Ce este un comutator? Care este diferența dintre un switch și un router? Comutare simetrică și asimetrică

Un comutator de rețea sau comutator (din engleză switch) este un dispozitiv care îndeplinește funcția de „inteligent” conectând mai multe noduri retea localaîn cadrul unui segment. Spre deosebire de un hub, care distribuie traficul de la un dispozitiv conectat la toate celelalte, un comutator transmite date doar direct către destinație. Excepția este traficul de difuzare (la adresa MAC FF:FF:FF:FF:FF:FF) către toate nodurile de rețea. Acest lucru îmbunătățește performanța și securitatea rețelei prin eliberarea altor segmente de rețea de a fi nevoite să proceseze date care nu le-au fost destinate.

Comutatorul operează la al doilea strat de legătură al modelului OSI și în caz general pot uni gazdele din aceeași rețea numai prin adresele lor MAC. Switch-urile au fost proiectate folosind tehnologii bridge și sunt adesea considerate punți multiport. Routerele sunt folosite pentru a conecta mai multe rețele pe baza stratului de rețea.

Principiul de funcționare al comutatorului

Comutatorul se stochează memorie nevolatilă o tabelă de comutare care conține perechi de adrese MAC potriviri cu un nod de port de comutare. Când comutatorul este pornit pentru prima dată, acest tabel este gol și dispozitivul funcționează în modul de învățare. În acest mod, datele care ajung pe orice port sunt transmise către toate celelalte porturi ale comutatorului. Apoi comutatorul analizează cadrele și, după ce a aflat adresa MAC a expeditorului, o stochează într-un tabel.

În viitor, dacă un cadru pentru un anumit destinatar a cărui adresă MAC este deja în tabel ajunge la unul dintre porturile de comutare, pachetul este trimis prin portul specificat în tabel. Dacă adresa MAC de destinație nu este asociată cu niciun port de comutare, atunci cadrul este redirecționat către toate porturile. După ceva timp, comutatorul se construiește masa plina pentru toate porturile, rezultând trafic localizat. Este de remarcat latența scăzută și de mare viteză redirecționare pe fiecare port de interfață.

Informații introductive

Mulți oameni încă nu văd diferența dintre un comutator și un hub. Dându-mi seama că subiectul a fost deja discutat de multe ori, tot am vrut să încep cu el.

Pentru comutatoare, această regulă nu mai este relevantă, deoarece Comutatoarele moderne, chiar și cele entry-level, în timpul funcționării, formează un tabel de comutare tastând o listă de adrese MAC și, în funcție de aceasta, transferă date. Fiecare comutator, după un timp scurt de funcționare, „știe” pe ce port se află fiecare computer din rețea.

Când este pornit pentru prima dată, masa de comutare este goală și comutatorul începe să funcționeze în modul de învățare. În modul de învățare, funcționarea comutatorului este identică cu cea a hub-ului: comutatorul, care primește date care sosesc pe un port, le transmite către toate celelalte porturi. În acest moment, comutatorul analizează toate porturile care trec și în cele din urmă compilează un tabel de comutare.

Caracteristici de luat în considerare atunci când alegeți un comutator

Pentru a face alegerea corectă atunci când cumpărați un comutator, trebuie să înțelegeți toate denumirile indicate de producător. Cumpărând chiar și cel mai mult aparat ieftin, poți vedea lista mare standarde și funcții acceptate. Fiecare producător de echipamente de rețea încearcă să indice în specificații cât mai mult posibil mai multe caracteristici, deosebindu-vă astfel produsul de concurenți și crescând costul final.

Funcții comune ale comutatorului:

• Numărul de porturi. Numărul total de porturi la care vă puteți conecta diferit dispozitive de rețea.

  Numărul de porturi variază de la 5 la 48.

• Rata de date de bază. Aceasta este viteza cu care funcționează fiecare port de comutare. De obicei sunt specificate mai multe viteze, de exemplu, 10/100/1000 Mb/sec. Aceasta indică faptul că portul poate funcționa la toate vitezele specificate. În majoritatea cazurilor, comutatorul acceptă standardul IEEE 802.3 Nway pentru vitezele portului de detectare automată.

  Atunci când alegeți un comutator, ar trebui să luați în considerare natura muncii utilizatorilor conectați la acesta.

• Intern debitului . Acest parametru în sine nu joacă un rol de mare importanță. Pentru a alege comutatorul potrivit, ar trebui să-i acordați atenție numai împreună cu totalul viteza maxima toate porturile de comutare (această valoare poate fi calculată independent prin înmulțirea numărului de porturi cu viteza de baza port). Prin corelarea acestor două valori, puteți evalua performanța comutatorului în momentele de sarcină maximă, când toți utilizatorii conectați profită la maximum de conexiunea la rețea.

  De exemplu, utilizați un comutator cu 16 porturi cu o viteză de 100 Mb/s și un debit de 1 Gb/s. În perioadele de sarcină maximă, 16 porturi vor putea transmite un volum de informații egal cu:

  16x100=1b00(Mb/sec)=1,6(Gb/sec)

  Valoarea rezultată este mai mică decât debitul comutatorului în sine. Acest comutator este potrivit în majoritatea cazurilor organizație mică, unde în practică situația de mai sus poate fi întâlnită extrem de rar, dar nu este potrivită pentru o organizație în care se transmit cantități mari de informații.

  Pentru a selecta comutatorul potrivit, ar trebui să țineți cont de faptul că, în realitate, debitul intern nu corespunde întotdeauna cu valoarea declarată de producător.

• Negociere automată între modurile Full-duplex și Half-duplex. În modul Full-duplex, datele sunt transmise în două direcții simultan. În modul Half-duplex, datele pot fi transmise doar într-o direcție odată. Negocierea automată între moduri evită problemele de utilizare moduri diferite pe diferite dispozitive.
• Detectare automată a tipului de cablu MDI/MDI-X. Această funcție va determina automat după ce standard a fost „strâns” cablul pereche răsucită, permițând acestor 2 standarde să funcționeze pe aceeași rețea LAN.

Standard MDI:


Standard MDI-X:


• Disponibilitatea portului Uplink. Portul Uplink este proiectat pentru comutatoare în cascadă, de ex. conectarea a două întrerupătoare împreună. Pentru a le conecta am folosit cablu încrucișat(Încrucișare). Acum astfel de porturi pot fi găsite doar pe comutatoare vechi sau pe echipamente specifice. În linii mari, în switch-urile moderne toate porturile funcționează ca Uplink.
• Stivuire. Stivuirea comutatoarelor se referă la combinarea mai multor comutatoare într-unul singur dispozitiv logic. Este recomandabil să efectuați stivuirea atunci când în cele din urmă trebuie să obțineți un comutator cu un număr mare de porturi (mai mult de 48 de porturi). Diverși producători Switch-urile folosesc tehnologiile lor de stivuire proprietare, de exemplu, Cisco utilizează tehnologia de stivuire StackWise (magistrală de 32 Gbit/s între comutatoare) și StackWise Plus (magistrală de 64 Gbit/s între comutatoare).

  Atunci când alegeți un comutator, ar trebui să acordați preferință dispozitivelor care acceptă stivuirea, deoarece Această caracteristică poate fi utilă în viitor.

• Montabil pe rack. Aceasta înseamnă că un astfel de comutator poate fi instalat într-un rack sau în dulap de cablaje. Cele mai răspândite sunt dulapurile și rafturile de 19 inchi, care au devenit un standard nescris pentru echipamentele moderne de rețea.

  Majoritate aparate moderne aveți un astfel de suport, așa că atunci când alegeți un comutator nu ar trebui să vă concentrați prea multă atenție asupra acestui lucru.

• Numărul de sloturi de expansiune. Unele switch-uri au mai multe sloturi de expansiune pentru a găzdui interfețe suplimentare. Module Gigabit folosind pereche răsucită, și interfețe optice capabile să transmită date prin cablu de fibră optică.
• Dimensiunea tabelului de adrese MAC. Aceasta este dimensiunea tabelului de comutare, care corelează adresele MAC întâlnite cu port specific comutator. Dacă nu există suficient spațiu în tabelul de comutare, adresele MAC care nu au fost utilizate de mult timp sunt șterse. Dacă numărul de computere din rețea este mult mai mare decât dimensiunea tabelului, atunci există o scădere vizibilă a performanței comutatorului, deoarece Cu fiecare nouă adresă MAC, se caută un computer și se introduce un marcaj în tabel.

  Atunci când alegeți un comutator, ar trebui să estimați numărul aproximativ de computere și dimensiunea tabelului de adrese MAC al comutatorului.

• Controlul fluxului(Controlul debitului). Controlul fluxului IEEE 802.3x oferă protecție împotriva pierderii pachetelor pe măsură ce se deplasează prin rețea. De exemplu, un comutator în timpul sarcini de vârf, incapabil să facă față fluxului de date, trimite un semnal de depășire a tamponului către dispozitivul care trimite și suspendă primirea datelor. Dispozitivul expeditor, care primește un astfel de semnal, oprește transmisia de date până când există un răspuns pozitiv de la comutator pentru a relua procesul. Astfel, cele două dispozitive par să „să fie de acord” între ele când să transmită date și când nu.

  Deoarece această funcție este prezentă în aproape toate comutatoarele moderne, nu ar trebui să vă concentrați prea multă atenție asupra ei atunci când alegeți un comutator.

• Cadru Jumbo. Prezența acestei funcții permite comutatorului să funcționeze cu mai multe dimensiune mare pachet decât specificat în standardul Ethernet.

  După ce fiecare pachet este primit, se petrece ceva timp procesându-l. Atunci când utilizați o dimensiune mărită a pachetului folosind tehnologia Jumbo Frame, puteți economisi semnificativ timpul de procesare a pachetelor în rețelele care utilizează rate de transfer de date de 1 Gb/sec și mai mari. La o viteză mai mică, nu ar trebui să vă așteptați la un câștig mare.

  Tehnologia Jumbo Frame funcționează doar între două dispozitive care o acceptă ambele.

  Când selectați un comutator, nu trebuie să vă concentrați pe această funcție, deoarece este prezent în aproape toate dispozitivele.

• Putere prin Ethernet(PoE). Această tehnologie de transmisie curent electric pentru a alimenta comutatorul prin fire de pereche răsucite neutilizate. Standardul IEEE 802.af.
• Protecție la trăsnet încorporată. Unii producători includ tehnologie de protecție împotriva trăsnetelor în întrerupătoarele lor. Un astfel de comutator trebuie să fie împământat, altfel sensul acestuia functie suplimentara dispare.

Citiți despre hardware nou, știri de la companiile de calculatoare și rămâneți mereu la curent cu cele mai recente realizări.

Ce tipuri de comutatoare există?

Pe lângă faptul că toate comutatoarele existente diferă în ceea ce privește numărul de porturi (5, 8, 16, 24 și 48 de porturi etc.) și viteza de transfer de date (100Mb/sec, 1Gb/sec și 10Gb/sec etc.) , comutatoarele pot fi, de asemenea, împărțite în:

1. Comutatoare negestionate- Sunt dispozitive autonome simple care gestionează transmisia datelor în mod independent și nu au instrumente de control manual. Unele modele de comutatoare neadministrate au instrumente de monitorizare încorporate (de exemplu, unele comutatoare Compex).

   Astfel de comutatoare sunt cele mai răspândite în rețelele LAN „acasă” și întreprinderile mici, al căror avantaj principal poate fi numit pret micŞi funcţionare autonomă, fără intervenție umană.

   Dezavantajele comutatoarelor neadministrate sunt lipsa instrumentelor de management și performanța internă scăzută. Prin urmare în rețele mariîntreprinderile nu sunt comutatoare gestionate nu este rezonabil de utilizat, deoarece administrarea unei astfel de rețele necesită un efort uman enorm și impune o serie de restricții semnificative.

2. Comutatoare gestionate- acestea sunt dispozitive mai avansate în care funcționează modul automat, dar pe lângă aceasta au control manual. Controlul manual vă permite să configurați funcționarea comutatorului foarte flexibil și să ușurați viața administratorului de sistem.

   Principalul dezavantaj al comutatoarelor gestionate este prețul, care depinde de capacitățile comutatorului în sine și de performanța acestuia.

Absolut toate comutatoarele pot fi împărțite în niveluri. Cu cât nivelul este mai mare, cu atât dispozitivul este mai complex și, prin urmare, mai scump. Nivelul comutatorului este determinat de stratul pe care operează. model de rețea OSI.

Pentru a selecta comutatorul potrivit, va trebui să decideți la ce nivel de rețea trebuie să administrați LAN.

Separarea comutatoarelor pe nivele:

1. Comutator de nivel 1. Aceasta include toate dispozitivele care funcționează la nivelul 1 al modelului de rețea OSI - nivel fizic . Astfel de dispozitive includ repetoare, hub-uri și alte dispozitive care nu funcționează deloc cu date, dar funcționează cu semnale. Aceste dispozitive transmit informații precum turnarea apei. Dacă există apă, apoi turnați-o mai departe, dacă nu este apă, atunci ei așteaptă. Astfel de dispozitive nu au fost produse de mult timp și sunt destul de greu de găsit.
2. Comutator de strat 2. Aceasta include toate dispozitivele care funcționează la nivelul 2 al modelului de rețea OSI - nivelul link-ului. Astfel de dispozitive includ toate comutatoarele neadministrate și unele gestionate.

   Comutatoarele de nivel 2 funcționează cu date nu ca un flux continuu de informații (comutatoare de nivel 1), ci ca informații individuale - cadre ( cadru sau argou. rame). Ei sunt capabili să analizeze cadrele primite și să lucreze cu adresele MAC ale dispozitivelor emițătoare și receptor de cadre. Astfel de comutatoare „nu înțeleg” adresele IP ale computerelor pentru ele, toate dispozitivele sunt denumite sub formă de adrese MAC.

   Switch-urile de nivel 2 creează tabele de comutare care mapează adresele MAC ale dispozitivelor de rețea întâlnite la anumite porturi de comutare.

   Switch-urile de nivel 2 acceptă următoarele protocoale:

   
   
3. Comutator de nivel 3. Aceasta include toate dispozitivele care funcționează la nivelul 3 al modelului de rețea OSI - nivelul rețelei. Astfel de dispozitive includ toate routerele, unele comutatoare gestionate, precum și toate dispozitivele care pot funcționa cu diverse protocoale de rețea: IPv4, IPv6, IPX, IPsec etc. Este mai potrivit să se clasifice comutatoarele Layer 3 nu ca comutatoare, ci ca routere, deoarece aceste dispozitive sunt deja pe deplin capabile să direcționeze traficul de trecere între rețele diferite. Switch-urile Layer 3 acceptă pe deplin toate caracteristicile și standardele switch-urilor Layer 2. Dispozitivele din rețea pot fi accesate folosind adrese IP. Comutatorul de nivel 3 acceptă instalarea diverse conexiuni: pptp, pppoe, vpn etc.
4. Comutator de nivel 4. Aceasta include toate dispozitivele care funcționează la nivelul 4 al modelului de rețea OSI - nivelul transportului. Astfel de dispozitive includ routere mai avansate care pot funcționa cu aplicații. Switch-urile de nivel 4 folosesc informațiile conținute în antetele pachetelor referitoare la straturile 3 și 4 ale stivei de protocoale, cum ar fi adresele IP sursă și destinație, biții SYN/FIN care marchează începutul și sfârșitul sesiunilor de aplicație și numerele de port TCP/UDP pentru identificare. de trafic aparținând aplicatii diverse. Pe baza acestor informații, comutatoarele Layer 4 pot lua decizii inteligente cu privire la redirecționarea traficului pentru o anumită sesiune.

Pentru a alege comutatorul potrivit, trebuie să înțelegeți întreaga topologie viitoarea retea, calculați numărul aproximativ de utilizatori, selectați rata de transfer de date pentru fiecare secțiune a rețelei și apoi sarcină specificăîncepeți să alegeți echipamentul.

Gestionarea comutatoarelor

Comutatoarele inteligente pot fi gestionate în diferite moduri:

• prin Acces SSH. Conexiunea la comutatorul gestionat se realizează printr-un sistem securizat Protocolul SSH, aplicand diverși clienți(chit, gSTP etc.). Configurarea are loc prin linia de comandă a comutatorului.
• prin Acces Telnet la portul de consolă al comutatorului. Conexiunea la comutatorul gestionat se realizează folosind protocolul Telnet. Drept urmare, obținem acces la linia de comandă a comutatorului. Utilizarea unui astfel de acces este justificată doar în timpul configurării inițiale, deoarece Telnet este un canal de transmisie de date nesecurizat.
• prin Interfață web. Configurarea se face printr-un browser WEB. În cele mai multe cazuri, configurarea prin interfața Web nu vă permite să profitați de toate funcțiile echipamentelor de rețea, care sunt complet disponibile doar în modul linie de comandă.
• prin protocol SNMP. SNMP este un protocol controale simple retelelor.

  Un administrator de rețea poate controla și configura mai multe dispozitive de rețea simultan de pe computerul său. Datorită unificării și standardizării acestui protocol, devine posibilă verificarea și configurarea centrală a tuturor componentelor principale ale rețelei.

Pentru a alege comutatorul gestionat corect, ar trebui să acordați atenție dispozitivelor care au acces SSH și protocol SNMP. Fără îndoială, interfața Web ușurează configurarea inițială comutator, dar aproape întotdeauna are mai puține funcții decât linie de comandă, deci prezența sa este încurajată, dar nu obligatorie.

Aleatoriu 7 articole.

Comutare (din latinescul „a schimba, a schimba”) are mai multe sensuri. Acest termen este folosit în matematică, rețele de computere și telefonie și tehnologie. În acest articol vom arunca o privire mai atentă la ce este un comutator și de ce este necesar.

Comutator auto

În industriile tehnice, acesta este un dispozitiv (întrerupător, distribuitor) care, prin pornire, comutare sau oprire, asigură selectarea circuitului necesar și conectează circuitul de intrare la acesta. În orice vehicul există un comutator. În practica auto, comutatoarele sunt mai des folosite ca dispozitive individuale. Ei pot testa elemente din sistemul de aprindere, pot regla automat momentul aprinderii atunci când mașina trece de la benzină la gaz etc. Sunt echipate întrerupătoare moderne. modul de urgență lucru.

Comutator de rețea

Comutator de rețea și comutator sunt același termen. Pentru ce este folosit un comutator? De exemplu, aveți două computere acasă, fiecare cu placa de retea. Pentru a le conecta la o rețea, este necesar un cablu încrucișat. Ce trebuie să faceți dacă ați achiziționat unul sau mai multe computere și trebuie să le combinați într-o singură rețea?

Cele mai multe solutie optima această problemă va cumpăra un comutator de rețea. Acesta reunește diverse dispozitive de rețea, cum ar fi computere, servere conectate la acestea într-un singur segment de rețea. Mai simplu spus, toate dispozitivele conectate la comutator vor putea „comunica” între ele. Când cumpărați un comutator, puteți întâlni și termenii hub și router. Unii oameni cred că sunt același lucru. Da, sunt asemănătoare, dar există încă diferențe. Și nu pot fi ignorate.

Să aruncăm o privire rapidă la diferența dintre un hub și un router. Un hub este cel mai simplu și mai ieftin dispozitiv care conectează computere rețea mică. Un comutator de rețea face același lucru, dar mult mai eficient. Deținând o anumită „inteligență”, informațiile sunt transmise unui anumit destinatar folosind o adresă Mac. Un router este un dispozitiv inteligent care conectează două sau mai multe rețele. Cu ajutorul acestuia, mai multe computere sunt conectate la Internet. Mai scump.

Un router ia în considerare mai multe căi pentru a transmite informații. De asemenea, blochează transmisiile radio, oferind mai mult nivel înalt securitate decât un comutator. Poate ajusta munca în rețea, o poate proteja prin filtrarea pachetelor și determinând pe care să le blocheze și pe care să le lase să treacă. O puteți face singur, dar pentru un diagnostic mai precis este mai bine să consultați un specialist.

Un comutator de rețea este un dispozitiv utilizat în rețelele de pachete concepute pentru a conecta mai multe segmente. Spre deosebire de (router), un comutator funcționează pe un model, care determină principalele diferențe dintre ele. Comutatorul nu calculează ruta pentru transmiterea ulterioară a pachetelor prin rețea, analizând diferiți factori, așa cum o face. Switch transferă date doar de la un port la altul pe baza informațiilor conținute în pachet. De obicei, adresa MAC a dispozitivului către care sunt transferate datele este folosită ca semn al alegerii unui port de ieșire. La rândul său, comutatorul, spre deosebire de sau, nu traduce pur și simplu porturile la toate ieșirile pe care le are, ci la una preselectată.

Exemplu de rețea cu comutator

Comutatoarele de rețea sunt utilizate în mai multe, dar sunt cele mai răspândite în. Sarcina lor principală în rețea este să împartă rețeaua în segmente. Acest lucru este valabil mai ales în rețelele cu un număr mare posturi de lucru, deoarece cu atât mai multe dispozitive finale lucrează simultan mediu unic transmiterea datelor, cu atât probabilitatea unei coliziuni este mai mare (transmiterea simultană a datelor de către mai multe dispozitive) și, în consecință, eficiența rețelei este mai mică. Comutatorul vă permite să vă împărțiți o singură rețeaîn mai multe segmente și crește numărul de dispozitive care funcționează simultan.

Există comutatoare gestionate și neadministrate. Switch-urile neadministrate se autoconfigurează după ce sunt conectate la rețea. Ei analizează adresele MAC ale tuturor dispozitivelor conectate la acestea și vor comuta între porturi pe baza analizei antetului pachetului, care conține adresa MAC a dispozitivului destinatar. Comutatoarele gestionate oferă o interfață pentru ca un administrator să configureze comutatorul pentru a funcționa rețea specifică. De exemplu, este posibil să selectați un mod de protecție împotriva erorilor (în cazul lucrului în tandem cu un comutator de rezervă), să combinați mai multe porturi într-o singură direcție, să configurați prioritățile și rezervările de porturi și multe altele. etc. De obicei, comutatoarele gestionate sunt mai scumpe și sunt folosite în rețele de mare capacitate, cu cerințe suplimentare din punct de vedere al fiabilității.

Schimbarea se poate face și sub formă taxa mica pentru 4 porturi și un suport cu mai multe rafturi cu posibilitate de integrare dispozitive suplimentareși extinderea capacității. Tot in functie de scop comutator de rețea pot fi furnizate autoalimentat, porturi de control și redundanță, răcire.