и на уровне 3. Это необходимо для создания виртуальных локальных сетей (VLAN), т. е. логических сетевых сегментов, выходящих за пределы подсетей. Трафик должен проходить между коммутаторами для перемещения из одной подсети в другую, что упрощается благодаря их встроенным возможностям маршрутизации.
Подробнее: Что такое управление сетью? Определение, ключевые компоненты и рекомендации
Типы сетевых коммутаторов
Доступны сетевые коммутаторы различных типов и категорий для различных вариантов использования. К ним относятся:
Типы сетевых коммутаторов
1. Управляемые коммутаторы
Управляемые коммутаторы, которые чаще всего используются в коммерческих и корпоративных условиях, обеспечивают большую емкость и возможности для ИТ-специалистов. Для настройки управляемых коммутаторов используются интерфейсы командной строки. Они позволяют использовать простые агенты протокола управления сетью, которые предоставляют информацию для устранения неполадок в сети.
Администраторы также могут использовать их для создания виртуальных локальных сетей, чтобы разделить локальную сеть на более мелкие части. Управляемые коммутаторы значительно дороже неуправляемых из-за их дополнительных функций.
2. Неуправляемые коммутаторы
Самые простые коммутаторы — это неуправляемые коммутаторы с заданной конфигурацией. Неуправляемый коммутатор просто расширяет Ethernet-соединения локальной сети, обеспечивая дополнительные интернет-соединения с локальными устройствами. Неуправляемые коммутаторы используют MAC-адреса устройств для передачи данных туда и обратно. Обычно они работают по принципу plug-and-play, что означает, что у пользователя есть несколько альтернатив на выбор.
Эти коммутаторы могут иметь конфигурации по умолчанию для таких аспектов, как качество обслуживания, но их нельзя изменить. Неуправляемые коммутаторы относительно дешевы, но плохие возможности делают их непригодными для многих корпоративных приложений.
3. Коммутаторы Power over Ethernet (POE)
Возможности PoE теперь доступны на некоторых сетевых коммутаторах, что делает установку устройств IoT и другого оборудования быстрее, проще и безопаснее. PoE — это метод подачи постоянного тока на маломощные устройства по проводу локальной сети. Для устройств с низким энергопотреблением, подключенных к сетевому коммутатору с поддержкой PoE, больше не требуется источник питания. Когда скрыть соединения невозможно, это позволяет избежать необходимости в дополнительных розетках и делает установку более эффективной. Коммутатор с поддержкой PoE также безопаснее, поскольку выходная мощность невелика и управляется разумно.
4. Коммутаторы локальной вычислительной сети (ЛВС)
Коммутаторы локальной вычислительной сети или коммутаторы локальной вычислительной сети обычно используются для связи мест во внутренней локальной сети компании. Его также называют коммутатором Ethernet или коммутатором данных. Эффективное распределение полосы пропускания предотвращает перекрытие пакетов данных при их перемещении по сети. Прежде чем направить доставленный пакет данных по назначению, коммутатор LAN доставляет его. Эти коммутаторы уменьшают перегрузку сети или узкие места, отправляя пакет данных исключительно тому получателю, которому он предназначен.
5. Интеллектуальные коммутаторы
Управляемые коммутаторы называются интеллектуальными или интеллектуальными коммутаторами, если они имеют характеристики, выходящие за рамки неуправляемого коммутатора, но меньшие, чем у обычного управляемого коммутатора. Поэтому они более совершенны, чем неуправляемые коммутаторы, но дешевле, чем полностью управляемые.
Другие альтернативы, такие как VLAN, могут не предлагать столько функций, сколько полностью управляемые коммутаторы. Однако, поскольку они менее затратны, они могут подойти для небольших сетей с ограниченным бюджетом и меньшими требованиями к функциям.
6. Модульные коммутаторы
Модульные коммутаторы позволяют добавлять модули расширения по мере необходимости, обеспечивая большую гибкость по мере роста сети. Модули расширения для беспроводного подключения, брандмауэры и сетевой анализ — вот некоторые примеры опций расширения для конкретных приложений.
Возможны дополнительные подключения, источники питания и охлаждающие вентиляторы. Однако эти коммутаторы значительно дороже стационарных и часто используются в крупных сетях. В большинстве случаев они также включают возможности уровня 3 (в дополнение к уровню 2), что позволяет им работать в качестве сетевых маршрутизаторов.
Подробнее: Что такое ячеистая сеть? Значение, рабочие типы и приложения в 2022 году
7. Коммутаторы с фиксированной конфигурацией
Коммутаторы с фиксированной конфигурацией имеют фиксированное количество портов и часто не расширяются, что делает их доступными с течением времени. Это самые распространенные переключатели на рынке. Они имеют предопределенное количество портов Ethernet, например, 8 гигабитных портов, 16 портов, 24 порта и 48 портов, среди прочих. Они могут иметь самые разные порты (по скорости и подключению). Однако скорость порта обычно составляет 1 Гбит/с (как минимум), а варианты подключения — либо проводные электрические порты (RJ45), либо оптоволоконные порты.
8. Стекируемые коммутаторы
Стекируемые коммутаторы позволяют оптимизировать вашу сеть, а также повысить ее надежность. С настоящим стекируемым коммутатором эти кластеры коммутаторов функционируют как единый коммутатор, управляемый одним агентом SNMP/RMON, одним доменом, только одним интерфейсом командной строки (CLI) или веб-интерфейсом.
Возможность создавать группы агрегации каналов, охватывающие несколько устройств в стеке, передавать зеркальный трафик от одного компонента к другому в стеке и настраивать качество обслуживания (QoS), охватывающее все устройства, — все это преимущества использования этих типов коммутаторов для подключения. .
9. Коммутаторы третьего уровня
Коммутаторы являются частью уровня 2 модели OSI. Они функционируют на уровне сети передачи данных, и их основная задача заключается в максимально быстрой пересылке кадров Ethernet с одного порта на другой. Поскольку они работают на сетевом уровне модели OSI, эти коммутаторы называются коммутаторами уровня 3. Коммутатор уровня 3 представляет собой гибрид устройств уровней 2 и 3. Их программное обеспечение более сложное, чем традиционные коммутаторы уровня 2, и они могут запускать протоколы динамической маршрутизации.
10. Коммутаторы для центров обработки данных
В последние годы популярность центров обработки данных резко возросла. Почти все крупные организации объединяют свои ИТ-активы и сети в несколько крупных центров обработки данных для упрощения администрирования, управления и по другим причинам. В результате коммутаторы центров обработки данных должны обладать такими функциями, как высокая скорость, огромная емкость портов, низкая задержка, поддержка виртуализации, безопасность и QoS, среди прочего.
Линейка устройств Cisco Nexus — отличный пример коммутаторов для центров обработки данных. Эти коммутаторы идеально подходят для реализации концепции программно-определяемой сети (SDN) и обеспечения виртуализации и программируемости.
11. Коммутаторы с оптоволоконными портами
Разъем RJ45 подключается к стандартному кабелю Ethernet и является наиболее распространенным интерфейсом коммутатора. Во многих случаях вам потребуется использовать оптоволоконное соединение, чтобы расширить возможности подключения за пределы 100-метрового предела стандартных кабелей Ethernet. Коммутаторы с оптоволоконными портами часто имеют порты RJ45 и дополнительные оптоволоконные порты для подключения к оптоволоконным соединениям.
Съемные волоконно-оптические порты малого форм-фактора — так они называются. В большинстве случаев оптоволоконные порты используются для подключения к другим удаленным коммутаторам, расположенным либо внутри одного здания, либо на объектах, удаленных друг от друга на несколько километров.
12. Переключатель клавиатуры, видео и мыши (KVM)
Этот переключатель позволяет подключить множество компьютеров к клавиатуре, мыши или монитору. Эти переключатели часто используются для управления группами серверов при отключении кабелей от рабочего стола. KVM-переключатель — отличный интерфейс для пользователя, который хочет управлять многими машинами с одной консоли. Горячие клавиши клавиатуры обычно могут быть настроены на эти устройства, что позволяет быстро переключаться между ПК. Удлинитель KVM может увеличить радиус действия коммутатора на несколько сотен футов для передачи видеосигналов DVI, VGA или HDMI.
Подробнее: Как подготовить сети к облачной эре с помощью SD-WAN
5 основных вариантов использования сетевого коммутатора
При развертывании сетевых коммутаторов ИТ-менеджеры должны помнить о следующих вариантах использования и приложениях:
Использование сетевого коммутатора
1.
Установите соединение с несколькими различными хостамиСетевой коммутатор может иметь бесконечное количество портов для подключения кабелей, что полезно в звездообразной топологии. Кроме того, коммутаторы соединяют многие компьютеры с сетевой системой. Независимо от того, расположены ли компьютеры в другом конце комнаты или в другом конце мира, основная функция сетевого коммутатора — эффективно перемещать пакеты данных с одного компьютера на другой. Это верно независимо от физического расстояния между устройствами. Несколько других устройств помогают передавать данные по маршруту, но коммутатор является важнейшим компонентом сетевой архитектуры.
Каждый порт сетевого коммутатора имеет один и тот же механизм пересылки или фильтрации. Пользователи могут иметь несколько портов, связывающих каждый коммутатор путем каскадного соединения нескольких коммутаторов вместе, каждый из которых может быть настроен и управляться индивидуально в группе.
2. Разгрузка сетевого трафика
Использование коммутаторов для разгрузки трафика в аналитических целях является обычным явлением. Коммутаторы в сети могут помочь регулировать различные типы сетевого трафика, например трафик, входящий и исходящий из сети, а также подключение многих сетевых устройств, таких как персональные компьютеры и точки беспроводного доступа. Ключевым понятием в этом отношении является «переадресация».
Переадресация — это процесс маршрутизации сетевого трафика от одного устройства, подключенного к одному порту сетевого коммутатора, на другое устройство, подключенное к другому порту коммутатора. Этот процесс начинается, когда одно устройство подключается к одному порту, и заканчивается, когда другое устройство подключается к другому порту коммутатора.
Это полезно для сетевой безопасности, поскольку позволяет расположить коммутатор перед маршрутизатором глобальной сети (WAN) перед отправкой трафика в LAN. Также похоже, что использование сетевых коммутаторов упростит обнаружение вторжений, анализ производительности и настройку брандмауэров. Перед отправкой данных в анализатор пакетов или систему обнаружения вторжений, например, зеркалирование портов может помочь создать зеркальную копию информации, проходящей через коммутатор. Это происходит до того, как информация будет отправлена адресату. Это поможет в дальнейшем анализе.
3. Оптимизация полосы пропускания LAN
Сетевые коммутаторы делят сеть LAN на множество доменов коллизий, каждый со своим широкополосным соединением, что приводит к увеличению полосы частот LAN. При передаче кадров сетевые коммутаторы могут генерировать неизменный прямоугольный электрический сигнал.
Коммутаторы — это устройства, функционирующие одновременно на нескольких уровнях модели OSI, таких как каналы передачи данных, сети или транспортные уровни. Многоуровневые коммутаторы — это устройства, которые работают на многих уровнях одновременно. Эффективное переключение требуется для обработки возросшего сетевого трафика от видео и других приложений, интенсивно использующих полосу пропускания, большего количества пользовательских устройств и большего количества пакетов, предназначенных для серверов и облачных хранилищ. Любая малая или средняя фирма может использовать коммутацию LAN для поддержания скорости и надежности, которые нужны пользователям.
4. Заполните таблицу MAC-адресов
Будучи устройством уровня 2, коммутатор будет основывать все свои решения на данных, содержащихся в заголовке L2. В зависимости от источников и пунктов назначения MAC-адресов коммутаторы будут определять путь пересылки. Создание базы данных MAC-адресов, которая сопоставляет каждый из портов коммутатора с MAC-адресами подключенных устройств, является одной из задач коммутатора.
База данных MAC-адресов изначально пуста, и когда коммутатор получает данные, он проверяет поле исходного MAC-адреса входящего кадра. Он заполняет базу данных MAC-адресов исходными MAC-адресами и портом коммутатора, собирающим пакет. Коммутатор в конечном итоге будет иметь полностью заполненную таблицу MAC-адресов, поскольку каждое подключенное устройство что-то доставляет. Затем можно использовать эту таблицу для разумного продвижения кадров в желаемое место.
5. Включите фильтрацию MAC-адресов и другие функции контроля доступа
Наконец, давайте обсудим сценарий использования сетевых коммутаторов для фильтрации. Эта функция указывает, что коммутатор никогда не будет пересылать кадр обратно из того же порта, через который он был получен. Можно использовать фильтр MAC-адресов, чтобы предотвратить подключение определенных узлов. Этого можно добиться путем фильтрации MAC-адресов Ethernet-уровня источника и получателя на исходном (входящем) порту коммутатора.
В зависимости от ваших потребностей в управлении доступом к сети фильтрующий MAC-адрес может быть одноадресным, многоадресным или широковещательным. Когда коммутатору необходимо передать фрейм, он копируется и отправляется на все порты коммутатора, кроме того, который его получил. Хост редко отправляет кадр с пунктом назначения в качестве своего собственного MAC-адреса. Это часто происходит из-за неправильной ситуации или злонамеренности хоста. Когда это происходит, коммутатор в любом случае просто отбрасывает кадр.
Подробнее: Как работает пограничная сеть и что ее ждет в будущем? Тереза Лановиц из AT&T отвечает
Вывод
Глобальный спрос на сетевые коммутаторы постоянно растет, чтобы поддерживать эру удаленного подключения и развития Интернета вещей. Глобальные трекеры IDC обнаружили, что мировой рынок коммутаторов увеличился на 7,5% в третьем квартале 2021 года. Это также связано с более широким внедрением облачных вычислений, поскольку сетевые коммутаторы помогают организовывать, поддерживать и стабилизировать распределение ресурсов в крупномасштабном облаке. вычислительные среды. В ближайшие несколько лет этот спрос еще больше возрастет, поэтому важно знать, как работают сетевые коммутаторы.
Помогла ли вам эта статья понять сетевые коммутаторы и принцип их работы? Расскажите нам по телефону Facebook Открывает новое окно , Twitter Открывает новое окно 90 003 и LinkedIn Открывает новое окно . Мы хотели бы услышать от вас!
БОЛЬШЕ О СЕТИ- Что такое компьютерная сеть? Определение, цели, компоненты, типы и рекомендации
- 10 лучших практик сетевого мониторинга в 2022 году
- Топ-10 компаний по производству оборудования для корпоративных сетей в 2022 году
- Что такое топология сети? Определение, типы с диаграммами и рекомендации по выбору на 2022 год
- Глобальная сеть (WAN) и локальная сеть (LAN): основные различия и сходства
Что такое сетевой коммутатор и как он работает?
Коммутатор — это сетевое устройство, которое используется для сегментации сетей на различные подсети, называемые подсетями или сегментами LAN. Он отвечает за фильтрацию и пересылку пакетов между сегментами локальной сети на основе MAC-адреса.
Коммутаторы имеют много портов, и когда данные поступают на любой порт, сначала проверяется адрес назначения, а также выполняются некоторые проверки, а затем они обрабатываются на устройствах. Здесь поддерживаются различные типы связи, такие как одноадресная, многоадресная и широковещательная связь.
Особенности сетевых коммутаторов
- Работает на канальном уровне в модели OSI.
- Выполняет проверку ошибок перед отправкой данных.
- Передает данные только на адресованное устройство.
- Работает в полнодуплексном режиме.
- Он выделяет каждому сегменту локальной сети ограниченную полосу пропускания.
- Он использует одноадресный (один-к-одному), многоадресный (один-ко-многим) и широковещательный (один-ко-всем) режимы передачи.
- Методы коммутации пакетов используются для передачи пакетов данных от источника к месту назначения.
- Коммутаторы имеют большее количество портов.
Чем ценны сетевые коммутаторы?
Коммутаторы — одна из самых важных вещей для передачи информации между различными конечными точками. Некоторые из преимуществ упомянуты ниже.
- Коммутаторы поддерживают полнодуплексную связь, что помогает эффективно использовать полосу пропускания.
- Коммутаторы помогают обеспечить проводное подключение к принтерам, устройствам IoT, беспроводным точкам и многим другим устройствам.
- Устройства IoT отправляют данные через сетевые коммутаторы, которые помогают создавать более разумное окружение с помощью искусственного интеллекта.
- Сетевые устройства производятся с помощью коммутаторов, передающих большой объем телекоммуникационного трафика.
Типы переключателей
Переключатели в основном подразделяются на следующие типы, которые упомянуты ниже.
- Виртуальные коммутаторы: Виртуальные коммутаторы — это коммутаторы, находящиеся внутри среды размещения виртуальных машин.
- Коммутаторы маршрутизации: Это коммутаторы, которые используются для подключения локальных сетей. Они также выполняют функции на сетевом уровне модели OSI.
- Неуправляемые коммутаторы: Неуправляемые коммутаторы — это устройства, которые используются для включения устройств Ethernet, помогающих в автоматической передаче данных. Они обычно используются для домашних сетей и малого бизнеса. В случае потребности в большем количестве переключателей мы просто добавляем больше переключателей по методу plug and play.
- Управляемые коммутаторы: Управляемые коммутаторы — это коммутаторы с более сложными сетями. SNMP (простой протокол управления сетью) можно использовать для настройки управляемых коммутаторов. Эти типы коммутаторов в основном используются в больших сетях со сложной архитектурой. Они обеспечивают более высокий уровень безопасности и точное управление, но стоят дороже, чем неуправляемые коммутаторы.
- Коммутаторы LAN: LAN (локальная сеть) Коммутаторы также называются коммутаторами Ethernet или коммутаторами данных. Коммутаторы LAN всегда стараются избежать перекрытия пакетов данных в сети, просто распределяя полосу пропускания таким образом.
- Коммутаторы PoE: Power over Ethernet (PoE) — это коммутаторы, используемые в Gigabit Ethernet. PoE помогает сочетать передачу данных и электроэнергии по одному и тому же кабелю, что помогает получать данные и электричество по одной и той же линии.
- Смарт-коммутаторы: Смарт-коммутаторы — это коммутаторы, имеющие некоторые дополнительные элементы управления передачей данных, но также имеющие дополнительные ограничения по сравнению с управляемыми коммутаторами. Их также называют частично управляемыми коммутаторами.
- Стекируемые коммутаторы: Стекируемые коммутаторы подключаются через объединительную плату для объединения двух логических коммутаторов в один коммутатор.
- Модульные коммутаторы: Эти типы коммутаторов позволяют устанавливать две или более плат. Модульные коммутаторы помогают обеспечить большую гибкость.
Как работает сетевой коммутатор?
Когда источник хочет отправить пакет данных в пункт назначения, пакет сначала входит в коммутатор, а коммутатор считывает его заголовок и находит MAC-адрес пункта назначения для идентификации устройства, а затем отправляет пакет через соответствующие порты, которые ведут к целевым устройствам.
Коммутатор устанавливает временное соединение между источником и получателем для связи и разрывает соединение после завершения сеанса связи. Кроме того, он предлагает полную пропускную способность для одновременного входящего и исходящего сетевого трафика, чтобы уменьшить коллизии.
Как работает сетевой коммутатор?
Методы коммутации
Методы коммутации используются для выбора наилучшего маршрута для передачи данных между источником и пунктом назначения. Они подразделяются на три категории:
- Коммутация каналов
- Коммутация сообщений
- Коммутация пакетов
Как настроить сетевой коммутатор?
Существуют различные типы переключателей, которые работают в соответствии с определенными задачами. Для небольшой локальной сети или для домашней сети используется сетевой коммутатор, подключаемый к порту маршрутизатора. Ниже перечислены шаги, которые используются при настройке сетевых коммутаторов.
Шаг 1: Коммутатор должен быть куплен в соответствии с требованиями сети.
Шаг 2: Порт коммутатора должен быть подключен напрямую к маршрутизатору с помощью кабеля. Как правило, если в коммутаторе есть восходящий порт, провод должен быть подключен к этому порту, если восходящего питания нет, то провод должен быть подключен к любому порту маршрутизатора.
Шаг 3: После правильного подключения настраиваются IP-адреса устройств.
Разница между сетевым коммутатором и маршрутизатором
Сетевой коммутатор | Маршрутизатор |
---|---|
Сетевой коммутатор работает на уровне 2 модели OSI. | Маршрутизатор в первую очередь является устройством уровня 3 модели OSI. |
Ресурс распределяется между несколькими устройствами с помощью одной локальной сети с использованием сетевого коммутатора. | Данные перемещаются между двумя или более компьютерами с помощью маршрутизатора. |
Сетевые коммутаторы используют кадры данных. | Маршрутизаторы используют пакеты данных. |
Коммутаторы работают только в проводном сетевом соединении. | Маршрутизатор работает как с проводными, так и с Wi-Fi сетями. |
Коммутаторы используют MAC-адреса для передачи данных по назначению. | Маршрутизаторы используют IP-адреса для той же работы. |
Использование сетевых коммутаторов
Сетевые коммутаторы являются важной частью сетевой связи. Некоторые из вариантов использования упомянуты ниже.
- Сетевые коммутаторы помогают обеспечить автоматические соединения, которые удаляют трудоемкие настройки и обеспечивают легкий доступ к сетевым устройствам.
- Коммутаторы обеспечивают лучшую, более безопасную и надежную сеть с большим контролем над данными.
- Как правило, коммутаторы работают в полнодуплексном режиме, что способствует непрерывной передаче данных и улучшает качество связи.
- Поскольку MAC-адрес используется для подключенных к нему устройств, это помогает в доставке сообщений только в требуемое место назначения, а не везде.
- Сетевые коммутаторы работают для домашних сетей или локальных сетей, где потоковые работы выполняются регулярно.
Разница между сетевым переключателем и концентратором
Сетевой переключатель | Hub |
---|---|
Сеть. | Концентратор — это физическое устройство уровня 1 модели OSI. Разное |