Коммутатор это устройство: что это такое, для чего нужны, чем отличаются

Содержание

что это такое, для чего нужны, чем отличаются

Список современного оборудования, использующегося при прокладке сетей достаточно обширен, но «базовыми» устройствами в нем, особенно если речь идет о сетях с большим количеством клиентов, можно считать маршрутизаторы и коммутаторы. О первых мы достаточно подробно рассказали в прошлом материале, поэтому на этот раз поговорим о том, что такое коммутаторы, что делают эти сетевые узлы, а также какие отличия есть между их моделями.

Коммутаторы – что это такое?

Коммутатор (он же Ethernet Switch или просто «свитч») – это отдельный узел, служащий для объединения нескольких устройств в локальную сеть. В отличие от маршрутизатора, подключение производится исключительно по кабелю, то есть, устройство не обеспечивает развертывание беспроводной сети. Собственно, в связи с этим на его панели и располагается большое количество стандартных сетевых разъемов RJ45.

На первый взгляд эта особенность может показаться минусом, так как подключение по Wi-Fi, во-первых, гораздо удобнее, а, во-вторых, позволяет использовать даже такое оборудование, которое не имеет порта для проводного подключения (смартфоны, ультрабуки).

На практике же, коммутаторы существуют параллельно с маршрутизаторами и решают несколько другие проблемы. В частности, они могут использоваться:

Для организации сетевого подключения в тех случаях, когда требуется высокая стабильность и скорость, которую не всегда могут обеспечить беспроводные сети.
При подключении большого числа пользователей, например, в крупном офисе, где Wi-Fi сеть может быть «зашумлена».
При создании системы видеонаблюдения с большим количеством камер, передающих изображение на один основной компьютер.
На промышленных объектах, например, для подключения серии датчиков на разных этапах техпроцесса и сбором данных с них на диспетчерском пульте.
Для использования провайдерами в качестве центрального узла при подключении отдельных абонентов к единому интернет-каналу, подведенному к многоквартирному дому.

Это далеко не полный список возможных вариантов. Например, в нем отсутствует использование в домашней сети, когда портов на роутере не достаточно для подключения всех основных устройств по проводу. Использовать сетевой свитч можно и в этом случае, но чаще всего здесь ему на смену приходит концентратор или, как его еще называют, хаб. На самом деле, в контексте данного материала разница между ними не очень важна, но именно на ней можно проще всего объяснить, за что отвечает коммутатор.

Принцип работы

Визуально, как и хаб, он отвечает за подключение нескольких устройств к одной сети, однако «внутри», на уровне логики передачи сигнала, он работает иначе.

В локальной сети все данные передаются кадрами (фреймами) – условными единицами информации, состоящими из двух частей: «кусочка» передаваемого файла и сервисной информации (в частности адреса «получателя»). В итоге из серии фреймов и формируется непрерывный поток – трафик. Самый простой пример – изображение с камеры наблюдения, транслируемое на пульт охраны.

Сетевой коммутатор или хаб в данном случае играют роль промежуточного звена, усиливающего сигнал и перенаправляющего кадры от передающего устройства к конкретному получателю. Подобный процесс именуется forwarding или, по-русски, ретрансляция.

Хаб принятый с одного из портов кадр ретранслирует на все остальные порты, «не разбираясь», кому он на самом деле предназначен, поскольку конечное устройство по сервисным данным само определит, нужно ему обработать поступивший фрейм или можно его проигнорировать. Основным минусом в данном случае является загрузка каналов «лишними» данными и сопутствующее снижение пропускной способности, возрастающее вместе с числом подключенных устройств, потому как к каждому из них постоянно будет направляться непрерывный поток кадров. Во многом по этой причине максимальное количество портов на хабе ограничивается 12.

Коммутатор можно назвать более «умным» устройством. В его внутренней памяти содержится матрица MAC-адресов всех подключенных устройств. Изначально она пуста, но во время работы автоматически заполняется, позволяя свитчу точно знать, к какому порту, какое устройство в данный момент подключено. Соответственно, при ретрансляции данных каждый фрейм не передается одновременно на все порты, а направляется исключительно от источника к получателю, не нагружая остальные каналы. Таким образом можно получить существенный прирост скорости передачи данных, а точнее, избежать ее ненужного падения даже при большом количестве клиентов и внушительных объемах передаваемых данных. Число стандартных RJ45-портов в свитчах может достигать 48, но во многих случаях одними ими узел не ограничивается и также оснащается дополнительными типами разъемов для подключения, например, оптического кабеля.

Виды свитчей

Итак, что делают и для чего нужны коммутаторы, разобрались, теперь стоит поговорить об их различиях. Их достаточно много, и по большинству ключевых характеристик устройства делятся на несколько групп.

По управляемости:

Неуправляемые – работают в полностью автоматическом режиме без необходимости и возможности воздействия со стороны пользователя. Хорошо подходят для небольших сетей, но в случае большого количества подключенных клиентов коммутатор может стать «бутылочным горлышком», ограничивающим пропускную способность.

Управляемые – поддерживают пользовательское управление через собственный сетевой интерфейс. Оптимальны для крупных компаний.

По классификации в соответствии с эталонной моделью сетевых коммуникаций Open System Interconnect (OSI):

2-го уровня – работают только в одном сегменте локальной сети и только с MAC-адресами.
3-го уровня – обеспечивают бóльшие возможности подключения за счет поддержки сетевых протоколов IPv4, IPv6, IPX, PPTP, PPPoE, VPN и других.
4-го уровня – самые производительные и «мощные» устройства, автоматически анализирующие передаваемые данные и опознающие IP-адреса, протоколы TCP/UDP и прочие параметры.

По типу коммутации:

Store-and-Forward – полученный кадр получается полностью, проверяется на ошибки и передается далее.
Cut-through – сквозная передача данных. Считывается только адрес назначения, файл не проверяется на ошибки, поэтому скорость передачи гораздо выше.
Fragment-free – гибридный режим, в котором считывается адрес и только часть (64 байта) фрейма для проверки.

По ширине пропускания каждого порта:

Симметричные – все порты имеют одинаковую полосу пропускания, например, строго 100Mbps или 1Gbps.
Ассиметричные – модели, комбинирующие сразу несколько портов с разной пропускной способностью.

Это далеко не все, чем отличаются коммутаторы, но наиболее основные параметры. Собственно, ими и следует руководствоваться при подборе конкретной модели в соответствии с планируемым вариантом использования.

Как работает коммутатор ?

Коммутаторы — это основные структурные элементы любой сети. Они подключают друг к другу множество устройств (в том числе компьютеры, точки беспроводного доступа, принтеры и серверы) в одной сети здания или комплекса зданий. Благодаря коммутатору подключенные устройства могут обмениваться информацией и оставаться на связи друг с другом.

Неуправляемые коммутаторы

Неуправляемый сетевой коммутатор достаточно подключить к источнику питания — и он сразу начнет работать. Выполнять предварительную настройку не требуется. Как правило, неуправляемые коммутаторы подходят для базовых требований к подключению. Их часто используют для домашних сетей или там, где требуется всего несколько дополнительных портов — например, на рабочем месте, в лаборатории или конференц-зале.

Управляемые коммутаторы

Управляемые коммутаторы обеспечивают более высокий уровень безопасности, поддерживают больше функций и возможностей. Вы можете настроить их в точности с потребностями вашей сети. Такие коммутаторы позволяют лучше контролировать и защищать сеть, а также улучшать качество обслуживания ее пользователей.

Сетевые концентраторы и коммутаторы

Сетевой концентратор — это центральная точка подключения устройств в локальной сети (LAN). Однако в сети на основе концентратора действует ограничение на пропускную способность для пользователей. Чем больше устройств подключается к сетевому концентратору, тем медленнее данные будут достигать места назначения. У коммутаторов нет ограничений, которые характерны для сетевых концентраторов, или каких-либо других ограничений.

В крупных сетях может использоваться несколько коммутаторов, которые объединяют разные группы компьютерных систем. Как правило, эти коммутаторы подключены к маршрутизатору, который предоставляет подключенным устройствам доступ к Интернету.

Что такое маршрутизатор и как он работает в сети?

Коммутаторы обеспечивают связь между различными устройствами в сети, а маршрутизатор — между различными сетями.

Маршрутизатор — это сетевое устройство, которое передает пакеты данных из одной компьютерной сети в другую. Маршрутизатор может подключать сетевые компьютеры к Интернету, позволяя нескольким пользователям совместно использовать подключения. Маршрутизаторы позволяют объединить сети в организации или установить подключение между сетями нескольких филиалов. Кроме того, маршрутизатор выполняет функцию диспетчера. Он направляет трафик данных, выбирая оптимальный маршрут передачи информации в сети, чтобы передача данных выполнялась максимально эффективно.

Как настроить подключение сетевого коммутатора к маршрутизатору?

Возможно, вам понадобится увеличить количество портов для подключения к маршрутизатору. В таком случае вы можете подключить сетевой коммутатор к маршрутизатору. Сетевой коммутатор подключается к маршрутизатору через один из портов на маршрутизаторе и таким образом увеличивает количество устройств в сети для небольшого офиса (настольные компьютеры, принтеры, ноутбуки и т. д.) с проводным подключением к Интернету.

Выберите подходящее сетевое решение. Проконсультироваться со специалистом отдела продаж можно по телефону +7-499-350-90-51 или по почте [email protected].

А ещё вы можете обратиться к нашим онлайн-консультантам.

Что такое сетевой коммутатор? Как это работает и типы — определение TechTarget

Сеть

Кинза Ясар, Технический писатель
Джон Берк, Исследования Немертес

Что такое сетевой коммутатор?
Сетевой коммутатор соединяет устройства в сети друг с другом, позволяя им общаться путем обмена пакетами данных. Коммутаторы могут быть аппаратными устройствами, управляющими физическими сетями, или программными виртуальными устройствами.
Сетевой коммутатор работает на канальном уровне или уровне 2 модели взаимодействия открытых систем (OSI). В локальной сети (LAN) с использованием Ethernet сетевой коммутатор определяет, куда отправлять каждый кадр входящего сообщения, просматривая адрес управления доступом к среде (MAC). Коммутаторы поддерживают таблицы, в которых каждый MAC-адрес сопоставляется с портом, получающим MAC-адрес.
Диаграмма, показывающая семь уровней модели OSI
В чем ценность сетевых коммутаторов? Коммутаторы
отвечают за передачу информации между различными конечными точками и предлагают множество преимуществ:
Коммутаторы составляют большинство сетевых устройств в современных сетях передачи данных и передают огромные объемы трафика в сетях поставщиков телекоммуникационных услуг.
Они обеспечивают полнодуплексную связь, соединяют сегменты сети, повышают производительность сети и эффективно используют доступную полосу пропускания.
Коммутаторы
обеспечивают проводное подключение к настольным компьютерам, беспроводным точкам доступа (AP), принтерам, промышленному оборудованию и некоторым устройствам Интернета вещей (IoT), таким как системы ввода карт.
Они соединяют компьютеры, на которых размещены виртуальные машины (ВМ) в центрах обработки данных, а также физические серверы и большую часть инфраструктуры хранения.

В большинстве современных коммутаторов используется технология Power over Ethernet, которая может обеспечивать мощность до 100 Вт для поддержки подключения сетевых устройств. Это позволяет предприятиям устанавливать такое оборудование, как наружное освещение, камеры видеонаблюдения, IP-телефоны для передачи голоса и различные датчики для наблюдения за удаленными районами в местах, где не требуется отдельный источник питания.
Данные с устройств IoT могут собираться сетевым коммутатором и использоваться алгоритмами искусственного интеллекта и машинного обучения для оптимизации более разумного окружения.
Как работает сетевой коммутатор?
Все коммутаторы передают данные из одного места в другое, но конфигурация их аппаратного и программного обеспечения может сильно различаться. Сетевой коммутатор можно развернуть следующими способами:
Пограничные коммутаторы или коммутаторы доступа. Эти коммутаторы управляют входящим или исходящим трафиком в сети. Такие устройства, как компьютеры и точки доступа, подключаются к пограничным коммутаторам.
Объединение или распределение коммутаторов. Эти коммутаторы размещаются на дополнительном среднем уровне сетевой топологии. Пограничные коммутаторы подключаются к ним и отправляют трафик от коммутатора к коммутатору или отправляют его на основные коммутаторы.
Основные коммутаторы. Эти сетевые коммутаторы образуют основу сети. Базовые коммутаторы соединяют агрегационные или пограничные коммутаторы, пользователей или пограничные сети устройств с сетями центров обработки данных, а корпоративные локальные сети — с маршрутизаторами.
Кадр данных рассылается по всем портам в домене коммутации, если он перенаправляется на MAC-адрес, с которым инфраструктура коммутатора не знакома. Кадры данных для многоадресной и широковещательной рассылки также рассылаются. Это известно как широковещательная рассылка , неизвестная одноадресная и многоадресная рассылка . Эта возможность делает коммутатор устройством уровня 2 в модели связи OSI.
Схема, иллюстрирующая работу коммутатора в сети
Многие центры обработки данных используют архитектуру «листья позвоночника», которая устраняет уровень агрегации. В этой схеме серверы и хранилище подключаются к листовым коммутаторам (пограничным коммутаторам). Каждый листовой коммутатор подключается к двум или более коммутаторам позвоночника (ядра). Это уменьшает количество прыжков, необходимых для передачи данных от источника к месту назначения, что снижает задержку.
В некоторых центрах обработки данных создается структура коммутационной или ячеистой сети, в которой каждое устройство выглядит как один большой коммутатор. Такой подход сводит задержку к минимуму. Этот подход часто используется в приложениях с высокими требованиями, использующих высокопроизводительные вычисления (HPC).
Для малых предприятий и домашних сетей сетевые коммутаторы предоставляют дополнительные порты Ethernet для подключения к Gigabit Ethernet.

Однако не во всех сетях используются коммутаторы. Сеть может быть организована в виде маркерного кольца или соединена через шину, концентратор или повторитель. В этих сетях каждое подключенное к сети устройство видит весь трафик и считывает адресованный ему трафик. Сеть также может быть создана путем прямого подключения компьютеров друг к другу без отдельного уровня сетевых устройств. Этот подход в основном предназначен для высокопроизводительных вычислений, для которых требуется задержка менее 5 микросекунд и которые довольно сложны в проектировании, подключении и управлении.
Какие бывают типы переключателей?
В сети есть несколько типов коммутаторов:
Виртуальные коммутаторы — это программные коммутаторы, созданные в средах размещения виртуальных машин.
Коммутаторы маршрутизации соединяют локальные сети. Помимо коммутации на уровне 2 на основе MAC, они выполняют функции маршрутизации на уровне 3 OSI (сетевой уровень), направляя трафик на основе IP-адреса в каждом пакете.
Управляемые коммутаторы позволяет пользователю настроить каждый порт на коммутаторе. Это позволяет контролировать и изменять конфигурацию.
Неуправляемые коммутаторы позволяют устройствам Ethernet автоматически передавать данные с помощью автосогласования, которое определяет такие параметры, как скорость передачи данных. Конфигурация фиксирована и не может быть изменена.
Интеллектуальные коммутаторы можно настроить для обеспечения большего контроля над передачей данных, но они имеют больше ограничений по сравнению с управляемыми коммутаторами. Умные переключатели также известны как частично управляемые коммутаторы .
Стекируемые коммутаторы — это стационарные коммутаторы, которые могут быть соединены друг с другом через кабельный интерфейс объединительной платы для формирования единого логического коммутатора из двух или более физических коммутаторов.
Модульные коммутаторы — это платы коммутаторов для модульных коммутаторов или коммутаторов на базе шасси, которые можно вставить в крупногабаритное шасси фиксированного форм-фактора, в которое можно установить две или более плат. Поскольку интерфейсы коммутатора могут быть изменены по мере необходимости, этот тип коммутатора обеспечивает наибольшую гибкость и возможность модернизации.

Как настроить сетевой коммутатор
В зависимости от типа сети могут использоваться различные типы коммутаторов. Для локальной сети небольшого офиса или домашней сети сетевой коммутатор обычно подключается к одному из портов маршрутизатора. Коммутатор увеличивает количество проводных подключенных к Интернету устройств в небольшой сети, включая настольные компьютеры, ноутбуки и принтеры.
Типичные шаги, связанные с настройкой сетевого коммутатора, следующие:
Коммутатор приобретается исходя из потребностей и требований сети.
Порт коммутатора подключен к маршрутизатору с помощью прямого кабеля. Большинство коммутаторов содержат восходящие порты, которые используются для подключения к таким устройствам, как маршрутизаторы. Однако если на коммутаторе нет восходящего порта, любой порт можно использовать для подключения к маршрутизатору.
После физического подключения коммутатора к маршрутизатору настраиваются IP-адреса устройств.

Для каких целей используются сетевые коммутаторы?
Коммутатор играет решающую роль в обеспечении подключения к Интернету и сетевой связи в сети.
Ниже приведены различные варианты использования сетевых коммутаторов:
Автоматизируя соединения каналов, исключая ручные и трудоемкие настройки, сетевые коммутаторы обеспечивают эффективную связь, скорость и простоту использования сетевых устройств.
9Коммутаторы 0003 помогают построить более надежную и безопасную сеть, поскольку они обеспечивают определенный уровень контроля над передачей данных.
Сетевые коммутаторы необходимы, когда необходимо подключить отдельные сетевые устройства с помощью физического соединения, поскольку они имеют несколько портов на передней панели. Обычно это порты RJ-45 для кабелей Ethernet; однако количество портов может варьироваться.
Коммутаторы
также могут работать в полнодуплексном режиме, что обеспечивает одновременную передачу и прием данных по сети. По сравнению с концентраторами, которые поддерживают только полудуплексный режим, коммутаторы практически в четыре раза увеличивают скорость сети.
Сетевые коммутаторы
полезны для домашних сетей и сценариев, в которых регулярно используются мощные потоковые службы. Они особенно полезны, если вам нужен надежный способ потоковой передачи или воспроизведения видео 4K.
Поскольку сетевые коммутаторы поддерживают список отдельных MAC-адресов каждого подключенного к ним устройства, большая часть сетевого обмена данными направляется только в намеченное место назначения, а не передается на все подключенные устройства. Это уменьшает коллизии и устраняет широковещательные домены в сети.
Сетевой коммутатор и маршрутизатор
Сетевые коммутаторы легко спутать с маршрутизаторами. Однако они имеют разные функции и работают на отдельных слоях.
Вот основные отличия коммутатора от маршрутизатора:
Сетевой коммутатор — это устройство уровня 2 в модели OSI. Маршрутизатор — это, прежде всего, устройство уровня 3.
Маршрутизатор перемещает данные между двумя или более компьютерными сетями, а коммутатор упрощает совместное использование ресурсов путем подключения нескольких устройств к одной локальной сети.
Чтобы определить маршрут и пункт назначения пакета, маршрутизатор проверяет IP-адреса пакетов. Коммутатор проверяет MAC-адрес каждого устройства для передачи данных в нужное место назначения.
Маршрутизаторы
используют пакеты данных, тогда как коммутаторы, являющиеся частью канального уровня, обычно работают с кадрами данных.
Коммутатор менее сложен, чем маршрутизатор, поскольку, в отличие от маршрутизатора, коммутатор не использует алгоритмы маршрутизации для передачи данных по большим сетям.
Маршрутизаторы
могут работать как в проводных сетях, так и в сетях Wi-Fi, но коммутатор ограничен проводными сетевыми подключениями.
Маршрутизатор предлагает преобразование сетевых адресов, NetFlow и качество обслуживания, в то время как коммутатор не предлагает ни одной из этих услуг.
Сетевой коммутатор и концентратор
Основные отличия коммутатора от хаба:
В то время как сетевой коммутатор является устройством уровня 2 в модели OSI, концентратор является физическим устройством уровня 1.
Концентратор относительно прост по сравнению с сетевым коммутатором, поскольку, в отличие от коммутатора, он не отслеживает адреса компьютеров, на которые передает трафик.
Цель концентратора — соединить все узлы в сети, тогда как коммутатор Ethernet соединяет все сетевые устройства вместе и передает пакеты данных между этими устройствами.
Поскольку концентратор не может управлять входящими и исходящими данными, как это может делать сетевой коммутатор, возникает множество конфликтов связи.
Коммутаторы предотвращают коллизии путем буферизации кадров Ethernet, но концентраторы не могут предотвратить коллизии, поскольку устройства подключены к одному потоку передачи.
Сетевые компоненты, такие как коммутаторы, маршрутизаторы и концентраторы, отправляют данные разными способами. Узнайте об основных характеристиках и отличиях каждого из трех устройств.
Последнее обновление: март 2023 г.
Продолжить чтение О сетевом коммутаторе
Какие существуют типы сетевых кабелей?
Управляемые и неуправляемые коммутаторы: в чем разница?
Как выполнить поиск и устранение неисправностей VLAN
8 советов по оптимизации пропускной способности и производительности сети
Как работает переключатель?
Копать глубже в сетевой инфраструктуре
Типы портов Fibre Channel (FC)
Автор: Роберт Шелдон
Знакомство с 8 типами сетевых устройств
Автор: Дженнифер Инглиш
MDI/MDIX (зависимый от среды интерфейс/переход MDI)
Автор: Эндрю Фрелих
сетевой концентратор
Автор: Джессика Скарпати
Унифицированные коммуникации
ИТ-специалисты сталкиваются с проблемами, связанными с гибридными рабочими технологиями
Предприятиям необходимо специализированное оборудование для видеоконференций в офисных помещениях, которые обычно пустуют, чтобы вместить как офисные . ..
Успешная гибридная работа сочетает в себе технологии, политику и культуру
ИТ-руководители в Enterprise Connect обсуждают свои стратегии успешной гибридной работы, от прозрачных командных соглашений до …
Инструменты для совместной работы помогают или препятствуют доступности рабочего места
Облачные инструменты для совместной работы улучшили доступность рабочего места для людей с ограниченными возможностями. Но ИТ-руководители должны изучить…
Мобильные вычисления
Как создать политику управления мобильными устройствами для вашей организации
Политика управления мобильными устройствами создает для организации несколько существенных преимуществ, таких как меры безопасности, данные и …
Как использовать файловый менеджер iPadOS на предприятии
Организации могут использовать приложение «Файлы» в iPadOS для управления файлами локально или в облаке. Узнайте о плюсах и минусах обоих типов хранения…
Как работает корпоративное управление файлами в iOS?
Важно обеспечить безопасность файлов и удобство работы с ними на корпоративных мобильных устройствах. В iOS приложение «Файлы» — это ключ…
Центр обработки данных
4 модуля PowerShell, которые должен знать каждый ИТ-специалист
Узнайте, как использовать четыре самых популярных модуля сообщества PowerShell в галерее PowerShell, чтобы лучше управлять своим …
Система Nvidia DGX Quantum объединяет процессоры, графические процессоры с CUDA
Nvidia и Quantum Machines предлагают новую архитектуру, сочетающую центральные и графические процессоры с квантовыми технологиями.
Модернизация приложений, мейнфреймы, микросервисы: обзор событий IBM
На недавнем мероприятии IBM Infrastructure Analyst компания IBM объявила о достижениях в IBM zSystems для ИИ, архитектуры приложений и других областях . ..
ИТ-канал
Слияния и поглощения в сфере ИТ-услуг замедляются, но могут оживиться через 2 пол.
Слияния и поглощения восстановились после первоначального шока от COVID-19, но темпы замедлились на фоне экономической неопределенности. Сделки совершаются …
VMware Partner Connect перезагружается с акцентом на SaaS
Партнерская программа VMware приобретает новый вид, поскольку компания инвестирует в модель подписки; Endor Labs, Graphiant и TrueFort …
Управление затратами на облако выходит на первый план
ИТ-магазина, похоже, готовы сосредоточиться на облачных расходах в условиях инфляции и экономической неопределенности. Поставщики услуг ожидают, что клиенты инвестируют…
Что такое сетевой коммутатор и как он работает?
Мнение
Коммутаторы
соединяют сегменты сети, обеспечивая полнодуплексную связь, ценные данные о производительности сети и эффективное использование пропускной способности сети.
Кит Шоу
Соавтор, Сетевой мир |
Мартин Уильямс/IDGNS
Современные сети имеют решающее значение для любого предприятия. Сети доставляют бизнес-приложения, мультимедийные сообщения и ключевые данные конечным пользователям по всему миру. Фундаментальным элементом, общим для сетей, является сетевой коммутатор, который помогает подключать устройства для совместного использования ресурсов в локальной сети (LAN).
Что такое сетевой коммутатор?
Сетевой коммутатор — это физическое устройство, которое работает на канальном уровне модели взаимодействия открытых систем (OSI) — уровне 2. Он принимает пакеты, отправленные устройствами, подключенными к его физическим портам, и перенаправляет их на устройства, для которых предназначены пакеты. Коммутаторы также могут работать на сетевом уровне (уровень 3), где происходит маршрутизация.
Коммутаторы являются распространенным компонентом сетей, основанных, среди прочего, на Ethernet, Fibre Channel, асинхронном режиме передачи (ATM) и InfiniBand. Однако сегодня большинство коммутаторов используют Ethernet.
Как работает сетевой коммутатор?
Когда устройство подключается к коммутатору, коммутатор записывает свой адрес управления доступом к среде (MAC) — код, встроенный в карту сетевого интерфейса (NIC) устройства. Сетевая карта подключается к кабелю Ethernet, который подключается к выключатель. Коммутатор использует MAC-адрес, чтобы определить, какие исходящие пакеты устройства отправляются и куда доставлять входящие пакеты.
MAC-адрес идентифицирует физическое устройство и не изменяется, в то время как IP-адрес сетевого уровня (уровень 3) может динамически назначаться устройству и изменяться с течением времени. (Думайте о MAC-адресе как о VIN-номере автомобиля, а об IP-адресе — как о номерном знаке.)
Когда пакет поступает на коммутатор, коммутатор считывает его заголовок, затем сопоставляет адрес или адреса назначения и отправляет пакет через соответствующие порты, ведущие к целевым устройствам.
Чтобы уменьшить вероятность коллизий между сетевым трафиком, идущим к коммутатору и от него и подключенному устройству одновременно, большинство коммутаторов предлагают полнодуплексную функцию, при которой пакеты, поступающие от устройства и идущие к устройству, имеют доступ к полной пропускной способности сети. переключать соединение. (Представьте, что два человека разговаривают по смартфонам, а не по рации).
Хотя коммутаторы действительно работают на уровне 2, они также могут работать на уровне 3, что необходимо им для поддержки виртуальных локальных сетей (VLAN), логических сетевых сегментов, которые могут охватывать подсети. Чтобы трафик попадал из одной подсети в другую, он должен проходить между коммутаторами, и этому способствуют встроенные в коммутаторы возможности маршрутизации.
В чем разница между коммутатором и концентратором?
Концентратор также может соединять несколько устройств вместе с целью совместного использования ресурсов, а совокупность устройств, подключенных к концентратору, называется сегментом локальной сети.
Концентратор отличается от коммутатора тем, что пакеты, отправленные с одного из подключенных устройств, рассылаются всем устройствам, подключенным к концентратору. С коммутатором пакеты направляются только на тот порт, который ведет к адресуемому устройству.
Коммутаторы обычно соединяют сегменты локальной сети, поэтому к ним подключаются концентраторы. Коммутаторы отфильтровывают трафик, предназначенный для устройств в том же сегменте локальной сети. Благодаря этой возможности коммутаторы более эффективно используют собственные вычислительные ресурсы, а также пропускную способность сети.
В чем разница между коммутатором и маршрутизатором?
Коммутаторы иногда путают с маршрутизаторами, которые также обеспечивают переадресацию и маршрутизацию сетевого трафика, отсюда и их название. Но делают они это с другой целью и местом.
Маршрутизаторы работают на уровне 3 — сетевом уровне — и используются для соединения сетей с другими сетями.
Простой способ понять разницу между коммутаторами и маршрутизаторами — подумать о локальных и глобальных сетях. Устройства подключаются локально через коммутаторы, а сети подключаются к другим сетям через маршрутизаторы. Это путь, по которому пакет может добраться до Интернета: устройство > концентратор > коммутатор > маршрутизатор > Интернет.
Конечно, бывают случаи, когда функции коммутации встроены в аппаратное обеспечение маршрутизатора, и маршрутизатор также выполняет функции коммутатора.
Подумайте о своем домашнем беспроводном маршрутизаторе. Он направляет широкополосное соединение через свой порт WAN, но обычно также имеет дополнительные порты Ethernet, которые можно использовать для подключения кабеля Ethernet к компьютеру, телевизору, принтеру или даже игровой консоли. В то время как другие устройства в сети, такие как другие ноутбуки и телефоны, подключаются через маршрутизатор Wi-Fi, он по-прежнему предлагает функции переключения через локальную сеть. Таким образом, маршрутизатор, по сути, также является коммутатором. И вы даже можете подключить к маршрутизатору отдельный коммутатор, чтобы обеспечить доступ к Интернету и локальной сети для дополнительных устройств.
Какие существуют типы переключателей?
Коммутаторы различаются по размеру в зависимости от того, сколько устройств необходимо подключить в определенной области, а также от требуемой скорости/пропускной способности сети. В небольшом офисе или домашнем офисе обычно достаточно четырех- или восьмипортового коммутатора, но для более крупных развертываний обычно используются коммутаторы до 128 портов. Форм-фактор меньшего коммутатора — это устройство, которое можно разместить на рабочем столе, но коммутаторы также можно монтировать в стойку для размещения в коммутационном шкафу, центре обработки данных или ферме серверов. Размеры устанавливаемых в стойку коммутаторов варьируются от 1U до 4U, но доступны и более крупные коммутаторы.
Коммутаторы также различаются по предлагаемой скорости сети: Fast Ethernet (10/100 Мбит/с), Gigabit Ethernet (10/100/1000 Мбит/с), 10 Gigabit (10/100/1000/10000 Мбит/с) и даже 40/10000 Мбит/с. Скорость 100 Гбит/с. Выбор скоростей зависит от пропускной способности, необходимой для поддерживаемых задач.
Коммутаторы также различаются по своим возможностям. Вот четыре типа.
1. Неуправляемые
Неуправляемые коммутаторы — это самые простые коммутаторы с фиксированной конфигурацией. Как правило, они работают по принципу plug-and-play, что означает, что у пользователя практически нет вариантов выбора. У них могут быть настройки по умолчанию для таких функций, как качество обслуживания, но их нельзя изменить. Положительным моментом является то, что неуправляемые коммутаторы относительно недороги, но отсутствие у них функций делает их непригодными для большинства корпоративных целей.
2. Управляемые
Управляемые коммутаторы предлагают больше функций и возможностей для ИТ-специалистов и чаще всего используются в бизнес-среде или на предприятии. Управляемые коммутаторы имеют интерфейсы командной строки (CLI) для их настройки. Они поддерживают агенты простого протокола управления сетью (SNMP), предоставляющие информацию, которую можно использовать для устранения неполадок в сети.
Они также могут поддерживать виртуальные локальные сети, настройки качества обслуживания и IP-маршрутизацию. Безопасность также лучше, защищая все типы трафика, который они обрабатывают. Благодаря расширенным функциям управляемые коммутаторы стоят намного дороже, чем неуправляемые коммутаторы.
3. Интеллектуальные или интеллектуальные коммутаторы
Интеллектуальные или интеллектуальные коммутаторы — это управляемые коммутаторы, которые имеют некоторые функции, превышающие возможности неуправляемого коммутатора, но меньше, чем у управляемого коммутатора. Хотя они более сложны, чем неуправляемые коммутаторы, они также дешевле, чем полностью управляемые коммутаторы. Как правило, они не поддерживают доступ через telnet и имеют веб-интерфейс, а не интерфейс командной строки. Другие варианты, такие как VLAN, могут иметь не так много функций, как те, которые поддерживаются полностью управляемыми коммутаторами. Поскольку они менее дороги, они могут хорошо подходить для небольших компаний с меньшими финансовыми ресурсами и/или с меньшими потребностями в функциях.
4.
KVM-переключатель
Особый тип переключателя, используемый в центрах обработки данных или других местах с большим количеством серверов. KVM-переключатель имеет K клавиатуру, V ideo (монитор) и M мышь. подключение к нескольким компьютерам, что позволяет пользователям управлять группами серверов из одного места или консоли. Добавляя удлинитель KVM, KVM-переключатели могут обеспечить локальный и удаленный доступ к машинам, позволяя компании централизовать обслуживание и управление сервером.
Что такое функции управления сетевым коммутатором?
Полный список функций и функций сетевого коммутатора зависит от производителя коммутатора и предоставленного дополнительного программного обеспечения, но в целом коммутатор позволяет профессионалам:
Включать и отключать определенные порты на коммутаторе.
Настройте параметры дуплекса (полный или полный), а также пропускную способность.
Установка уровней качества обслуживания (QoS) для определенного порта.
Включить фильтрацию MAC-адресов и другие функции контроля доступа.
Настроить SNMP-мониторинг устройств, включая работоспособность канала.
Настройте зеркалирование портов для мониторинга сетевого трафика.
Какова стоимость сетевых коммутаторов?
Коммутаторы по-прежнему важны для современного предприятия, поскольку их возможности могут обеспечить дальнейшее беспроводное подключение, а также поддержку устройств Интернета вещей и интеллектуальных зданий, которые помогают обеспечить более устойчивую работу. Растущее использование устройств промышленного Интернета вещей, которые соединяют датчики и оборудование на заводах, также требует коммутационных технологий для обратного подключения к корпоративной сети.
Современные коммутаторы теперь, вероятно, включают технологию Power over Ethernet (PoE), которая может обеспечивать мощность до 100 Вт для поддержки устройств, подключенных к сети. Это позволяет компаниям размещать устройства в местах, где не требуется отдельная розетка питания, например, камеры видеонаблюдения, наружное освещение, точки беспроводного доступа, VoIP-телефоны и множество датчиков (температура, влажность, влажность и т. д.), которые могут контролировать удаленные районы. . Данные, собираемые и передаваемые с устройств IoT, могут быть собраны коммутатором и применены к алгоритмам искусственного интеллекта и машинного обучения, чтобы помочь оптимизировать более интеллектуальные среды.
Как еще можно использовать сетевые коммутаторы?
В больших сетях коммутаторы часто используются для разгрузки трафика для аналитики. Это может быть важно для специалистов по безопасности, поскольку коммутатор может быть размещен перед маршрутизатором глобальной сети до того, как трафик пойдет в локальную сеть. Это может облегчить обнаружение вторжений, анализ производительности и межсетевой экран. Во многих случаях зеркалирование портов может создать зеркальное отображение данных, проходящих через коммутатор, перед их отправкой в систему обнаружения вторжений или анализатор пакетов.