Коммутаторы: принципы действия

Создание стабильно функционирующей сети, способной адаптироваться, масштабироваться, совершенствоваться выполняется с помощью достаточно специфического оборудования - сетевых коммутаторов. Эти устройства относятся к категории аппаратных компонентов компьютерных и коммуникационных систем, функционирующих дома и/или в офисе. Специалисты компании ittelo.ru обязательно помогут вам в подборе лучшего по цене и функциональности решения, с помощью которого вы обеспечите координацию и взаимосвязь любого количества серверов.

Что называют коммутатором

Сетевой коммутатор - специальное устройство, предназначенное для соединения в единую локальную сеть персональных серверов, принтеров, сканеров, приборов умного дома, камер и других коммутаторов. Он необходим для обеспечения стабильной работы даже небольшой домашней сети, так как именно коммутатор выполняет роль своеобразного приемно-сортировочного пункта, который перенаправляет пакеты данных от отправителя адресату.

Маршрутизатор: что это такое

Это управляющее устройство, которое осуществляет прием сетевого сигнала, поступающего от провайдера, его последующую передачу домашним устройствам. Иными словами, маршрутизаторы принимают интернет, а затем раздают его присоединенным к нему девайсам: серверам, ПК, ноутбукам, смартфонам и планшетам.

Чем отличается коммутатор от маршрутизатора

Скажем сразу, что речь идет о двух разных устройствах. Современные роутеры в сравнении даже с сетевыми коммутаторами последнего поколения обладают более широким функционалом и продвинутыми возможностями. По сути, роутеры являются мини-компьютерами, которые имеют собственную операционную систему, множество параметров и опций. Например, с его помощью можно управлять исходящим трафиком, объединять сети с разной архитектурой для обеспечения свободного доступа пользователей к всемирной паутине.

Что такое свитч?

Свитч - это второе название коммутатора, применяемое, как правило, в профессиональной и англоязычной среде. Оно происходит от английского слова switch, которое дословно переводится как переключатель. К слову сказать, сетевые кабели, которые используются для работы с коммутаторами, также обозначаются разными терминами: lan-кабель, ethernet-кабель, патч-корд.

Как выглядит коммутатор

По внешнему виду коммутаторы можно сравнить с загадочными ящиками, которые мигают цветными диодами, имеют множество отверстий для подключений из научно-фантастических фильмов 70-80-х годов прошлого столетия. Действительно, внешне устройство выполнено в виде компактной коробки с разъемами RJ45 для подключения витой пары и SFP - портов, предназначенных для присоединения оптоволоконного кабеля.

Где находится коммутатор

Коммутаторы - это внешние устройства, которые размещают на незначительном удалении от сервера и поблизости от электрической розетки. В целом, особых требований к месту их установки нет - главное, чтобы они не мешали пользователям. Кроме того, как и любое другое серверное оборудование, коммутаторы следует оградить от воздействия влаги, электромагнитного излучения, низких и высоких температур.

Настольные модели устанавливают на ровной поверхности столешницы или полки так, чтобы цветовые индикаторы и разъемы оставались в свободном доступе.

Настенные коммутаторы фиксируют на стене. Благодаря крепежным проушинам на корпусе устройства можно сэкономить свободное пространство в небольшом помещении, более компактно и аккуратно уложить кабели.

Как поменять коммутатор

Каких-то сложностей или проблем при замене коммутатора обычно не возникает.  В упрощенном виде процесс предусматривает отключение всех кабелей от старого устройства и их подключение к новому.

Как подключить коммутатор

Для подключения свитча к сети нужно выполнить следующие действия:

1. Выбрать и купить устройство, отвечающее запросам и ожиданиям пользователей;
2. Подсоединить коммутатор к серверу: кабель подключают,с одной стороны, к Ethernet-порту на коммутаторе, с другой - к сетевой карте сервера.
3. Дождаться, когда светодиоды на переключателе загорятся зеленым. Это значит, что операция выполнения успешна.

Если диоды не загорятся или окрасятся в красный, это будет свидетельствовать об ошибках, допущенных при подключении. Для их устранения убедитесь, что кабель не имеет повреждений, порты на свитче и сервере выбраны верно.

Как настроить коммутатор в сети

После подключения устройства можно переходить к настройке основных параметров свитча. Для начала необходимо:

1. Присвоить переключателю имя. Впоследствии оно будет использоваться в качестве уникального идентификатора устройства. Для выполнения шага следует воспользоваться командой: enable-configure terminal-hostname НАЗВАНИЕ-exit.
2. Задать пароль (кодовое слово) для доступа к командному режиму. Последовательность команд будет следующей: enable-configure terminal-enable secret ПАРОЛЬ-exit.
3. Настроить адрес web-интерфейса и шлюза. Без сетевого интерфейса невозможна дистанционная работа с параметрами сервера: enable-configure terminal-interface vlan 1-ip address АДРЕС МАСКА-no shutdown-exit-ip default-gateway ШЛЮЗ_ПО_УМОЛЧАНИЮ.

После успешного ввода и выполнения всех перечисленных команд новый коммутатор готов к работе и решению поставленных перед ним задач.

Чем занимается коммутатор

Сетевые свитчи распределяют пакеты информации по гаджетам, которые подключены к домашней или общей корпоративной сети. В памяти устройства имеется таблица с собранными MAC-адресами. После того как переключатель получает очередной запрос или пакет информации от девайса, он делает в таблице соответствующую пометку, сверяя адрес отправителя.

Новый коммутатор для начала выполняет отправку пакетов данных зарегистрированным участникам сети. После того, как идентифицирует гаджет, который должен получить сведения, свитч записывает информацию об этом в таблице, не нагружает сеть массовой пересылкой пакетом. Поэтому коммутаторы относят к категории «умных» девайсов.

Различные модели коммутаторов нашли широкое применение при построении архитектуры сетей разного уровня, назначения, масштаба. В их задачи входит:

• управление сетью, повышение ее стабильной, безотказной работы, автоматизация процесса коммутации информации;
• создание гибкой серверной инфраструктуры, которую можно модернизировать, масштабировать и адаптировать под постоянно меняющиеся пользовательские требования;
• установка разных режимов защиты и доступа к локальной сети, чтобы достичьвысокого уровня информационной безопасности.

Использование свитча возможно и для создания систем разного уровня, и для их разделения на сегменты и более эффективного управления трафиком внутри.

Устройство коммутатора

Несмотря на важность функционала коммутаторов, они имеют сравнительно простую конструкцию:

• Металлический или пластиковый корпус обычно квадратной или прямоугольной формы. Может иметь разный размер.
• На фронтальнойпанели находятся порты для присоединения сетевых устройств;
• Отображают текущее состояние всех подключенийсветодиодные индикаторы;
• Элементы управления, интерфейсы для управления и мониторинга подключениями;
• Разъемы, предназначенные для присоединения.

Коммутаторы ядра сети

Коммутаторы ядра применяются для построения корпоративных сетей. Они отвечают за скоростную коммутацию и маршрутизацию данных. В первый раз трехуровневая модель была представлена инженерами Cisco несколько лет назад. Ее смысл заключается в том, что создание сложных сетей происходит в соответствии с древовидным принципом. Трафик в них передается от нижнего уровня к вышестоящему, маршрутизируется, распределяется и направляется финальному адресату.

Главная цель коммутаторов ядра сети, которые являются устройствами высшего уровня, кроется в обеспечении быстрой и безотказной транспортировки внушительных по объему пакетов данных. Само собой, отправка выполняется без задержек, с минимальным риском ошибок.

Зачем нужен коммутатор

Если дома, в офисе нет свитча, к каждому устройству придется тянуть отдельный патч-корд. Это очень неудобно и выглядит малопривлекательно. С коммутатором же понадобится только один длинный кабель.

Функции переключателя:

• объединение широкого перечня серверного, компьютерного, офисного и электронного оборудования в единую структуру. Участники такой сети могут обмениваться даннымибез необходимости дополнительного подключения к сети;
• распределение трафика между гаджетами, уменьшение нагрузки всети, улучшение ее производительности благодаря обработке и отправке данных исключительно для определенного адреса;
• управление, настройка, обслуживание и устранение выявленных неисправностей.

Благодаря свитчу функционирование локальной сети становится более управляемым и упорядоченным.

В чем разница между коммутатором и роутером

Роутер и коммутатор - это два разных устройства, которые решают разные задачи. Безусловно, между ними имеется много общего, но при более детальном и внимательном изучении можно выделить следующие важные различия:

• С технической точки зрения свитч является более простым устройством, при этом он имеет ограниченный набор функций;
• В свою очередь,маршрутизаторы устроены сложнее, они способны анализировать и работать с большими объемами данных, определять IP-адреса, управлять трафиком;
• Коммутаторы взаимодействуют исключительно с MAC-адресами участников;
• Характерной особенностью маршрутизаторов является сетевой уровень модели OSI;
• Рассматриваемые устройства отличаются и способом подключения к интернету: роутер использует для этогоLAN и WAN порты, а коммуникаторы — только LAN.

Отдельно отметим разницу в стоимости. Покупка более сложных и функциональных маршрутизаторов обойдется дороже приобретения свитча.

Какие функции выполняет электронный коммутатор

В некоторых случаях в роли коммутаторов выступает специальное программное обеспечение, с помощью которого выстраиваются связи между участниками виртуальных сетей. К особенностям и преимуществам электронных коммутаторов можно отнести:

• простотуи гибкость настроек - при необходимости пользователи могут задавать и изменять параметры виртуальных устройств в соответствии со своими потребностями и запросами;
• масштабируемость - электронные приложенияобеспечивают работу большого количества локальных сетей с различным количеством участников;
• безопасное распределение трафика внутри виртуальной системы;
• централизованное управление, которое,в том числе, может реализовываться в автоматизированном режиме.

Электронные коммутаторы - современные модели переключателей, применение которых значительно упрощает обмен данными.

Что соединяет коммутатор

Каждый ЛАН-порт рассчитан на подключение самых разных внешних устройств: от сканеров и офисных МФУ до высокопроизводительных игровых компьютеров и других переключателей, выполняющих роль специфического разветвителя. Коммутаторы широко применяются при оборудовании серверных, для создания сетей различного назначения.

Разновидности коммутаторов

Все разнообразие представленных на российском рынке сетевых коммутаторов можно разделить на три большие группы в зависимости от ключевых параметров, функционала и особенностей эксплуатации:

• Неуправляемые - самые простые и бюджетные модели, которые не нуждаются в дополнительных настройках и работают непосредственно из коробки. Пользуются спросом среди физических лиц и небольших фирм.
• Управляемые - оснащеныспециальным ПО, которое позволяет задавать настройки безопасности. Наиболее востребованными устройствами из этой категории являются свитчи на 48 портов, предназначенные для организации средних по масштабу корпоративных сетей.
• Smart - более совершенные и функциональные устройства в сравнении с неуправляемыми моделями, при этом они имеют меньше возможностей, чем управляемые свитчи. Позволяют проводить настройку доступа и скоростиработы на портах.

Грамотный выбор сетевого свитча - это залог эффективной и бесперебойной работы всей виртуальной сети.

Функции коммутации

Коммутация - одна из самых распространенных и популярных сетевых технологий. Сегодня она используется для решения целого ряда задач:

• организация стабильного и безопасного обмена пакетами данных между сервером, периферийными компьютерными и другими устройствами;
• разделение сети на небольшие сегменты для более эффективного распределения трафика, улучшений общей производительности системы;
• обеспечение надежногоподключения внешних гаджетов;
• оптимизация работы и нагрузки на коммуникационную систему.

Коммутация, используемая в качестве сетевой технологии, поддерживает разные стандарты и протоколы подключения. Это дает возможность устройствам с разными характеристиками взаимодействовать в рамках общей конфигурации.