Сетевой коммутатор: различия между версиями

Материал из wikixw
Перейти к навигации Перейти к поиску
Нет описания правки
 
Строка 33: Строка 33:
==Объединение==
==Объединение==


[[Файл:Smartswitch6000.jpg|200px|thumb|left|Модульный сетевой коммутатор с тремя сетевыми модулями (всего 24 порта Ethernet и 14 портов Fast Ethernet) и одним источником питания.]]
[[Файл:Smartswitch6000.jpg|200px|thumb|right|Модульный сетевой коммутатор с тремя сетевыми модулями (всего 24 порта Ethernet и 14 портов Fast Ethernet) и одним источником питания.]]


Современные коммерческие коммутаторы в основном используют интерфейсы Ethernet. Основная функция коммутатора Ethernet заключается в обеспечении соединения нескольких портов уровня 2. Функциональность уровня 1 требуется для всех коммутаторов, поддерживающих более высокие уровни. Многие коммутаторы также выполняют операции на других уровнях. Устройство, способное к большему, чем мостовое соединение, известно как многослойный коммутатор.
Современные коммерческие коммутаторы в основном используют интерфейсы Ethernet. Основная функция коммутатора Ethernet заключается в обеспечении соединения нескольких портов уровня 2. Функциональность уровня 1 требуется для всех коммутаторов, поддерживающих более высокие уровни. Многие коммутаторы также выполняют операции на других уровнях. Устройство, способное к большему, чем мостовое соединение, известно как многослойный коммутатор.

Текущая версия от 17:27, 1 апреля 2023

Сетевой коммутатор (также называемый switching hub, bridging hub и, согласно IEEE, MAC bridge) - это сетевое оборудование, которое соединяет устройства в компьютерной сети с помощью коммутации пакетов для приема и пересылки данных на устройство назначения. [[Файл::2550T-PWR-Front.jpg|200px|thumb|left|ERS 2550T-PWR Avaya, 50-портовый коммутатор Ethernet]]

Сетевой коммутатор - это многопортовый сетевой мост, который использует MAC-адреса для пересылки данных на канальном уровне (уровень 2) модели OSI. Некоторые коммутаторы могут также пересылать данные на сетевом уровне (уровень 3), дополнительно включая функциональность маршрутизации. Такие коммутаторы обычно известны как коммутаторы уровня 3 или многослойные коммутаторы.

Коммутаторы для Ethernet являются наиболее распространенной формой сетевого коммутатора. Первый MAC Bridge был изобретен в 1983 году Марком Кемпфом, инженером из группы передовых разработок сетей Digital Equipment Corporation. Вскоре после этого эта компания представила первый двухпортовый мостовой продукт (LANBridge 100). Впоследствии компания выпустила многопортовые коммутаторы как для Ethernet, так и для FDDI, такие как GigaSwitch. Digital решила лицензировать свой патент MAC Bridge на безвозмездной, недискриминационной основе, что позволило стандартизировать IEEE. Это позволило ряду других компаний производить многопортовые коммутаторы, включая Kalpana. Изначально Ethernet был средой общего доступа, но с появлением MAC bridge началась его трансформация в наиболее распространенную форму "точка-точка" без домена коллизии. Коммутаторы также существуют для других типов сетей, включая Fibre Channel, асинхронный режим передачи и InfiniBand.

В отличие от ретрансляционных концентраторов, которые передают одни и те же данные из каждого порта и позволяют устройствам выбирать данные, адресованные им, сетевой коммутатор узнает идентификаторы подключенных устройств, а затем пересылает данные только на порт, подключенный к устройству, которому они адресованы.

Стоечный коммутатор Cisco для малого бизнеса SG300-28 с 28 портами Gigabit Ethernet и его внутренние компоненты

Обзор[править]

Коммутатор - это устройство в компьютерной сети, которое соединяет другие устройства вместе. Несколько кабелей передачи данных подключены к коммутатору для обеспечения связи между различными сетевыми устройствами. Коммутаторы управляют потоком данных по сети, передавая принятый сетевой пакет только на одно или более устройств, для которых предназначен пакет. Каждое сетевое устройство, подключенное к коммутатору, может быть идентифицировано по его сетевому адресу, что позволяет коммутатору направлять поток трафика, максимизируя безопасность и эффективность сети.

Коммутатор является более интеллектуальным, чем концентратор Ethernet, который просто повторно передает пакеты из каждого порта концентратора, кроме порта, на котором был получен пакет, не в состоянии различать разных получателей и обеспечивает общую более низкую эффективность сети.

Коммутатор Ethernet работает на канальном уровне передачи данных (уровень 2) модели OSI для создания отдельного домена коллизии для каждого порта коммутатора. Каждое устройство, подключенное к порту коммутатора, может передавать данные на любой из других портов в любое время, и передача не будет мешать.[a] Поскольку трансляции по-прежнему пересылаются коммутатором на все подключенные устройства, вновь сформированный сегмент сети продолжает оставаться широковещательным доменом. Коммутаторы могут также работать на более высоких уровнях модели OSI, включая сетевой уровень и выше. Коммутатор, который также работает на этих более высоких уровнях, известен как многослойный коммутатор.

Сегментация включает в себя использование коммутатора для разделения большего домена столкновения на меньшие, чтобы уменьшить вероятность столкновения и улучшить общую пропускную способность сети. В крайнем случае (т.е. микросегментация), каждое устройство расположено на выделенном порту коммутатора. В отличие от концентратора Ethernet, на каждом из портов коммутатора имеется отдельный домен коллизии. Это позволяет компьютерам иметь выделенную полосу пропускания при двухточечных соединениях с сетью, а также работать в полнодуплексном режиме. Полнодуплексный режим имеет только один передатчик и один приемник на домен столкновения, что делает столкновения невозможными.

Сетевой коммутатор играет неотъемлемую роль в большинстве современных локальных сетей Ethernet (LAN). Локальные сети среднего и большого размера содержат ряд связанных управляемых коммутаторов. Приложения для малого офиса / домашнего офиса (SOHO) обычно используют один коммутатор или универсальное устройство, такое как жилой шлюз, для доступа к широкополосным услугам малого офиса / дома, таким как DSL или кабельный Интернет. В большинстве этих случаев устройство конечного пользователя содержит маршрутизатор и компоненты, которые взаимодействуют с конкретной физической широкополосной технологией. Пользовательские устройства могут также включать телефонный интерфейс для передачи голоса по IP (VoIP).

Роль в сети[править]

Коммутаторы чаще всего используются в качестве точки подключения к сети для хостов на границе сети. В иерархической модели межсетевого взаимодействия и аналогичных сетевых архитектурах коммутаторы также используются в глубине сети для обеспечения соединений между коммутаторами на границе.

В коммутаторах, предназначенных для коммерческого использования, встроенные или модульные интерфейсы позволяют подключать различные типы сетей, включая Ethernet, Fibre Channel, RapidIO, ATM, ITU-T G.hn и 802.11. Это подключение может быть на любом из упомянутых уровней. Хотя функциональность уровня 2 достаточна для переключения полосы пропускания в рамках одной технологии, подключение таких технологий, как Ethernet и Token Ring, выполняется проще на уровне 3 или с помощью маршрутизации. Устройства, которые соединяются на уровне 3, традиционно называются маршрутизаторами.

Там, где требуется тщательный анализ производительности и безопасности сети, коммутаторы могут быть подключены между маршрутизаторами глобальной сети в качестве мест для аналитических модулей. Некоторые производители предоставляют брандмауэр, для обнаружения сетевых вторжений, и модули анализа производительности, которые могут подключаться к портам коммутатора. Некоторые из этих функций могут быть в комбинированных модулях.

С помощью зеркалирования портов коммутатор может создавать зеркальное отображение данных, которые могут передаваться на внешнее устройство, такое как системы обнаружения вторжений и анализаторы пакетов.

Современный коммутатор может реализовывать питание через Ethernet (PoE), что позволяет избежать необходимости подключенных устройств, таких как VoIP-телефон или беспроводная точка доступа, иметь отдельный источник питания. Поскольку коммутаторы могут иметь резервные цепи питания, подключенные к источникам бесперебойного питания, подключенное устройство может продолжать работать даже при отключении обычного офисного питания.

Объединение[править]

Модульный сетевой коммутатор с тремя сетевыми модулями (всего 24 порта Ethernet и 14 портов Fast Ethernet) и одним источником питания.

Современные коммерческие коммутаторы в основном используют интерфейсы Ethernet. Основная функция коммутатора Ethernet заключается в обеспечении соединения нескольких портов уровня 2. Функциональность уровня 1 требуется для всех коммутаторов, поддерживающих более высокие уровни. Многие коммутаторы также выполняют операции на других уровнях. Устройство, способное к большему, чем мостовое соединение, известно как многослойный коммутатор.

Сетевое устройство уровня 2 - это многопортовое устройство, которое использует аппаратные адреса (MAC-адреса) для обработки и пересылки данных на канальном уровне (уровень 2).

Коммутатор, работающий как сетевой мост, может соединять в противном случае отдельные сети уровня 2. Мост запоминает MAC-адрес каждого подключенного устройства. Мосты также буферизуют входящий пакет и адаптируют скорость передачи к скорости исходящего порта. Хотя существуют специализированные приложения, такие как сети хранения данных, где входные и выходные интерфейсы имеют одинаковую пропускную способность, это не всегда так в обычных приложениях локальной сети. В локальных сетях коммутатор, используемый для доступа конечного пользователя, обычно концентрирует меньшую пропускную способность и восходящие каналы связи в более высокую пропускную способность.

Межсоединения между коммутаторами могут регулироваться с использованием протокола связующего дерева (STP), который отключает пересылку по каналам связи, так что результирующая локальная сеть представляет собой дерево без циклов коммутации. В отличие от маршрутизаторов, мосты связующего дерева должны иметь топологии с только одним активным путем между двумя точками. Объединение кратчайших путей и TRILL (прозрачное соединение множества каналов) являются альтернативами STP уровня 2, которые позволяют активировать все пути с несколькими путями равной стоимости.

Типы[править]

Форм-факторы[править]

Коммутаторы доступны во многих форм-факторах, включая автономные настольные устройства, которые обычно предназначены для использования дома или в офисе за пределами монтажного шкафа; коммутаторы, устанавливаемые в стойку для оборудования или в корпус; смонтированные на DIN-рейке для использования в промышленных условиях; и небольшие монтажные коммутаторы, монтируемый в кабельный канал, напольную коробку или коммуникационную башню, например, в волоконно-оптической инфраструктуре офиса.

Коммутаторы, устанавливаемые в стойку, могут быть автономными устройствами, штабелируемыми коммутаторами или большими корпусными устройствами с возможностью замены линейных плат.

Параметры конфигурации[править]

Неуправляемые коммутаторы не имеют интерфейса настройки или опций. Они подключи и играй. Как правило, они являются наименее дорогими коммутаторами и поэтому часто используются в среде небольшого офиса / домашнего офиса. Неуправляемые коммутаторы могут быть настольными или устанавливаться в стойку.[18]

  • Управляемые коммутаторы имеют один или несколько методов для изменения работы коммутатора. Распространенные методы управления включают: интерфейс командной строки (CLI), доступ к которому осуществляется через последовательную консоль, telnet или Secure Shell, встроенный агент Simple Network Management Protocol (SNMP), позволяющий управлять с удаленной консоли или станции управления, или веб-интерфейс для управления из веб-браузера. Двумя подклассами управляемых коммутаторов являются интеллектуальные коммутаторы и коммутаторы, управляемые предприятием.
Интеллектуальные коммутаторы (также известные как интеллектуальные коммутаторы) - это управляемые коммутаторы с ограниченным набором функций управления. Аналогично, коммутаторы с веб-управлением - это коммутаторы, которые занимают рыночную нишу между неуправляемыми и управляемыми. По цене, намного более низкой, чем полностью управляемый коммутатор, они предоставляют веб-интерфейс (и обычно без доступа к CLI) и позволяют настраивать базовые параметры, такие как VLAN, пропускная способность порта и дуплекс.
Корпоративные управляемые коммутаторы (также известные как управляемые коммутаторы) имеют полный набор функций управления, включая CLI, агент SNMP и веб-интерфейс. Они могут иметь дополнительные функции для управления конфигурациями, такие как возможность отображения, изменения, резервного копирования и восстановления конфигураций. По сравнению с интеллектуальными коммутаторами корпоративные коммутаторы имеют больше функций, которые можно настраивать или оптимизировать, и, как правило, дороже интеллектуальных коммутаторов. Корпоративные коммутаторы обычно встречаются в сетях с большим количеством коммутаторов и соединений, где централизованное управление обеспечивает значительную экономию административного времени и усилий. Стекируемый коммутатор - это тип коммутатора, управляемого предприятием.

Типичные функции управления[править]

Пара управляемых коммутаторов D-Link Gigabit Ethernet для монтажа в стойку, подключенных к портам Ethernet на нескольких коммутационных панелях с использованием соединительных кабелей категории 6 (все оборудование устанавливается в стандартную 19-дюймовую стойку)

Включение и выключение портов

Мониторинг трафика[править]

Сложно отслеживать трафик, который соединяется с помощью коммутатора, потому что только отправляющий и принимающий порты могут видеть трафик.

Методы, специально разработанные для того, чтобы позволить сетевому аналитику отслеживать трафик, включают:

Зеркальное отображение портов - коммутатор отправляет копию сетевых пакетов в сетевое соединение мониторинга.

  • SMON – "Мониторинг коммутатора" описывается RFC 2613 и представляет собой протокол для управления средствами, такими как зеркальное отображение портов.
  • RMON
  • sFlow
Эти функции мониторинга редко присутствуют на коммутаторах потребительского класса. Другие методы мониторинга включают подключение концентратора уровня 1 или сетевого отвода между контролируемым устройством и его портом коммутатора.[21]

Смотрите также[править]

Пруф[править]

mergie.com/computers/hardware/network/buying-a-network-ethernet-switch/