Как работают и какие бывают сетевые коммутаторы

Сети стали неотъемлемой частью многих сфер нашей жизни - будь то корпоративный контекст, цифровая коммуникация или вечер кино на диване у себя дома. Основным компонентом является сетевой коммутатор, который объединяет соответствующие устройства и, таким образом, поддерживает совместное использование ресурсов.

Сетевой коммутатор - определение

Сетевой коммутатор - это устройство, которое работает на уровне 2 модели OSI, так называемом уровне передачи данных. Он получает пакеты данных от тех устройств, которые подключены к его физическим портам, а затем отправляет их - исключительно адресуемым целевым устройствам.

Кроме того, сетевые коммутаторы также могут стать активными на сетевом уровне (уровень 3), на котором происходит маршрутизация. Коммутаторы являются распространенной частью сетей, в том числе на базе Ethernet, Fibre Channel, асинхронного режима передачи (ATM) или InfiniBand. Однако в настоящее время коммутаторы обычно используют Ethernet.

Как работает сетевой коммутатор

Для бесперебойной работы пересылки данных коммутатор запоминает свой MAC-адрес (Media Access Control) при установлении соединения с устройством. Он расположен на сетевой карте (Network Interface Card - NIC) соответствующего устройства, которое, в свою очередь, подключено к сетевому коммутатору через кабель Ethernet. MAC-адрес используется коммутатором для определения того, откуда приходят входящие пакеты данных и куда должны отправляться исходящие пакеты данных. В отличие от IP-адреса, который может меняться при определенных обстоятельствах, MAC-адрес можно использовать для идентификации физического устройства в любое время.

Когда одно устройство отправляет пакет данных другому, коммутатор анализирует заголовок, чтобы определить, что делать с данными. Для этого он сравнивает адреса получателей и пересылает данные на целевое устройство через соответствующие порты. Чтобы избежать конфликтов между входящим и исходящим трафиком, большинство коммутаторов имеют полнодуплексную функциональность, которая делает всю полосу пропускания соединения коммутатора доступной для пакетов данных. Оборудованные возможностями маршрутизации, сетевые коммутаторы также работают на сетевом уровне. Это необходимо, если коммутатор должен поддерживать виртуальные локальные сети (VLAN) и их подсети.

Типы сетевых коммутаторов

Сетевые коммутаторы бывают разных размеров. Какой из них следует использовать, зависит от количества подключаемых устройств и требуемой скорости сети. Коммутатора с четырьмя-восемью портами обычно достаточно для домашнего офиса; устройства с количеством портов до 128 обычно используются для более крупных развертываний. Их можно установить во множестве мест: устройства меньшего размера помещаются на столе, а модели побольше можно устанавливать в стойку, чтобы затем их можно было интегрировать в центр обработки данных или серверную ферму. Размер коммутаторов, которые можно интегрировать в стойку, обычно составляет от 1U до 4U, но при необходимости доступны и более крупные модели. Еще один отличительный критерий сетевых коммутаторов - скорость их работы в сети. Спектр варьируется от Fast Ethernet (10/100 Мбит / с), Gigabit Ethernet (10/100/1000 Мбит / с) и 10 Гбит (10/100/1000/10000 Мбит / с) до 40/100 Гбит / с. Выбор правильной скорости должен основываться на требуемой пропускной способности данных.

И последнее, но не менее важное: переключатели также различаются по своим функциям. По сути, есть три разных типа переключателей:

• Неуправляемые коммутаторы – они наиболее просты в использовании и предварительно настраиваются. Для пользователя эта функция plug-and-play также означает, что вариантов настройки мало или нет. Хотя они могут иметь стандартные настройки для таких функций, как QoS (качество обслуживания), они не могут быть изменены в дальнейшем. Одним из аргументов в пользу неуправляемых коммутаторов является их относительно низкая закупочная цена. Ввиду этих функциональных недостатков неуправляемые коммутаторы обычно не подходят для использования в корпоративном контексте.
• Управляемые коммутаторы - предлагают гораздо больше функций и возможностей для ИТ-специалистов и, следовательно, являются наиболее вероятным типом коммутаторов, которые можно найти в бизнес-секторе. У них есть интерфейс командной строки для индивидуальной настройки и поддержка агентов SNMP (Simple Network Management Protocol), которые предоставляют информацию для устранения сетевых проблем. Управляемые коммутаторы также поддерживают виртуальные локальные сети, настройки качества обслуживания и IP-маршрутизацию. Уровень безопасности также увеличивается, поскольку весь входящий трафик защищен. Однако из-за этих расширенных функций вам придется разобраться в настройке управляемых коммутаторов гораздо глубже, чем в других типах.
• Интеллектуальные коммутаторы - они образуют золотую середину между неуправляемыми и управляемыми вариантами: функциональный профиль у них больше, чем у неуправляемых моделей, но меньше, чем у полностью управляемых. Smart переключатели сочетают в себе низкую цену с функциями, выходящими за рамки простого plug-and-play. Чего им обычно не хватает, так это поддержки доступа через Telnet. Кроме того, они обычно имеют веб-интерфейсы и могут не предлагать столько функций, сколько «настоящие» управляемые коммутаторы для других параметров конфигурации, таких как VLAN. Интеллектуальные коммутаторы подходят в качестве недорогой альтернативы для небольших сетей с небольшими финансовыми ресурсами или меньшим количеством функций.

Управление коммутатором

Общее количество функций и возможностей сетевого коммутатора зависит от производителя и любого дополнительного программного обеспечения, поставляемого в комплекте. Как правило, ИТ-специалисты могут использовать его для того, чтобы:

• активировать и деактивировать определенные порты коммутатора;
• настроить параметры дуплекса и пропускной способности;
• установить определенные уровни QoS для определенных портов;
• включить фильтрацию MAC-адресов и другие функции контроля доступа;
• активировать SNMP-мониторинг устройств;
• настроить зеркалирование портов для мониторинга сетевого трафика.

Заключение

По своей сути, задачей сетевого коммутатора остается быстрая и эффективная передача данных с компьютера A на компьютер B - независимо от того, находятся ли компьютеры на другом конце прохода или на другом конце света. Коммутатор - не единственное устройство, участвующее в этом процессе, но это важная часть сетевой архитектуры. (FM)

Если стоит выбор, где купить сетевой коммутатор, выбирайте надёжного поставщика. Компания «АнЛан» занимает лидирующие позиции на рынке РФ с 2007 года. Разумная цена и европейское качество — то, что отличает продукцию компании от других организаций.