Top.Mail.Ru
КОНФИГУРАТОР Серверы
Сетевое оборудование
СХД IP-телефоны IP-камеры Источники бесперебойного питания (ИБП) Комплектующие Готовые решения -40 % Серверы под задачу
О компании Купить в лизинг Блог Отзывы Доставка Гарантия Контакты Работа у нас Реквизиты Спецпредложения Игровые ПК на ISKRAPC
Эксперты в подборе IT-оборудования

Режимы работы коммутатора

15 февраля 2024

Коммутаторы являются важнейшим компонентом внутренних сетей компаний, одновременно подключающим множество типов устройств — от принтеров до компьютеров и серверов. Коммутатор поддерживает таблицу коммутации, в которой сохраняются соответствия между MAC-адресами устройств в сети и портами коммутатора. Когда он впервые получает кадр от устройства, он добавляет запись с соответствующим MAC-адресом и портом в таблицу. Сетевые коммутаторы обеспечивают более эффективное управление трафиком и повышают производительность локальных сетей по сравнению с более простыми устройствами, такими как хабы. Сегодня коммутаторы способны автоматически обучаться, обновлять и динамически адаптировать свою таблицу коммутации при изменении конфигурации сети, например, при добавлении или удалении устройств.

Чтобы оценить функциональность коммутатора, необходимо детально разобраться, как он функционирует и какие задачи выполняет.

Что такое свитч простыми словами

Свитч — это устройство, используемое для управления пакетным трафиком в локальной сети. Этот тип оборудования можно встретить и под другими названиями – например, «свитч локальной сети», «сетевой свитч» и «коммутатор».

Функционирование свитча основано на передаче так называемого кадра на конкретные устройства, подключенные к коммутатору. Кадры содержат как данные, подлежащие передаче, так и информацию об отправителе и получателе — отдельные хосты идентифицируются с помощью MAC-адресов. Адреса автоматически проверяются в таблице ассоциаций коммутатора. Если коммутатору удалось обнаружить устройство с указанным MAC-идентификатором, кадр немедленно пересылается на указанный хост. В противном случае он отправляется на все порты одновременно для идентификации получателя.

Весь процесс происходит практически без участия пользователя. Но на рынке доступны модели, обеспечивающие более глубокое вмешательство в сетевой трафик и точный контроль потока кадров в сети.

Основным преимуществом использования переключателя является ограничение так называемой коллизии доменов, чтобы каждый целевой хост, подключенный к коммутатору, мог в полной мере использовать доступные ресурсы канала.

Это позволяет повысить стабильность и качество интернет-соединения, а также улучшить управление кабелями в серверной. Сетевые коммутаторы работают исключительно с сетью Ethernet, ближайший аналог для беспроводных сетей – роутер, но его работа больше похожа на так называемый «хаб» (концентратор).  

Режимы коммутации

Существует 3 стиля режимов коммутации, в которых можно использовать свитч:  

  1. Cut-Through Switching — сквозной

При сквозной коммутации свитч копирует в свою память только MAC-адрес назначения (первые 6 байт кадра) перед принятием решения о переключении. Устройство, работающее в режиме сквозной коммутации, уменьшает задержку, поскольку начинает пересылать кадр Ethernet, как только считывает MAC-адрес назначения и определяет исходящий порт. Проблема, связанная со сквозной коммутацией, заключается в том, что коммутатор может пересылать неверные кадры.

  1. Store and Forward Switching — с промежуточным хранением

Свитч копирует каждый полный кадр Ethernet в память коммутатора и вычисляет циклический избыточный код (CRC) на наличие ошибок. Если обнаруживается ошибка циклического избыточного кода (CRC), кадр Ethernet отбрасывается, а если отсутствует — коммутатор пересылает кадр Ethernet устройству назначения. Переключение с сохранением и пересылкой может вызвать задержку переключения, поскольку циклический контроль избыточности (CRC) рассчитывается для каждого кадра.

  1. Fragment-Free Switching — гибридный

Это усовершенствованная форма сквозной и промежуточной коммутации. Свитчи, работающие в режиме коммутации без фрагментов, считывают не менее 64 байтов кадра Ethernet перед его переключением, чтобы избежать пересылки коротких кадров, размером менее 64 байт. Имеет экономичное управление дорожным движением. Большая возможность хранения.

Отличие коммутатора от концентратора (hub)

Хотя свитчи и хабы — устройства с несколько схожим назначением, стоит обратить внимание на несколько ключевых отличий в их работе.

В случае коммутаторов оборудование использует сохраненную таблицу адресов, которая позволяет точно маршрутизировать пакеты на определенные хосты. Хабы передают данные другим способом — пакет отправляется на все остальные коннекторы. Это, в свою очередь, выливается в совершенно другие возможности приложений, а также иное воздействие на сеть: при использовании концентратора нагрузка на канал будет выше.  

Отличие свитча от маршрутизатора/роутера

Свитчи предназначены для подключения устройств внутри локальной сети. Они оснащены, помимо прочего, LAN-портами, чтобы к ним можно было подключить ряд устройств, в том числе сетевых.

Все это означает, что свитчи не используются для доступа в Интернет. Эту функцию может выполнять, например, компьютер, расположенный в локальной сети, который будет настроен как сервер.

Совершенно иначе обстоит дело с маршрутизаторами, которые поддерживают разные сети, а также назначают и анализируют IP-адрес. Именно по этому признаку разделяется интернет-сигнал, в том числе и внутри беспроводной связи. Роутер передает сигнал интернета от модема – он может быть внешним (требуется проводное подключение) или встроенным.

Подключение свитча к роутеру

В настоящее время многие современные устройства работают с использованием беспроводного соединения Wi-Fi. Подавляющее большинство широкополосных маршрутизаторов имеют только 4 порта. Если на роутере нет порта для подключения другого устройства – используется свитч.

Сначала подключается свитч к источнику питания. Затем один конец кабеля Ethernet – к роутеру (порт LAN), а другой — к любому порту сетевого коммутатора. Но это не может быть порт WAN, который нужен для подключения к модему.


Особенности выбора коммутатора

Свитчи — полезные устройства, позволяющие удобно использовать сетевые ресурсы. Здесь особую роль играют несколько ключевых параметров, которые напрямую влияют на производительность сети и комфорт пользователя. Важнейшими из них являются количество портов и их тип, а также пропускная способность соединения.

  • Количество портовзачастую является важнейшим параметром, определяющим возможности использования свитча. Доступное оборудование обычно оснащено 24 портами, а также множеством более мелких и крупных предложений. При покупке стоит предусмотреть расширение сети в будущем, выбрав свитч с несколько большим количеством портов, чем необходимо сейчас.
  • Электропитание– свитчи также различаются по типу электропитания. Большие устройства подключаются напрямую к розеткам 230 В, а меньшие — через блок питания. Есть модели с питанием от 24 и 48 В. Некоторые из них имеют встроенный преобразователь, позволяющий использовать напряжение в диапазоне от 12 до 48 В.
  • Пропускная способность канала– это параметр, который оказывает наибольшее влияние на скорость всей сети. Текущий стандарт — 1 Гбит/с, но все чаще можно встретить оборудование, предлагающее более высокие скорости — например, 2,5 Гбит/с. Это значение следует адаптировать к размеру сети: 1 Гбит/с обычно подходит для домашних решений, но для более крупных систем могут потребоваться устройства с более высокой пропускной способностью.
  • Поддержка стекирования— единый логический свитч с более чем 48 портами.
  • Поддержка PoE(Power over Ethernet) – если требуется подача питания к устройствам по сетевому кабелю. Пример — IP-камеры, включенные в локальную сеть. Это оптимальная функция, избавляющая от нужды использовать силовые кабели, но при этом не снижающая качество передачи информации.  
  • Сегментация трафика– для настройки портов или их групп с доступом к серверу, но полностью отделенных друг от друга.
  • Вентилятор охлаждения– полезная деталь, встречающаяся только в современных моделях. Стоит учесть, что встроенный вентилятор может создавать шум, что нежелательно, если серверная находится дома.

Если вы выбираете конкретную модель, учтите и другие, более приземленные, вопросы, такие как размер, корпус и способ крепления оборудования. Каждый электронный аксессуар выделяет тепло и при неправильной установке устройство перегреется.

Высокая температура также плохо влияет на коммутатор.

В зависимости от конструкции конкретного проводника можно повесить устройство на стену или поставить на стол, разместить его на полу или каком-либо предмете мебели. Хранение небольшого коммутатора в большом шкафу будет неплохим решением, но лучше установить свитч в просторном помещении под серверную.

Типы портов в коммутаторе

При выборе коммутатора также стоит обратить внимание на количество и тип портов LAN. Большее количество означает, что вы сможете подключить к локальной сети больше сетевых устройств. Даже если вы создадите такую сеть дома, в будущем могут появиться новые устройства, которым понадобится собственный порт. Поэтому лучше обезопасить себя от хлопот по замене свитча на более крупный.

Типы портов очень важны в контексте локальной сети. В настоящее время в коммутаторах используются три решения: медное, оптическое и SFP. Первые широко используются и хорошо известны большинству пользователей. Они обеспечивают стабильное соединение между двумя устройствами и достаточную пропускную способность. В большинстве ситуаций будут работать устройства, поддерживающие стандартные разъемы RJ45, широко используемые в сетях Ethernet.

Оптические порты — это оптические волокна, обеспечивающие гораздо большую пропускную способность канала. Оба решения ограничены длиной кабеля. Более длинный кабель означает большие потери при передаче.

Порт SFP — это решение, часто используемое в управляемых коммутаторах, поскольку оно позволяет подключать устройства к сети с помощью адаптера. Это означает, что для создания локальной сети можно использовать даже разные типы разъемов.

Как это работает?

Более крупные модели коммутационных устройств потребляют относительно много энергии и требуют активного или пассивного охлаждения. Профессиональные коммутаторы, поддерживающие одновременно десятки устройств, монтируются в специально подготовленные для этого шкафы.

С другой стороны, базовые версии устройства на первый взгляд напоминают роутер чуть большего размера и его можно легко спрятать под столом или прикрепить к стене. Построение эффективных и безопасных локальных сетей позволяет обеспечить результативную работу в сети и передачу данных между устройствами систем автоматизации и безопасности. Для специализированных приложений стоит выбирать коммутаторы PoE, обеспечивающие одновременное питание конечных устройств.

Иногда стоит обратиться за помощью к ИТ-специалисту, который произведет соответствующие настройки и проинструктирует, что делать в случае падения производительности.

Если вас интересует, что такое настройка коммутатора, как ее выполнить и как создать локальную сеть через свитч, обращайтесь в нашу компанию. IT-инженеры ittelo.ru профессионально разбираются в этой теме, поэтому могут предложить оптимальное решение в рамках разумного бюджета.  

 
Поделитесь статьей в соцсетях   
 
Вам также может быть интересно

ТОП-5 ошибок при выборе сервера
Товар добавлен в список сравнения
Перейти в сравнение
Продолжить просмотр
Подбираете сервер для 1С?
Подпишитесь на специальную серию писем про выбор и настройку сервера под 1С
Подписаться
Боитесь неправильно выбрать сервер?
Оставьте свой email, и мы пришлем чек-лист с 5 самыми распространенными ошибками
Получить чек-лист
Нажимая кнопку "Получить чек-лист", вы даёте согласие на обработку персональных данных
Заказать консультацию
IT-архитектор подберет сервер под вашу задачу
Заказать сервер
Мы свяжемся с вами в течение 15 мин
Заявка на лизинг