КОММУТАТОР ПОРТОВ

Выбор сетевого коммутатора | Блог | Клуб DNS

: 3 года назад

Сейчас, во время всевозможных гаджетов и электронных девайсов, которые переполняют среду обитания обычного человека, актуальна проблема – как эти все интеллектуальные устройства увязать между собой.

Почти в любой квартире есть телевизор, компьютер/ноутбук, принтер, сканер, звуковая система, и хочется как-то скоординировать их, а не перекидывать бесконечное количество информации флешками, и при этом не запутаться в бесконечных километрах проводов.

Та же самая ситуация касается офисов – с немалым количеством компьютеров и МФУ, или других систем, где нужно увязать разных представителей электронного сообщества в одну систему. Вот тут и возникает идея построения локальной сети. А основа грамотно организованной и структурированной локальной сети – сетевой коммутатор.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Коммутатор, или свитч – прибор, объединяющий несколько интеллектуальных устройств в локальную сеть для обмена данными. При получении информации на один из портов, передает ее далее на другой порт, на основании таблицы коммутации или таблицы MAC-адресов.

При этом процесс заполнения таблицы идет не пользователем, а самим коммутатором, в процессе работы – при первом сеансе передачи данных таблица пуста, и изначально коммутатор ретранслирует пришедшую информацию на все свои порты.

Но в процессе работы он запоминает пути следования информации, записывает их к себе в таблицу и при последующих сеансах уже отправляет информацию по определенному адресу. Размер таблицы может включать от 1000 до 16384 адресов.

Для построения локальных сетей используются и другие устройства – концентраторы (хабы) и маршрутизаторы (роутеры). Сразу, во избежание путаницы, стоит указать на различия между ними и коммутатором.

Концентратор (он же хаб) – является прародителем коммутатора.

Но изредка они еще встречаются, впрочем, среди современного сетевого оборудования выглядят, как самоходные кареты начала 20-го века среди электрокаров современности.

Маршрутизаторы – устройства, с которыми часто путают коммутаторы из-за похожего внешнего вида, но у них более обширный спектр возможностей работы, и ввиду с этим более высокая стоимость. Это своего рода сетевые микрокомпьютеры, с помощью которых можно полноценно настроить сеть, прописав все адреса устройств в ней и наложив логические алгоритмы работы – к примеру, защиту сети.

Коммутаторы и хабы чаще всего используются для организации локальных сетей, маршрутизаторы – для организации сети, связанной с выходом в интернет.

Однако следует заметить, что сейчас постепенно размываются границы между коммутаторами и маршрутизаторами – выпускаются коммутаторы, которые требуют настройки и работают с прописываемыми адресами устройств локальной сети.

Они могут выполнять функции маршрутизаторов, но это, как правило, дорогостоящие устройства не для домашнего использования.

Самый простой и дешевый вариант конфигурации домашней локальной сети средних размеров (с количеством объектов более 5), с подключением к интернету, будет содержать и коммутатор, и роутер:

Особенности работы

При покупке коммутатора нужно четко понимать – зачем он вам, как будете им использоваться, как будете его обслуживать. Чтобы выбрать устройство, оптимально отвечающее вашим целям, и не переплатить лишних денег, рассмотрим основные параметры коммутаторов:

• Вид коммутатора– управляемый,  неуправляемый и настраиваемый. 

• Размещение коммутатора – может быть трех типов:

1.  Настольный – компактное устройство, которое можно просто разместить на столе;
2.  Настенный – небольшое устройство, которое, как правило, можно расположить как на столе, так и на стене – для последнего предусмотрены специальные пазы/крепления;
3.  Монтируемый на стойку – устройство с предусмотренными пазами для монтажа в стойку сетевого оборудования, но которое, как правило, также можно расположить на столе. 

• Базовая скорость передачи данных –  скорость, с которой работает каждый из портов устройства. Как правило, в параметрах коммутатора указывается сразу несколько цифр, к примеру: 10/100Мбит/сек – это означает, что порт может работать и со скоростью 10Мбит/сек, и 100Мбит/сек, автоматически подстраиваясь под скорость источника данных. Представлены модели с базовой скоростью:

1. 10/100Мбит/сек;
2. 10/100/1000Мбит/сек;

Источник: https://club.dns-shop.ru/post/15316

Настраиваем коммутатор: от VLAN до Turbo Ring

Мы знаем, что, управляемый коммутатор «из коробки», готов работать даже без настроек, НО только как неуправляемый. Соответственно, нам предстоит процесс настройки свитча для решения поставленных задач.

Чем отличаются управляемый коммутатор от неуправляемого?

VLANs

Основная функция управляемых коммутаторов — это, конечно же, дробление базовой сети на более мелкие подсети.

VLAN – это функция, позволяющая физическую сеть разделить на несколько виртуальных подсетей. Т.е. одна подсеть будет соответствовать определенному VLAN.

Физически сеть не затрагивается – это означает, что несколько VLANов проходит через одно и то же соединение.

Это в свою очередь увеличивает безопасность каждой подсети. Стоит отметить, что благодаря разбивке снижается трафик широковещательных доменов (это те данные, которые предназначены для отправки всем участникам сети).

Существует несколько ролей портов:

Access – для соединения с нетегированными/конечными устройствами, например, с ПК. Trunk – соединение между несколькими нетегированными/тегированными устройствами и/или коммутаторами.

Hybrid – похож на trunk порт, но с возможностью указывать теги, которые будут удалены из пакетов.

Резервирование

Следующая функция, для которой необходим управляемый свитч – это резервирование. Помним, что неуправляемый коммутатор НЕ поддерживает кольцевую топологию.

Самый широкоиспользуемый протокол резервирования – это RSTP (Rapid spanning tree protocol)

Настройки RSTP намного проще чем понимание его принципа работы с ролями портов, поэтому рассмотрим только сам принцип:

У вас имеется некая сеть из коммутаторов (группа). Вы включаете функцию RSTP на всех коммутаторах, и свитчи самостоятельно выстраиваются в топологию «дерева». Выбирается «корневой» коммутатор (Root), к которому каждый свитч из сети ищет кратчайший путь, а те линии, которые больше не используются, становятся резервными.

Turbo Ring & Turbo Chain

О современных протоколах резервирования, таких как Turbo Ring и Turbo Chain, обеспечивающие время восстановления сети до 20 мс, и их настройках мы говорили ранее.

Технологии.

Port Trunking

Интересная функция Port Trunking, благодаря которой возможно увеличить пропускную способность сети. Концепция состоит в том, что при объединении нескольких физических каналов получаем один логический, производительность которого приблизительно равна сумме задействованных линий. Это так же обеспечивает резервирование (при обрыве одной из линии, трафик будет проходить по остальным).

В настройках просто выделяются те порты, которые объединяются в trunk. И выбирается транк-группа

В последнем обновлении прошивки Turbo Pack 3 от MOXA появилась поддержка объединения всей транк-группы в виртуальный логический порт Turbo Ring. Это означает, что теперь можно строить резервирование Turbo Ring на объединенных линиях.

Функция блокировки портов обеспечивает дополнительную сетевую безопасность, благодаря возможности контроля доступа к определенным портам коммутатора.

Port Security

Еще одна функция безопасности, ограничивающая доступ к порту — это Port Security. Осуществляется привязкой MAC адреса к определенному порту. Благодаря чему, доступ к данному порту будет иметь только определенно устройство.

Port Mirror

Зеркалирование порта – используется для мониторинга данных через определенный порт, путем дублирования трафика с одного порта на другой.

В настройках выбирается порт (monitored port), чья активность будет отслеживаться. Выбирается вариант отслеживания (только входящий трафик, только исходящий или оба). И соответственно порт, на который будет осуществляться дублирование сетевой активности (mirror port):

Мониторинг

Управляемый коммутатор имеет микропроцессор, и в режиме реального времени есть возможность осуществлять просмотр статистики. Например, состояние системных ресурсов:

Существует мониторинг общей активности передачи данных, а также каждого порта по отдельности. При этом возможно выбрать тип пакетов:

Восстановления настроек и обновления прошивки

После настроек любого свитча присутствует вероятность, что настройки могут сброситься, если, например, неопытный инженер внесёт нежелательные изменения.

Для этого случая существует устройство (flash накопитель) ABC-02-USB, которое копирует все настройки свитча и способно восстановить их, а так же обновить прошивку. Для этого Вам понадобиться подключить конфигуратор к коммутатору и перезагрузить его.

При включении коммутатор самостоятельно загрузит все необходимые настройки и/или обновит прошивку.

Если у Вас есть вопросы по продукции МОХА, обращайтесь по телефону: +7 (495) 419-1201 или по e-mail: russia@moxa.pro

• Какие модели коммутаторов Моха поддерживают технологию резервирования Turbo Ring / Turbo Chain?
• Возможно ли использовать в коммутаторах Моха SFP-модули сторонних производителей?
• В чем отличие коммутаторов EDS серии A и E?
• Что такое комбо-порты (combo-port)? Комбинированный порт Gigabit Ethernet представляет собой один порт c двумя разъемами: RJ45 и Mini-GBIC (также называемый SFP).Одновременно может быть активно только одно соединение: либо “медное” по Ethernet кабелю, либо оптическое через SFP-модуль.Примечание: Если в разъем SFP комбо-порта вставлен SFP-модуль, то медный порт автоматически отключается.
• Рекомендации по заземлению Ethernet кабеля При использовании экранированного кабеля для соединения двух устройств Ethernet может возникнуть разность потенциалов между устройствами, особенно если они находятся на большом расстоянии друг от друга и заземлены в разных точках. Это может вызвать протекание тока заземления через порты Ethernet и повредить устройства.В этом случае рекомендуется использовать металлический разъем RJ45 на одном конце и неметаллический разъем на другом конце. В качестве альтернативы, между двумя устройствами может использоваться коммутационная панель (патч-панель), чтобы предотвратить возникновение контуров заземления.Для соединений на коротких расстояниях (например, между двумя устройствами, установленными в одном шкафу), оба конца экранированного кабеля могут быть привязаны к одной и той же точке заземления. Следовательно, в этом случае допустимо использовать экранированный кабель с металлическими разъемами RJ45 на обоих устройствах.
• Почему информация об оборудовании не отображается в MXview?
• Защита от широковещательного шторма есть у всех коммутаторов MOXA? У всех управляемых коммутаторов MOXA есть функция защиты от широковещательного шторма. Ее можно активировать в настройках коммутатора: Bandwidth Management – Rate Limiting.Что касается неуправляемых коммутаторов, то наличие и алгоритм broadcast storm protection зависит от используемой в коммутаторе интегральной схемы, поэтому сказать о всех моделях сразу нельзя. Нужно смотреть наличие функции broadcast storm protection в спецификации на коммутатор.
• Передача VLAN пакетов неуправляемыми коммутаторами MOXA Все неуправляемые коммутаторы MOXA не вносят изменений в тег VLAN и пропускают кадры с тэгами.Некоторые старые коммерческие коммутаторы отбрасывали тегированные кадры. Сейчас это уже не актуально.
• Как рассчитывается значение MTBF для устройств MOXA? MTBF (среднее время между отказами) является индикатором надежности. Для расчета значения MTBF MOXA использует стандарт Telcordia (ранее известный как Bellcore).Значения MTBF можно посмотреть в карточке товара на сайте производителя moxa.com или в спецификации на оборудование.Вы также можете получить официальный отчет MTBF, направив обращение на нашу почту russia@moxa.pro
  

  О стандарте telcordia

  Метод основан на военном стандарте MIL-HDBK 217, но с изменениями и дополнениями для учёта параметров, полученных в режиме реальной коммерческой эксплуатации оборудования, и при этом также содержит обновленную информацию о надежности компонентов. Методика сфокусирована на прогнозировании надёжности системы с учётом характеристик отдельных составляющих путём присвоения различных значений интенсивности отказов каждому электронному компоненту, а также присвоением соответствующих значений интенсивности отказов для характерных стрессовых условий (например – температуры), определённых на основании анализа результатов стрессовых испытаний.Хотя значение MTBF является показателем надежности, тем не менее, оно не отражает предполагаемый срок эксплуатации изделия.

• Можно ли использовать коммутаторы MOXA в сетях PROFINET, Ethernet/IP или Modbus TCP?
• Рекомендации по выбору источника питания. Какой блок питания выбрать?
  1. Для увеличения показателя надежности и продления срока службы источника питания, мы предлагаем использовать блок питания с 30% запасом по мощности. Например, если устройство потребляем 100 Вт, то лучше выбрать блок питания на 130 Вт или больше.
  2. При выборе источника питания стоит учитывать температуру окружающей среды, при которой он будет работать. При высоких значениях температуры снижается выходная мощность блока питания, то же верно и для низких температур. График влияния температуры окружающей среды на выходную мощность можно найти в спецификации.
  3. Для питания устройств с широким диапазоном входных напряжений рекомендуем использовать среднее значение напряжения. Так, например, коммутаторы MOXA поддерживают входное напряжение от 12 до 48 В, мы просим Вас избегать использования источника питания, близкого к нижнему пределу (12 В постоянного тока) или верхнему пределу (48 В постоянного тока). Это нужно для того, чтобы предотвратить выход коммутатора из строя в случае превышения допустимого напряжения выше 48 В или нестабильной работы в случае, если будет падение напряжения ниже 12 В.
• Как узнать серийный номер MOXA (S/N, Serial Number)
• Может ли коммутатор MOXA быть запитан от двух источников питания с разным напряжением? Да, коммутатор MOXA с возможностью подключения резервного источника питания может быть запитан от двух источников питания с разным напряжением.Например, вы можете подключить источник питания 12 В постоянного тока к PWR1 и источник питания 24 В постоянного тока к PWR2. Коммутатор автоматически определит, какой источник питания обеспечивает наибольшее напряжение, и будет использовать этот источник в качестве основного источника питания.Тем не менее, несмотря на то, что коммутаторы MOXA поддерживают входное напряжение от 12 до 48 В, мы просим Вас избегать использования источника питания, близкого к нижнему пределу (12 В постоянного тока) или верхнему пределу (48 В постоянного тока). Это нужно для того, чтобы предотвратить выход коммутатора из строя в случае превышения допустимого напряжения выше 48 В или нестабильной работы в случае, если будет падение напряжения ниже 12 В. Мы настоятельно рекомендуем использовать источник питания 24 В постоянного тока.
• Как настроить Turbo Ring DIP-переключателями?
• Разрешается ли горячая замена SFP-модулей MOXA?

Источник: https://moxa.pro/articles/articles/nastroyka-upravlyaemogo-kommutatora-vlans-rstp-turbo-ring-turbo-chain-port-trunking-port-security-i-/

Как выбрать коммутатор

Как выбрать коммутатор при существующеи разнообразии? Функциональность современных моделей очень разная.

Можно приобрести как простейший неуправляемый свитч, так и многофункциональный управляемый коммутатор, немногим отличающийся от полноценного роутера.

В качестве примера последнего можно привести Mikrotik CRS125-24G-1S-2HND-IN из новой линейки Cloud Router Switch. Соответственно, и цена таких моделей будет гораздо выше.

Поэтому при выборе коммутатора прежде всего нужно определиться, какие из функций и параметров современных свитчей вам необходимы, а за какие не стоит переплачивать. Но сначала – немного теории.

Виды коммутаторов

Неуправляемый или управляемый коммутатор – какой выбрать? Зависит от того, что вам нужно. Если:

• Вам необходимо просто раздать интернет на несколько устройств (5-8 штук);
• Объем трафика, который будут потреблять подключаемые девайсы – небольшой;

• Вам не нужна возможность дополнительных ручных настроек, как-то: фильтрация трафика, ограничение скорости на отдельных портах и т.д.

В этом случае можно выбрать простенький неуправляемый коммутатор стоимостью в 10-15 долларов. Он вполне справится. К примеру, D-Link DES-1005A, Asus GX1005B, TP-Link TL-SF1008D и подобные.

При более сложных требованиях лучше приобрести управляемый. Отличные решения предлагает тот же Микротик, например, Mikrotik RouterBoard RB250GS.

Однако если раньше управляемые коммутаторы отличались от неуправляемых, в том числе, более широким набором функций, то сейчас разница может быть только в возможности или невозможности удаленного управления устройством. В остальном – даже в самые простые модели производители добавляют дополнительный функционал,  частенько повышая при этом их стоимость.

Поэтому на данный момент более информативна классификация коммутаторов по уровням.

Уровни коммутаторов

Для того, чтобы выбрать коммутатор, оптимально подходящий под наши нужды, нужно знать его уровень. Этот параметр определяется на основании того, какую сетевую модель OSI (передачи данных) использует устройство.

• Устройства первого уровня, использующие физическую передачу данных, уже практически исчезли с рынка. Если кто-то еще помнит хабы – то это как раз пример физического уровня, когда информация передается сплошным потоком.
• Уровень 2. К нему относятся практически все неуправляемые коммутаторы. Используется так называемая канальная сетевая модель. Устройства разделяют поступающую информацию на отдельные пакеты (кадры, фреймы), проверяют их и направляют конкретному девайсу-получателю. Основа распределения информации в коммутаторах второго уровня – MAC-адреса. Из них свитч составляет таблицу адресации, запоминая, какому порту какой MAC-адрес соответствует. IP-адреса они не понимают.

• Уровень 3. Выбрав такой коммутатор, вы получаете устройство, которое уже работает с IP-адресами. А также поддерживает множество других возможностей работы с данными: преобразование логических адресов в физические, сетевое протоколы IPv4, IPv6, IPX и т.д., соединения pptp, pppoe, vpn и другие. На третьем, сетевом уровне передачи данных, работают практически все маршрутизаторы и наиболее “продвинутая” часть коммутаторов.

• Уровень 4. Сетевая модель OSI, которая здесь используется, называется транспортной. Даже не все роутеры выпускаются с поддержкой этой модели. Распределение трафика происходит на интеллектуальном уровне – устройство умеет работать с приложениями и на основании заголовков пакетов с данными направлять их по нужному адресу. Кроме того, протоколы транспортного уровня, к примеру TCP, гарантируют надежность доставки пакетов, сохранение определенной последовательности их передачи и умеют оптимизировать трафик.

Выбираем коммутатор – читаем характеристики

Как выбрать коммутатор по параметрам и функциям? Рассмотрим, что подразумевается под некоторыми из часто встречающихся обозначений в характеристиках. К базовым параметрам относятся:

Количество портов. Их число варьируется от 5 до 48. При выборе коммутатора лучше предусмотреть запас для дальнейшего расширения сети.

Базовая скорость передачи данных. Чаще всего мы видим обозначение 10/100/1000 Мбит/сек – скорости, которые поддерживает каждый порт устройства. Т. е.

выбранный коммутатор может работать со скоростью 10 Мбит/сек, 100 Мбит/сек или 1000 Мбит/сек. Достаточно много моделей, которые оснащены и гигабитными, и портами 10/100 Мб/сек.

Большинство современных коммутаторов работают по стандарту IEEE 802.3 Nway, автоматически определяя скорость портов.

Пропускная способность и внутренняя пропускная способность. Первая величина, называемая еще коммутационной матрицей – это максимальный объем трафика, который может быть пропущен через коммутатор в единицу времени. Вычисляется очень просто: кол-во портов х  скорость порта х 2 (дуплекс).

  К примеру, 8-портовый гигабитный коммутатор имеет пропускную способность в 16 Гбит/сек.
Внутренняя пропускная способность обычно обозначается производителем и нужна только для сравнения с предыдущей величиной.

Если заявленная внутренняя пропускная способность меньше максимальной – устройство будет плохо справляться с большими нагрузками, тормозить и зависать.

Автоматическое определение MDI/MDI-X. Это автоопределение и поддержка обоих стандартов, по которым была обжата витая пара, без необходимости ручного контроля соединений.

Слоты расширения. Возможность подключения дополнительных интерфейсов, например, оптических.

Размер таблицы MAC-адресов. Для выбора коммутатора важно заранее просчитать необходимый вам размер таблицы, желательно с учетом будущего расширения сети. Если записей в таблице не будет хватать, коммутатор будет записывать новые поверх старых, и это будет тормозить передачу данных.

Форм-фактор. Коммутаторы выпускаются в двух разновидностях корпуса: настольный/настенный вариант размещения и для стойки. В последнем случае принят стандартный размер устройства -19-дюймов. Специальные ушки для крепления в стойку могут быть съемными.

Выбираем коммутатор с нужными нам функциями для работы с трафиком

Управление потоком (Flow Control, протокол IEEE 802.3x). Предусматривает согласование приема-отправки данных между отправляющим устройством и коммутатором при высоких нагрузках, во избежание потерь пакетов. Функция поддерживается почти каждым свитчом.

Jumbo Frame– увеличенные пакеты. Применяется для скоростей от 1 гбит/сек и выше, позволяет ускорить передачу данных за счет уменьшения количества пакетов и времени на их обработку. Функция есть почти в каждом коммутаторе.

Режимы Full-duplex и Half-duplex.

Практически все современные свитчи поддерживают автосогласование между полудуплексом и полным дуплексом (передача данных только в одну сторону, передача данных в обе стороны одновременно) во избежание проблем в сети.

Приоритезация трафика (стандарт IEEE 802.1p) – устройство умеет определять более важные пакеты (например, VoIP) и отправлять их в первую очередь.

Выбирая коммутатор для сети, где весомую часть трафика будет составлять аудио или видео, стоит обратить внимание на эту функцию

Поддержка VLAN (стандарт IEEE 802.1q).

VLAN – удобное средство для разграничения отдельных участков: внутренней сети предприятия и сети общего пользования для клиентов, различных отделов и т.п.

Зеркалирование трафика. Для обеспечения безопасности внутри сети, контроля или проверки производительности сетевого оборудования, может использоваться зеркалирование (дублирование трафика). К примеру, вся поступающая информация отправляется на один порт для проверки или записи определенным ПО.

Перенаправление портов. Эта функция вам может понадобиться для развертывания сервера с доступом в интернет, или для онлайн-игр.

Защита от “петель” – функции STP и LBD. Особенно важны при выборе неуправляемых коммутаторов. В них обнаружить образовавшуюся петлю – закольцованный участок сети, причину многих глюков и зависаний – практически невозможно. LoopBack Detection автоматически блокирует порт, на котором произошло образование петли.

Протокол STP (IEEE 802.1d) и его более совершенные потомки – IEEE 802.1w, IEEE 802.1s – действуют немного иначе, оптимизируя сеть под древовидную структуру. Изначально в структуре предусмотрены запасные, закольцованные ветви.

Агрегирование каналов (IEEE 802.3ad). Повышает пропускную способность канала, объединяя несколько физических портов в один логический. Максимальная пропускная способность по стандарту – 8 Гбит/сек.

Стекирование. Каждый производитель использует свои собственные разработки стекирования, но в общем эта функция обозначает виртуальное объединение нескольких коммутаторов в одно логическое устройство. Цель стекирования – получить большее количество портов, чем это возможно при использовании физического свитча.

Функции коммутатора для мониторинга и диагностики неисправностей

Диагностика кабеля. Многие коммутаторы определяют неисправность кабельного соединения, обычно при включении устройства, а также вид неисправности – обрыв жилы, короткое замыкание и т.п. Например, в D-Link предусмотрены специальные индикаторы на корпусе:

Защита от вирусного трафика (Safeguard Engine). Методика позволяет повысить стабильность работы и защитить центральный процессор от перегрузок “мусорным” трафиком вирусных программ.

Энергосбережение. Как выбрать коммутатор, который будет экономить вам электроэнергию? Обращайте внимание на наличие функций энергосбережения.

Некоторые производители, например D-Link, выпускают коммутаторы с регулировкой потребления электроэнергии.

Например, умный свитч мониторит подключенные к нему устройства, и если в данный момент какое-то из них не работает, соответствующий порт переводится в “спящий режим”.

Power over Ethernet (PoE, стандарт IEEE 802.af). Коммутатор с использованием этой технологии может питать подключенные к нему устройства по витой паре.

Встроенная грозозащита. Очень нужная функция, однако надо помнить, что такие коммутаторы должны быть заземлены, иначе защита не будет действовать.

Источник: https://lantorg.com/article/kak-vybrat-kommutator

Коммутатор или свитч: функции и особенности сетевого устройства

Коммутатор (свитч) — представляет собой сетевое оборудование, основная функция которого заключается в организации локального интернет-модуля для единичной рабочей структуры. Коммутатор, несомненно, является одним из главных компонентов локальной сетки, обуславливая ее специфические возможности почти во всем.

Функции и особенности работы оборудования

Свитчи применяются для организации простой локальной связи и имеют некоторые особенности работы. К примеру, коммутаторы способны производить аналитический срез информационного пакета и отправлять сведения непосредственно абоненту, а не распространять по всем пользователям локальной сети, как поступает концентратор.

В чем же практичность? Нагрузка, направленная на сервер в этом случае, снижается, причём производительность возрастает. Особо важным является факт надежности при транспортировке данных.

Передача информации осуществляется таким образом, что для всех участников локальной сети, кроме адресата, информация закрыта и ее невозможно заполучить просто так.

Особенности работы оборудования осуществляется на канальном режиме устройства OSI, что обеспечивает объединение узлов на МАС-адресе. Отдельный порт отображается по уникальному МАС-адресу.

В процессе работы коммутатор фиксирует в памяти структуру из МАС-адресов, существующих в рамках сетки. Данная таблица заполняется до тех пор, пока на все сетевые порты не поступит комплект сведений.

Затем все интернет-порты, расположенные в рамках системы получат свои МАС-адреса. Тем самым, комплекты данных достигают получателей по МАС-адресам и не перенаправляются другим пользователям сети.

А когда происходит перезагрузка коммутатора, обнуляются все данные и перезаписываются снова.

Виды коммутаторов (свитчей)

Сетевое оборудование подразделяются на два варианта, все из них имеют особые отличительные характеристики:

1.Управляемые коммутаторы. Механизмы с большим количеством функций, которые различаются и основываются на потребностях отдельной локальной группы. Руководство производится при помощи специального SNMP протокола, находящегося внутри системы либо с применением определенной консоли.

Контролируемые свитчи также делятся на два подтипа: смарт коммутаторы и промышленные. Первые расположены где-то рядом с механизмами, как с управляемыми, так и с неуправляемыми. Имея большое количество опций, они очень дорогие и сложные в управлении.

Вторые имеют другое название «полностью управляемые коммутаторы», при этом они обладают большим числом функций и характеристик.

2.Неуправляемые коммутаторы. Очень часто применяются в маленьких организациях, дома. Такой тип оборудования позволяет нескольким серверам взаимодействовать между собой и другими модулями сети. Например, ноутбук подключен к принтеру, или сканеру и т.п.

Очень удобный вариант для предприятий небольшой или средней сети.

Режимы работы коммутатора

Помимо особенностей, оборудование различается и по режимам работы, которые между собой разнятся периодами времени поступления и безопасности передаваемой информации.

Так, выделяют следующие режимы:

• Промежуточный режим. Он представляет собой хранение и поступление материала в определенный период времени. Оборудование производит распознание сведений в поступающем импульсе, производит их обработку на наличие ошибочных действий, шумов и искажения данных, выявляет адрес абонента и затем передает их к требуемому порту.
• Сквозной режим. Этот механизм характеризуется хорошим темпом транспортировки показаний. Момент обработки и проверки информации опускается. Тем самым транспортировка пакетов осуществляется очень быстро, однако такая скорость может послужить поводом для неточностей и сбоев в полученных данных.
• Безфрагментарный режим. Такой режим передачи, являющийся чем-то средним между первым и вторым вариантом.

P.S. Коммутаторы относятся к последующему поколению концентраторов. Как новый вид, они во многом обгоняют хаб по сетевым характеристикам и показателям, а также относятся к довольно востребованным механизмам для образования локальных сетей.

Источник: https://2hpc.ru/%D1%81%D0%B5%D1%82%D0%B5%D0%B2%D0%BE%D0%B9-%D0%BA%D0%BE%D0%BC%D0%BC%D1%83%D1%82%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80-%D0%B8%D0%BB%D0%B8-%D1%81%D0%B2%D0%B8%D1%82%D1%87-switch/

Сетевой коммутатор (Ethernet Switch): что такое, для чего нужен, как работает, сравниваем с концентратором (Hub)

Научиться настройке MikroTik можно на онлайн курсе по оборудованию этого производителя. Автор курса является сертифицированным тренером MikroTik. Подробней Вы можете прочитать в конце статьи.

В этой статье мы поговорим о том, как работает коммутатор сети ethernet (switch) или мост. Это базовые знания, которыми должен обладать каждый сетевой инженер. Сетевой коммутатор локальной вычислительной сети является центральным элементом инфраструктуры. Понимание его работы является неотъемлемым навыком любого сетевого инженера.

Если у вас до сих пор не сформировались твердые знания о принципах работы данного класса сетевых устройств, то вы рано или поздно столкнетесь с неразрешимыми проблемами при устранении неполадок в вашей сети, например, широковещательный шторм.

Что такое коммутатор сети (ethernet switch / bridge) ?

Сетевой коммутатор (ethernet switch) — это устройство 2 уровня модели OSI, которое используется в качестве концентратора (центральной точки) для подключения других проводных устройств, работающих по технологии ethernet.

Как происходит подключение устройств?

На приведенном ниже рисунке объясняется, как устройства показано подключаются в единую сеть с общей шиной Ethernet и обмениваются друг с другом данными через коммутатор (switch) либо концентратор (hub). Устаревший на сегодняшний день тип устройств с общей шиной из-за снижения пропускной способности пропорционально количеству подключенных устройств.

Насколько дорого использовать коммутаторы в сети?

Своим появлением в 1989 году коммутатор сети ethernet switch обязан компании Kalpana (работала в Кремниевой долине в 1980 и 1990 годах и была поглощена компанией Cisco в 1994 году). Он назывался Kalpana EtherSwitch EPS-1500 и имел на борту 7 портов.

С тех пор идет активное развитие данного типа устройств и с каждым годов снижается стоимость подключения к порту.

Надежность сети при использовании коммутатора (ethernet switch)

Является вы использование коммутатора локальной вычислительной сети в качестве центрального звена сети надежным решением? Если вы сравниваете коммутируемый Ethernet с коаксиальным Ethernet, коммутатор определенно более надежен. До того, как коммутатор был изобретен, компьютеры были подключены в цепь. В конце которой подключался концевик (terminator) для поглощения сигнала. Иначе множественная пересылка сигнала сводила полезный трафик в сети к нулю.

В чем отличие Коммутатора (Switch) от Концентратора (Hub)

Концентратор (Hub) — это сетевое устройство, позволяющее подключать несколько компьютеров к одной сети. Концентраторы могут быть основаны на соединениях Ethernet, Firewire или USB.

Коммутатор (Switch) — устройство управления, которое включает или выключает поток электроэнергии в цепи. Он также может использоваться для маршрутизации информационных шаблонов при потоковой передаче электронных данных, передаваемых по сетям. В контексте сети коммутатор – это компьютерное сетевое устройство, которое соединяет сегменты сети.

Различия в производительности концентраторов и коммутаторов

Коммутатор является эффективной альтернативой концентратору. Люди, как правило, выигрывают от использования свитча, если в их домашней сети четыре или более компьютеров. Также вы невооруженным взглядом заметите разницу при использовании в своей сети приложений, которые генерируют значительный объем сетевого трафика:

• таких как многопользовательские игры
• обмен тяжелыми музыкальными файлами.

Технически говоря, концентраторы работают с использованием широковещательной модели, а коммутаторы — с использованием модели виртуальных каналов. Например, когда четыре компьютера подключены к концентратору, и два из этих компьютеров взаимодействуют друг с другом, концентраторы просто передают весь сетевой трафик на каждый из четырех компьютеров.

Коммутаторы, с другой стороны, способны определять пункт назначения каждого отдельного элемента трафика (такого как кадр Ethernet) и выборочно пересылать данные только на один компьютер, который действительно нуждается в этом. Вырабатывая меньше сетевого трафика при доставке сообщений, коммутатор работает лучше, чем концентратор в загруженных сетях.

При добавлении в сетевой обмен дополнительные устройства вы создаете огромное количество коллизий в случае концентратора, потому как устройства не могут одновременно считывать и передавать информацию.

В следующем видео сравниваются концентраторы, коммутаторы и маршрутизаторы.

Почему коммутируемый Ethernet более надежный и эффективный?

При возникновении проблемы в coaxial-ethernet (10base2) трудно определить где ошибка. Инженеру-связисту необходимо проверить все разъемы один за другим, что требует времени. Также необходимо учесть, что из-за хрупкости коаксиального кабеля сеть часто выходит из строя.

Коаксиальный ethernet использует 2 кабеля (внутренний и внешний) для передачи и приема данных в сеть. При полудуплексной связи, компьютер не может одновременно данные принимать и отправлять.

Когда сеть загружена возникают множественные коллизии при попытки одновременно вести передачу данных двумя и более станциями.

Что почти гарантированно  снижает скорость передачи данных в разы, нередко десятки и сотни раз..

При работе с коммутируемой сетью, если один кабель поврежден, он не будет влиять на других абонентов. Если сломается порт, пользователь может просто подключить кабель к другим работающим портам.

Что касается производительности, механизм внутри коммутатора может обеспечить полнодуплексную связь (full duplex). Поскольку вероятность возникновения коллизий в сети при правильной настройке оборудования практически сведена к нулю, то данный факт повышает производительность всей системы.

Как работает коммутатор локальной сети Ethernet?

Коммутатор локальной сети анализирует заголовок 2 уровня входящего кадра. Каждый ethernet кадр содержит 2 адреса: MAC-адрес источника и MAC-адрес назначения.

Коммутатор вместе с кадром получает MAC-адрес источника и записывает в свою таблицу коммутации напротив номера порта. Эта таблица — волшебный секрет того, как коммутатор  обеспечивает полдуплексную связь.

Затем в таблице коммутации ищется MAC-адрес получателя, и принимается решение о пересылке кадров на определенный порт. Благодаря данному механизму другие сетевые устройства докальной сети не знают о кадрах соседей. Таким образом мы добиваемся работы в полнодуплексном режиме (full duplex).

Процесс пересылки кадра между компьютерами:

1. Получение коммутатором на 1 порту сообщения от компьютера А с адресом назначения bbbb.bbbb.bbbb
2. Проверка таблицы коммутации с целью найти порт, к которому подключен адресат с mac-адресом bbbb.bbbb.bbbb
3. Такой адрес не обнаружен, рассылка запроса на все порты, кроме того, с которого пришло первоначальное сообщение
4. Ответ от компьютера В компьютеру с адресом aaaa.aaaa.aaaa, так как mac-адрес сетевой карты компьютера В совпадает с заголовком кадра
5. Заполнение коммутатором свой таблицы ответом от компьютера В
6. Пересылка ответа от компьютера В компьютеру А

Анимация ниже более наглядно описывает процесс обмена данными между участниками сети:

Вопрос: что произойдет, когда MAC-адрес назначения отсутствует в таблице коммутации свитча, в какой порт следует пересылать  он пересылает?

Ответ: в этом случае коммутатор пересылает кадр во все порты кроме, того с которого получил первоначальное сообщение; ожидая, что станция ответит на сообщение, и коммутатор обновит свою коммутационную таблицу.

Как подобрать коммутатор (Switch) для сети компании?

MikroTik: куда нажать, чтобы заработало?
При всех своих достоинствах, есть у продукции компании MikroTik один минус – много разобщенной и далеко не всегда достоверной информации о ее настройке.

Рекомендуем проверенный источник на русском языке, где все собрано, логично и структурировано – видеокурс «Настройка оборудования MikroTik». В курс входит 162 видеоурока, 45 лабораторных работ, вопросы для самопроверки и конспект. Все материалы остаются у вас бессрочно.

Начало курса можно посмотреть бесплатно, оставив заявку на странице курса. Автор курса является сертифицированным тренером MikroTik.

Источник: https://14bytes.ru/razbiraemsja-kak-rabotaet-kommutator-seti-ethernet-switch/