Эксперты в подборе IT-оборудования
Коммутатор используют, чтобы соединить устройства в одну локальную сеть: компьютеры, серверы, принтеры, IP-телефоны, камеры и точки доступа Wi-Fi. Он получает данные от одного устройства и отправляет их только тому, кому они адресованы, поэтому устройства не мешают друг другу. В офисе коммутатор стоит между роутером и рабочими местами и даёт столько портов, сколько нужно, а модели с PoE ещё и питают камеры и телефоны прямо по сетевому кабелю.
Сетевой коммутатор (свитч) - это устройство, которое соединяет устройства внутри одной локальной сети и пересылает между ними данные по MAC-адресам. Коммутатор запоминает, какое устройство подключено к какому порту, и отправляет каждый кадр только на нужный порт. Подробнее о назначении и о том, как коммутатор выглядит, - в статье для чего нужен коммутатор.
Управляемые модели умеют больше, чем просто пересылать данные:
В интернет коммутатор сам по себе не выводит и адреса не раздаёт - это работа маршрутизатора. Чем они отличаются, разобрано в статье о коммутаторе и маршрутизаторе.
Режим коммутации определяет, когда коммутатор начинает пересылать полученный кадр. Их три:
| Режим | Как работает | Плюсы и минусы |
|---|---|---|
| Store-and-forward (с промежуточным хранением) | Принимает кадр целиком, проверяет контрольную сумму, потом пересылает | Отбрасывает повреждённые кадры, задержка чуть выше. Режим большинства офисных и корпоративных коммутаторов |
| Cut-through (сквозной) | Начинает пересылку, как только прочитал адрес получателя | Минимальная задержка, но повреждённые кадры уходят дальше |
| Fragment-free (бесфрагментный) | Ждёт первые 64 байта кадра и только потом пересылает | Компромисс: отсекает обрывки после коллизий, задержка ниже, чем у store-and-forward |
Некоторые модели переключаются между режимами сами: работают в сквозном режиме, а при росте числа ошибок переходят на промежуточное хранение. Для офисной сети разница в задержке незаметна, низкая задержка важна в ЦОД и в высокочастотной торговле.
Концентратор (хаб) повторял каждый входящий сигнал на все порты сразу. Все устройства получали чужие данные, одновременная передача приводила к коллизиям, и чем больше устройств, тем медленнее работала сеть. Коммутатор отправляет данные только получателю, и каждый порт работает на полной скорости независимо от остальных. Хабы давно не выпускают, их полностью вытеснили коммутаторы.
Коммутатор выбирают под задачу. Ответы на четыре вопроса сразу сужают выбор:
Ниже - по каждому параметру подробнее.
Базовая скорость - это скорость одного порта коммутатора. Ориентиры для офисной сети:
Порты на 100 Мбит/с ещё встречаются в дешёвых моделях, но для новой сети их брать не стоит: они станут узким местом при первом же копировании больших файлов.
Коммутаторы выпускают на 5, 8, 16, 24 и 48 портов. Настольные модели на 5-8 портов подходят для дома и небольшого кабинета, 24 и 48 портов - для офисной серверной. Кроме основных портов у многих моделей есть 2-4 порта SFP или SFP+ для оптики или подключения к другому коммутатору на 10 Гбит/с.
Порты берут с запасом примерно 20-30%: новые сотрудники, камеры и телефоны появляются быстрее, чем ожидаешь, а второй коммутатор ради пары портов обойдётся дороже.
По способу установки коммутаторы бывают:
Если в офисе есть серверная или телекоммуникационный шкаф, берут стоечный: так кабели аккуратно заходят в патч-панель, а коммутатор не стоит на полу.
По управлению коммутаторы делятся на три группы:
Часть производителей дают и облачное управление: все коммутаторы компании настраиваются и отслеживаются из одной панели в браузере. Это удобно, когда офисов несколько, а администратор один.
Энергосбережение в коммутаторах работает по стандарту IEEE 802.3az (Energy Efficient Ethernet): порт снижает потребление, когда по нему ничего не передаётся. Многие модели ещё и отключают питание на портах, к которым ничего не подключено, а у управляемых порты можно выключать по расписанию, например на ночь. Для одного коммутатора экономия небольшая, для десятков коммутаторов в большом офисе - заметная.
Сегментация трафика - это деление одной физической сети на несколько изолированных виртуальных сетей (VLAN, стандарт IEEE 802.1Q). Например, гостевой Wi-Fi, бухгалтерия, камеры и IP-телефоны живут в разных VLAN и не видят друг друга, хотя подключены к одним и тем же коммутаторам. Это повышает безопасность и снижает лишний широковещательный трафик. VLAN поддерживают smart и управляемые коммутаторы, у неуправляемых этой функции нет.
Стекирование - это объединение нескольких коммутаторов в один логический: их соединяют специальными кабелями или портами, и дальше они управляются как одно устройство с одним адресом и общими настройками. Обычно в стек собирают до 8 коммутаторов, точное число зависит от модели и производителя.
Стек удобен, когда портов одного коммутатора не хватает: 48 + 48 портов настраиваются как одно устройство, а при отказе одного коммутатора остальные продолжают работать. Стекируются обычно только коммутаторы одной серии одного производителя.
Широковещательный шторм - это лавина широковещательных кадров, которая забивает сеть. Чаще всего он возникает из-за петли: кабель случайно воткнули обоими концами в один коммутатор или соединили два коммутатора двумя кабелями. Кадры начинают ходить по кругу и размножаться, сеть встаёт за секунды.
Защита работает на двух уровнях. Storm control ограничивает долю широковещательного трафика на порту, например 1-5% от скорости порта, и отбрасывает лишнее. Протоколы STP/RSTP и функция Loopback Detection находят петлю и отключают порт, через который она замкнулась. В офисе, где кабели переключают сами сотрудники, такая защита экономит часы поиска проблемы.
Симметричная коммутация - это обмен данными между портами одинаковой скорости, например 1 Гбит/с с 1 Гбит/с. Асимметричная - между портами разной скорости: десятки рабочих мест на 1 Гбит/с обращаются к серверу или аплинку на 10 Гбит/с. Именно асимметричная схема типична для офиса: быстрый порт к серверу не даёт ему стать узким местом, когда к нему одновременно обращаются многие пользователи. Для такой работы коммутатору нужен буфер: данные с быстрого порта копятся в нём, пока медленный порт их забирает.
Буфер памяти - это память коммутатора, где кадры временно ждут отправки, когда выходной порт занят. Он сглаживает короткие всплески трафика: например, когда несколько компьютеров одновременно отправляют данные на один сервер. Если буфер переполняется, коммутатор отбрасывает кадры, и передача замедляется из-за повторных отправок.
Для офисной сети размера буфера в обычных моделях хватает. Большой буфер важен для систем хранения данных, видеонаблюдения с десятками камер и серверных, где много одновременных потоков к одному порту.
По возможностям коммутаторы различаются так:
| Разновидность | Что умеет | Где используют |
|---|---|---|
| L2 | Пересылка по MAC-адресам, VLAN, QoS | Подключение рабочих мест в офисе |
| L2+ | То же плюс простая маршрутизация между VLAN и расширенные списки доступа | Небольшие сети с несколькими отделами |
| L3 | Полноценная маршрутизация между сегментами на скорости портов | Ядро сети среднего офиса, ЦОД |
| PoE | Питание устройств по сетевому кабелю: до 15,4 Вт (802.3af), 30 Вт (802.3at), до 90 Вт (802.3bt) на порт | IP-камеры, телефоны, точки доступа |
| Промышленные | Защищённый корпус, работа при морозе и жаре, крепление на DIN-рейку | Производство, улица, транспорт |
Подробнее о том, чем L2 отличается от L3, - в статье про уровни коммутаторов. Как посчитать мощность PoE под камеры и точки доступа, разобрано в статье о стандартах PoE.
Коммутаторы используют везде, где нужно соединить несколько устройств в сеть:
В сети среднего и крупного размера коммутаторы делят по месту, которое они занимают в схеме:
В небольшом офисе все три роли выполняют один-два коммутатора, деление на уровни появляется, когда сеть вырастает до нескольких этажей или зданий.
Коротко: концентратор рассылал данные всем устройствам сразу, а коммутатор отправляет их только получателю. Поэтому в сети с коммутатором нет коллизий, устройства не видят чужой трафик, а каждый порт работает на полной скорости. Подробное сравнение - в разделе выше.
Подбираете коммутаторы для офиса или видеонаблюдения?
Посчитаем порты с запасом, бюджет PoE под камеры и точки доступа, подберём неуправляемые или управляемые модели под вашу сеть. Посмотрите сетевые коммутаторы в каталоге или напишите нам: +7 (800) 551-80-12, info@ittelo.ru. Серверами и сетевым оборудованием мы занимаемся больше 11 лет и за это время накопили серьёзную экспертизу. Даём гарантию до 5 лет, берём оборудование на постпродажное обслуживание и не пропадаем после отгрузки.
