Эксперты в подборе IT-оборудования
Коммутатор (свитч) - это устройство, которое объединяет компьютеры, серверы и другую технику в одну локальную сеть. Он принимает данные от одного устройства и отправляет их только тому, кому они адресованы. Остальные устройства в сети этих данных не видят.
Нужен он, когда устройств больше, чем портов. У домашнего роутера обычно четыре LAN-порта, а в офисе десять компьютеров, принтер, сервер и пара камер. Коммутатор подключают к роутеру одним кабелем, и он превращает этот порт в восемь, шестнадцать или сорок восемь. В серверной без него не обойтись вовсе: через коммутаторы связаны серверы, системы хранения и рабочие места.
Коммутатор, свитч, switch - три названия одного устройства. Он работает внутри локальной сети, на втором уровне сетевой модели OSI (канальном). Данные по сети ходят небольшими порциями - кадрами, и в каждом кадре записан MAC-адрес получателя: уникальный номер сетевой карты, который ей присвоил производитель.
Коммутатор читает этот адрес и решает, в какой порт отправить кадр. Поэтому два компьютера могут обмениваться файлами, а третий в это время спокойно печатает: их данные не мешают друг другу. Выход в интернет коммутатор сам не даёт, это работа роутера. Подробнее об этом - ниже, в разделах про интернет.
Коммутаторы различают по тому, можно ли их настраивать, на каком уровне сети они работают и что умеют сверх базовой пересылки данных. Основные варианты:
| Вид | Что умеет | Где ставят |
|---|---|---|
| Неуправляемый | Работает сразу после включения, настроек нет | Дом, небольшой офис, удлинение сети в кабинете |
| Управляемый L2 | VLAN, приоритеты трафика, объединение портов, мониторинг, защита от петель | Офисная сеть, серверная |
| Управляемый L3 | Всё, что L2, плюс маршрутизация между подсетями внутри компании | Ядро сети среднего и крупного офиса |
| С PoE | Подаёт питание по сетевому кабелю | IP-камеры, точки доступа Wi-Fi, IP-телефоны |
| Стоечный и настольный | Отличаются корпусом: под стойку 19" или на стол и стену | Серверная / рабочее место |
Варианты в таблице пересекаются: управляемый L2 бывает и с PoE, и в стоечном корпусе. Подробнее все типы коммутаторов с примерами разобраны в отдельной статье.
Коммутатор - это металлический или пластиковый корпус с рядом одинаковых гнёзд RJ-45 под сетевой кабель. Рядом с каждым портом светодиод: горит - устройство подключено, мигает - идут данные. У офисных и серверных моделей часто есть отдельные порты SFP под оптические модули: через них коммутатор соединяют с другим коммутатором или сервером на большой скорости и по длинным трассам.
Настольные модели размером с книгу, стоечные - плоские «полки» шириной 19 дюймов и высотой 1U (4,45 см) на 24 или 48 портов. С роутером коммутатор легко спутать, но отличить просто: у коммутатора нет отдельного порта WAN (Internet) и обычно нет антенн, все порты равноправны.
Зависит от типа. Неуправляемый коммутатор не настраивается вовсе: подключили кабели, включили питание, и он работает. Такой подходит, когда нужно просто добавить порты.
Управляемый настраивают через веб-интерфейс, по SSH или через консольный порт. Базовый порядок такой:
Подробно команды и настройки разобраны в статье про настройку коммутатора.
Схема одна для дома и офиса: роутер даёт интернет и раздаёт адреса, коммутатор добавляет порты. Подключение занимает пару минут:
Главная ошибка - два кабеля между одними и теми же устройствами. Если соединить роутер и коммутатор двумя кабелями или замкнуть два порта одного коммутатора, получится петля. Данные начнут бегать по кругу, и сеть ляжет целиком. Управляемые коммутаторы защищаются от этого протоколом STP, многие неуправляемые - нет.
Нюансы с PoE, несколькими коммутаторами и подключением к провайдеру - в инструкции как подключить коммутатор.
Внутри коммутатора хранится таблица: какой MAC-адрес за каким портом. Строится она на ходу, без участия администратора. Пример на трёх компьютерах:
Записи в таблице живут несколько минут (часто по умолчанию 300 секунд) и обновляются, пока устройство активно. Переставили ноутбук в другой порт - коммутатор узнает об этом по первому же кадру.
Порты коммутатора работают одновременно в обе стороны (полный дуплекс), и каждый получает свою скорость. Если коммутатор гигабитный, гигабит доступен каждому порту отдельно. Предел - суммарная производительность внутренней шины, её указывают в характеристиках как «пропускная способность коммутационной матрицы».
Коммутатор L2 работает на канальном уровне: пересылает кадры по MAC-адресам и в IP-адреса не заглядывает. Большинство коммутаторов в офисах - именно L2. Управляемая модель L2 умеет делить сеть на VLAN (например, отдельно бухгалтерия, гости и камеры), выставлять приоритет телефонии, объединять порты для скорости и резерва.
Есть промежуточный класс L2+: это L2 с простой маршрутизацией, обычно статическими маршрутами между несколькими VLAN. Для небольшого офиса его часто хватает вместо полноценного L3. Чем отличаются уровни и какой выбрать, подробно разобрано в статье про уровни коммутаторов L2 и L3.
Коммутатор L3 дополнительно работает с IP-адресами и умеет маршрутизировать трафик между подсетями и VLAN внутри компании. Делает он это аппаратно, на скорости портов, поэтому такие модели ставят в ядро сети, где сходятся этажи, отделы и серверная.
Роутер L3-коммутатор не заменяет. Обычно он не умеет преобразование адресов (NAT) для выхода в интернет, не работает межсетевым экраном и не поднимает VPN. Внутри сети маршрутизирует коммутатор, на границе с интернетом стоит роутер или межсетевой экран.
Коммутация - это доставка данных от отправителя к получателю внутри сети. Без неё каждое устройство пришлось бы соединять с каждым отдельным кабелем. Коммутатор берёт это на себя: любое устройство в сети связывается с любым другим через одну точку.
В больших сетях коммутаторы выстраивают в несколько уровней. Коммутаторы доступа стоят ближе к пользователям, к ним подключают компьютеры и телефоны. Уровень агрегации собирает их вместе, а ядро связывает всю сеть и серверную. В небольшом офисе все три роли обычно выполняет один-два коммутатора.
Везде, где больше трёх-четырёх проводных устройств:
Когда портов одного коммутатора не хватает, несколько моделей объединяют в стек. Стек управляется как одно устройство с общей конфигурацией, а при правильной схеме подключения отказ одного коммутатора не кладёт остальные.
В локальной сети коммутатор отвечает за три вещи: даёт достаточно портов, держит скорость между устройствами и, если он управляемый, делит сеть на изолированные части.
Типичные сценарии в небольшой компании выглядят так. Кабинет на десять человек: неуправляемый гигабитный коммутатор на 16 портов, подключённый к роутеру. Офис с камерами и Wi-Fi: управляемый коммутатор с PoE, камеры в отдельном VLAN, чтобы гости из Wi-Fi их не видели. Серверная: коммутатор с портами 10 Гбит/с, чтобы резервные копии и обмен с СХД не упирались в сеть.
Питание по кабелю - отдельная тема: стандарты PoE дают на порт неодинаковую мощность, и камере с подогревом или поворотной головкой обычного PoE может не хватить. Разница между стандартами - в статье PoE, PoE+ и PoE++.
Коммутатор связывает устройства внутри одной сети, маршрутизатор (роутер) связывает сети между собой, например офисную и интернет. Рядом с ними часто вспоминают хаб - предшественника коммутатора. Сравнение трёх устройств:
| Хаб (концентратор) | Коммутатор | Маршрутизатор (роутер) | |
|---|---|---|---|
| Уровень OSI | 1, физический | 2, канальный (L3-модели - и 3) | 3, сетевой |
| Куда отправляет данные | Во все порты сразу | Только в порт получателя (по MAC-адресу) | В нужную сеть (по IP-адресу) |
| Даёт выход в интернет | Нет | Нет | Да: NAT, раздача адресов, защита |
| Скорость на порт | Делится на всех | У каждого порта своя | Зависит от модели |
| Где встречается сегодня | Почти не встречается | В любой проводной сети | На границе сети с провайдером |
Домашний роутер на деле совмещает три устройства: маршрутизатор, небольшой коммутатор на четыре порта и точку доступа Wi-Fi. Поэтому их и путают. Подробно различия разобраны в статье чем отличается коммутатор от маршрутизатора.
Напрямую - нет. Коммутатор не умеет авторизоваться у провайдера, раздавать адреса и преобразовывать их для выхода в интернет. Если воткнуть кабель провайдера в коммутатор, интернет в лучшем случае получит одно устройство, а чаще ни одного.
Рабочая схема такая: провайдер → роутер → коммутатор → устройства. Интернет даёт роутер, коммутатор только добавляет к нему порты. Именно это и называют «свитч для интернета»: коробка, которая подключается к роутеру, чтобы завести на провод больше техники.
Хаб (концентратор) - устройство, которое коммутатор вытеснил ещё в 2000-х. Внешне они похожи, но хаб не разбирается, кому адресованы данные: всё, что пришло на один порт, он копирует во все остальные.
Отсюда три проблемы. Все порты делят одну скорость, и чем больше устройств, тем медленнее сеть. Два устройства, начавшие передачу одновременно, мешают друг другу, и кадры приходится отправлять заново. А любой компьютер в сети видит чужой трафик, что плохо для безопасности. Коммутатор решает все три: данные идут только получателю, каждый порт работает на своей скорости, передача идёт в обе стороны одновременно. Новый хаб сегодня почти не купить, а если в старой сети он ещё стоит, его лучше заменить хотя бы на простой неуправляемый коммутатор.
Можно, и это частый способ дать вторую жизнь старому роутеру. Его LAN-порты и есть встроенный коммутатор. Чтобы роутер работал как свитч и не мешал основному:
Многие роутеры умеют это одной кнопкой: режим «точка доступа» или «коммутатор» в настройках. Для дома такая схема годится, для офиса лучше взять недорогой коммутатор: портов больше, а лишних функций, которые могут сбоить, нет.
Да, если перед ним стоит роутер. Коммутатор раздаёт интернет в том смысле, что подключённые к нему устройства пользуются одним каналом через роутер. Скорость интернета от этого не растёт: канал провайдера делится между всеми устройствами так же, как без коммутатора.
Без роутера раздать интернет через коммутатор не выйдет: провайдер выдаёт один адрес на подключение, а преобразовывать его для нескольких устройств коммутатор не умеет. Исключение - когда провайдер даёт несколько адресов, но для дома и небольшого офиса это редкость.
Для пересылки данных IP-адрес коммутатору не нужен: неуправляемый работает вообще без адреса, управляемый L2 пересылает кадры по MAC-адресам. IP управляемому коммутатору назначают для управления: чтобы открыть его веб-интерфейс, зайти по SSH, собирать статистику по SNMP и получать уведомления в мониторинг.
По этому же адресу удобно проверять, жив ли коммутатор: команда ping отправляет ему короткий запрос и показывает, пришёл ли ответ и за сколько миллисекунд. Это проверка доступности, и только. Адрес лучше задать статический и вынести управление в отдельный VLAN, куда нет доступа у обычных пользователей.
Выбор упирается в задачу. Ориентиры:
| Задача | Что брать |
|---|---|
| Не хватает портов у роутера дома или в кабинете | Неуправляемый гигабитный на 5-16 портов |
| IP-камеры, точки доступа Wi-Fi, IP-телефоны | Коммутатор с PoE нужной мощности; управляемый, если камеры надо отделить от остальной сети |
| Офисная сеть с гостевым Wi-Fi и отделами | Управляемый L2 с VLAN |
| Несколько подсетей и этажей, маршрутизация внутри компании | L2+ или L3 |
| Серверы, СХД, виртуализация | Управляемый с портами 10 Гбит/с (SFP+) и запасом по портам |
Неуправляемый коммутатор в офисе не ошибка, но у него есть предел: нельзя разделить сеть, нельзя увидеть, какой порт забит трафиком, защиты от петли обычно нет. Если сеть будет расти, лучше сразу взять управляемую модель, даже если первое время не настраивать её глубоко. Подробнее о характеристиках - в статье как выбрать коммутатор.
Сетевой коммутатор называют свитчем, от английского switch - «переключатель». В разговоре встречается и вариант «свич», и просто «коммутатор». Ещё одно название - Ethernet-коммутатор, по названию технологии проводных локальных сетей. Не путайте с коммутатором зажигания в мотоцикле или автомобиле: по запросу «коммутатор» поисковики показывают и то, и другое.
По теме: Выбор оборудования для локальной сети, Локальная сеть своими руками
Подбираете коммутатор для офиса или серверной?
Поможем выбрать модель под вашу сеть: число портов с запасом, PoE нужной мощности для камер и точек доступа, порты 10 Гбит/с для серверов и СХД. Посмотрите управляемые и неуправляемые коммутаторы в каталоге или напишите нам: +7 (800) 551-80-12, info@ittelo.ru. Сетевым и серверным 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.
