Какво представлява LAN превключвател или превключвател и за какво е предназначен?

В света на мрежите винаги е важно да знаем как да разграничаваме различните устройства, които ни позволяват да ги създаваме и да свързваме оборудването си. И така, днес ще научим всичко за това какво е превключвател. Ще видим и разликите между това и друго оборудване като рутери, концентратори или дори модеми. Така че, да започнем!

Индекс на съдържанието

Какво е мрежов превключвател или превключвател:

Нека започнем с дефинирането какво е превключвател, наричан още LAN превключвател . Това е устройство, което ще ни позволи да свързваме различните съоръжения и възли в мрежа, винаги окабелени и това ще е важно да имате предвид. Всъщност комутаторът винаги ще свързва устройства в локална мрежа, знаете ли, това, което познаваме като LAN.

Превключвателите работят на връзката слой или слой 2 на модела OSI (Open System Interconection), референтен модел, използван за мрежови протоколи и тяхното дефиниране. Слоят за връзка за данни е този между слой 1 или физически (транспортно средство и сигнали) и слой 3 или мрежа (маршрутизация и логическо адресиране). Това се отнася до физическото адресиране на пакетите, които пътуват по мрежата в съответствие с MAC адреса, свързан с всяко свързано към него устройство.

Техническите и експлоатационни спецификации на превключвателите са дефинирани в стандарта IEEE 802.3 за стандартизация на мрежата на Ethernet. Те са набор от стандарти, които определят основно скоростта, с която мрежовата връзка ще може да работи. Сред тях са добре известни стандартите 802.3i (10BASET-T 10 Mbps), 802.3u (100BASE-T 100 Mbps), 802.3z / ab (1000BASE-T 1Gbps над влакно или усукана двойка) и др.

В момента тези стандарти се следват от всички тези устройства, които винаги използват звездна топология за свързване на възлите, като основният екип е самият Switch. Чрез поредица от портове или RJ45 или SFP портове възлите са свързани.

Какво превключвател може и не може да направи

Много е важно да знаете каква е работната зона на превключвателя, тъй като това ще помогне да знаете как и къде да го свържете и за какво е проектиран. И разбира се да ги разграничим от другите мрежови устройства.

Какво можете да направите:

• Взаимосвързване на устройства в кабелна мрежа Превключване и пренасочване на пакети от източник до местоназначение, използвайки неговата мащабна мрежа с MAC адрес и като връзка към сървъра за IP адреси, който може да бъде рутер или хост компютър

Какво не можете да направите:

• Той не е в състояние да ни осигури свързаност с други мрежи, които са извън неговата маска на подмрежата. Следователно, не е в състояние да осигури интернет връзка

Ще видим, че има превключватели, които благодарение на фърмуер или малка операционна система са в състояние да направят още повече неща, които надхвърлят функциите, за които са предназначени.

Характеристики и елементи

Можем да намерим превключватели с практически всякакъв размер по отношение на портове, но те са ключът към създаването на сложни центрове за обработка на данни, с оборудване и шкафове със стотици портове.

Пристанища и скорост

Работата на комутатор се осъществява чрез мрежови портове, които позволяват взаимното свързване на различните възли във вътрешната мрежа. Броят е това, което ще определи капацитета и мощността му, както и скоростта му. Най-нормалното ще бъде да ги намерите между 4 и 20 порта, но има много повече ориентирани към компаниите. Можете да имате:

• RJ45: собствен порт за кабели с усукани двойки, типичните 4 усукани двойки UTP кабели за LAN, работещи при 10/100/1000/10000 Mbps

• SC: оптичен порт за високоскоростни връзки със скорост 1/10 Gbps.

• SFP или GBIC портове: те се наричат ​​модулни портове, защото нямат конкретен конектор, а по-скоро дупка, в която да вмъкнете конектора с вида порт, който искаме. Това може да бъде GBIC (Gigabit Interface Converter) обикновено с интегрирани RJ45 портове или SFP / SFP + (Small Form-Factor Pluggable), по-малък порт или с RJ45 или 10 Gbps влакно оптика.

• Комбинирани портове: те не са тип порт като такъв, а начин да се осигури на Switch с по-голямо разнообразие от портове. Те обикновено се предлагат в панели от 2 RJ45 + 2 SFP или 4 + 4, където можем или да използваме едното или другото, но никога и двете едновременно, защото споделят шина.

Скоростта се определя от различните версии на стандарта 802.3, които видяхме в началото. В момента намираме превключватели, които могат да доставят 10 Mbps, 100 Mbps, 1 Gbps и 10 Gbps.

Методи на превключване на превключвател

Switch е испанското име на Switch, смятаме, че е ясно, това име се отнася до неговата работа по стандарта Ethernet. Това се основава на предаването на данни в LAN през рамки, които транспортират данните с заглавка, която позволява както подателя, така и получателя да бъдат идентифицирани с помощта на MAC адреса. Внимавайте, говорим за MAC адрес, а не за IP адрес, той работи в друг OSI слой. Има два метода за комуникация в мрежите:

• Half Duplex: в тази връзка данните пътуват в една или друга посока, но никога към двете едновременно, например, Full Duplex Walkie Talkie : той е този, който използва каналите за изпращане и получаване едновременно, например, телефон.

Много важен елемент, който определя капацитета на превключване на Switch, са буфери, елементи от паметта, които служат за съхраняване на кадрите, които трябва да бъдат препратени към съответния възел. Тези буфери изпълняват функцията кеш, особено важно за свързване на два възела с портове с различна скорост, за да се намали ефектът на затрудненията.

Има няколко техники за превключване на превключвател:

• Адаптивно прорязване чрез съхранение и напред

(съхранявайте и препращайте)

При този първи метод, ключът запазва целия кадър с данни в буфера при получаване. Това се прави за откриване на възможни грешки в него и очевидно за анализ на произхода и местоназначението. След това тя ще бъде изпратена на получателя.

Този метод винаги се използва при превключватели, които имат различни портове за скорост, въпреки че трябва да имаме предвид, че при използването на този метод винаги ще има малък закъснение или забавяне в изпращането.

(директно пренасочване)

В този случай рамката не е напълно буферирана, а се чете само заглавката й, за да се знае източника и местоназначението MAC и след това се препраща.

Това е по-бърза техника от предишната, но не осигурява контрол на грешки в повредени кадри. Освен това портовете на устройството трябва да работят с една и съща скорост.

(адаптивно директно пренасочване)

Това не е нов метод, а способността на превключвателя да избира между двата предишни метода. Например, когато Switch открие, че влизат твърде много неуспешни и изгубени пакети, той автоматично преминава към съхранение и пренасочване, докато ако портовете имат същата скорост, той ще използва директно пренасочване.

Работа с Jumbo Frames

Когато ще купуваме Switch, обикновено е в спецификациите си да говорят за Jumbo рамки, ако екипът може да работи с тях.

Вече казахме, че Switch работи с ethernet рамки, които имат стандартен размер от 1500 байта. Но е възможно да ги направите по-големи, до 9000 байта, които се наричат Jumbo Frames. Те не попадат в стандарта 802.3.

Тези рамки се използват за работа с големи обеми информация, което прави преноса на данни по-ефективен бързо, въпреки че добавя забавяне на връзката поради факта, че трябва да обработва повече информация. По тази причина Jumbo Frames се използват с доста мощни превключватели.

Видове превключватели

Остава само да видим видовете Switch, които намираме на пазара, които ще бъдат ориентирани към определени задачи в зависимост от техния капацитет, портове и други стандарти, които прилагат.

Превключва неуправляеми и управляеми или ниво 3/4

Като цяло превключвателите не са имали капацитет за управление, поне в най-основните модели. Те работят по стандарта 802.3u, което показва, че комутаторът трябва да има капацитет за автоговаряне. Без нужда от намеса на човек, клиентът и превключвателят "решават" какви ще бъдат параметрите на превключване. Това биха били неуправляемите превключватели.

Но с течение на времето хардуерът измина дълъг път, като намали размера, увеличи мощността и даде на тези устройства повече интелигентност. Не е рядкост да видите превключватели с 4-ядрени процесори и RAM памет от 512 MB или дори повече. Но най-важното в тях е, че имат фърмуер, който е достъпен от браузъра или някой специален порт, за да променят своите параметри. Това са управляваните превключватели.

Този капацитет е необходим или поне незадължителен за онези компютри, които в допълнение към превключването предлагат и възможност за създаване на VPN мрежи, Port Mirroring (мониторинг на порт или Port Trunking (агрегиране на връзки). Тези превключватели се наричат ​​също превключватели на ниво 3. когато те са в състояние да изпълняват функции за маршрутизиране на IP, тоест работят в слой 3 на OSI модела, например, за да създадат VPN. Ако добавим към това контрола на логическите портове, тогава ще говорим за превключвател от ниво 3 / 4.

PoE превключвател

PoE (не се бърка с PPPoE) означава Power Over Ethernet или Power over Ethernet. Това е технология, която може да е подобна на USB или Thunderbolt, която всички познаваме, тъй като освен че позволява изпращането на данни до client-Switch, тя осигурява и захранване за него. Това се прави директно през UTP кабела. Тя се основава на стандарти:

• IEEE 802.3af: PoE с мощност до 15.4W IEEE 802.3at: PoE +: увеличава капацитета до 30W 3bt: uPoE достига 51W или 71W

Капацитетът на захранване е изключително полезен за свързване на Wi-Fi точки за достъп, IP камери за наблюдение или VoIP телефони. Така се хранят повечето камери в публичните заведения.

Превключватели за десктоп, ръб и багажник

Настолните превключватели са най-основното от всичко, което почти никога няма да се управлява, тъй като те са просто насочени към разширяване на домашната ни мрежа без големи усложнения. Те предлагат между 4 и 8 порта, със скорост 100 Mbps както с полудуплексна, така и с пълна дуплексна функционалност. Всъщност повечето рутери вече интегрират поне 4 или 5 порта с тези характеристики.

Втората група са превключвателите по периметъра, те имат по-голям брой портове, които лесно могат да достигнат до 24 или дори 48 порта. Те се използват за създаване на малки подмрежи, ориентирани към компютърни стаи на образователни центрове, лаборатории, офиси и др. Вашата връзка обикновено е 1 Gbps.

Превключвателите на багажника, в допълнение към предлагането на повече портове, ще бъдат управляеми и ще предлагат OSI Layer 2 и 3 функции за управление на превключване и маршрутизиране на пакети. Ако добавим и модулност чрез шкафове за багажници, бихме могли да имаме няколкостотин порта, работещи при 1 Gbps или дори 10 Gbps за центрове за данни.

Разлики между превключвател и HUB

След като видя подробно какво представлява Switch, трябва да се разграничи от онези мрежови устройства, свързани с него.

Първият и най-очевидният е Hub или hub, устройство, което може да се счита за предшественик на Switch. По този начин той има панел с определен брой портове, които да свързват различните възли в свързания.

Голямата разлика е, че Hub не е в състояние да различи дали информацията, която преминава през него, е насочена към един или друг компютър. Това устройство е ограничено да получава информацията и да я повтаря за всички нейни портове, независимо от това, което сте свързали с тях, което ние наричаме излъчване.

Разлики между комутатор, рутер и модем

Следващото разграничение, което трябва да направим, е превключването с маршрутизаторите и модема и това ще бъде лесно, разчитайки на нивата на OSI.

Ние знаем, че Switch работи естествено в слой 2 на модела, слоя за връзка с данни, тъй като чрез своята MAC таблица той може да изпраща пакети до хоста на местоназначение. Въпреки че е вярно, че има компютри, които също могат да работят в слой 3 и 4 благодарение на своя фърмуер.

От друга страна, модемът работи само на слой 1 или физически, той е посветен само на преобразуване и превеждане на сигналите, които идват към него от мрежата. Например аналогов в цифров, безжичен в електрически и оптичен в електрически.

И накрая, маршрутизаторът е устройство, което работи главно в слой 3, мрежовия слой, тъй като той отговаря за маршрутизирането на пакети и прехвърлянето от публичната мрежа към създадената от него вътрешна мрежа. Но разбира се, днешните маршрутизатори са много пълни и също така включват функцията на Switch с множество портове и дори функции от слой 4 и 7 благодарение на създаването на VPN или споделени услуги за данни.

Изводи за превключвателите

В момента почти никой от нас не се нуждае от комутатор, за да свърже нашето оборудване към мрежата, тъй като днешните рутери имат до 8 порта за това и Wi-Fi. Те обаче са и ще продължат да се използват безспорно в центрове за данни, образователни центрове и много други.

Голямото развитие, което тези устройства имат благодарение на увеличената мощност на хардуера и сложността на фърмуера, ги прави истински компютри почти на ниво рутери.

Оставяме ви сега с няколко мрежови статии:

Случвало ли ви се е някога да притежавате или да имате Switch, какъв капацитет? Оставете вашите коментари или въпроси, които смятате за подходящи в полето