Что такое сетевой коммутатор и как он работает?

Сетевые коммутаторы являются основными компонентами сетей. Сетевой коммутатор - это интеллектуальное устройство, которое имеет функцию полнодуплексной ко1TP14Туникации, и, используя сетевой коммутатор в промышленности, вы можете эффективно использовать их пропускную способность. Сегодня сети необходимы для доставки развлечений пользователям, для поддержки бизнеса, а также для поддержки всех типов связи.

Что такое сетевой коммутатор?

Сетевой коммутатор - это устройство, работающее на уровне 2 (Data Link Layer) модели OSI. Маршрутизатор или другое конечное устройство пользователя, физически связанное с портами сетевого коммутатора, напрямую отправляет пакеты в порт сетевого коммутатора, а тот отправляет их в другой порт коммутатора, который напрямую связан с Интернетом. Современные сетевые коммутаторы также работают на третьем уровне модели OSI. Сети третьего уровня также занимаются маршрутизацией. В сетях коммутаторы используются для подключения большего количества устройств, в основном пользовательских, таких как беспроводные точки доступа, камеры, компьютеры, принтеры и т. д. Они также позволяют различным устройствам взаимодействовать с устройствами в сети путем отправки пакетов данных. Коммутаторы существуют в двух формах. Коммутаторы могут быть программными, которые управляют виртуальными устройствами, а также аппаратными, которые управляют физической сетью. Коммутаторы напрямую связаны с компьютерными системами, на которых размещаются виртуальные машины в центрах обработки данных. Коммутаторы могут обрабатывать большой объем сетевого трафика.

Сетевые коммутаторы используют кабели Ethernet в локальных сетях (LAN). Коммутаторы принимают решение на основе физического или mac-адреса устройства, а затем отправляют пакет в соответствии с информацией, содержащейся в mac-адресе.

Как работает сетевой коммутатор?

При подключении любого устройства к коммутатору коммутатор автоматически узнает его mac-адрес (Media access control). Mac-адрес - это часть кода, которая прикрепляется к сетевой интерфейсной карте (NIC) устройства, и эта сетевая интерфейсная карта соединяется с портом Ethernet устройства, а затем этот Ethernet подключается к коммутатору.

В сети физическое устройство идентифицируется по его mac-адресу, а этому mac-адресу устройство присваивает IP, который назначается динамически и изменяется в соответствии с требованиями сети. Каждое устройство в сети посылает пакеты друг другу, чтобы взаимодействовать друг с другом с помощью коммутатора. Когда одно устройство посылает пакет другому устройству, пакет сначала попадает на коммутатор. Затем сетевой коммутатор считывает заголовок пакета и на основе информации, содержащейся в заголовке, решает, что делать с пакетом. В заголовке пакета коммутаторы сопоставляют mac-адрес устройства назначения и отправляют пакет на соответствующие порты, после чего пакеты переходят на устройство назначения.

Сейчас большинство коммутаторов имеют полнодуплексную функциональность, при которой пакеты, идущие от устройства и идущие к нему, имеют доступ к полной полосе пропускания коммутационного соединения. (Представьте, что два человека разговаривают по сотовому телефону, а не по рации. Полнодуплексное функционирование позволяет преодолеть коллизию сетевого трафика.

Большинство сетевых коммутаторов работают на уровне 2, но теперь все новые коммутаторы также имеют функцию работы на уровне 3. Все коммутаторы третьего уровня поддерживают Vlan (Virtual Lan), который создает логическую сеть между сетевыми устройствами. Когда сетевой трафик перемещается из одной подсети в другую, он должен проходить через коммутатор. Поскольку коммутаторы имеют встроенные возможности маршрутизации, им проще перемещать трафик из одной подсети в другую.

Концентраторы и коммутаторы

Концентратор - это устройство, которое работает как коммутатор, но не является интеллектуальным, как коммутатор. Устройство-концентратор также разделяет ресурсы различных устройств, которые непосредственно подключены к нему. Все устройства, подключенные к концентратору, называются сегментом локальной сети.

Основное различие между коммутатором и концентратором заключается в том, что если одно устройство отправляет пакеты, связанные с концентратором, то оно отправляет пакеты всем устройствам, связанным с концентратором. Но в коммутаторе пакет направляется только на порт назначения, поскольку коммутатор изучает заголовок пакета и принимает решение. Коммутаторы - это интеллектуальные устройства, которые более эффективно используют свои ресурсы, а также пропускную способность сети.

Типы переключателей

На рынке представлены различные типы коммутаторов. Количество устройств, которые необходимо подключить в определенном месте, а также скорость и пропускная способность сети, необходимые для этих устройств, определяют размер коммутатора. В офисах чаще всего используются коммутаторы на четыре-восемь портов, но в крупной промышленности применяются большие коммутаторы, имеющие 128 портов. Небольшие коммутаторы с четырьмя-восемью портами можно разместить на рабочем столе или поставить в любом удобном месте, а большие коммутаторы монтируются в стойку и чаще всего устанавливаются в центрах обработки данных или серверных комнатах.

Различные коммутаторы обеспечивают разную скорость передачи данных. Некоторые коммутаторы поддерживают скорость до 100 Мбит/с на одном порту. Такие коммутаторы называются коммутаторами быстрого Ethernet. Некоторые коммутаторы поддерживают скорости до 1000 и 10000 Мбит/с. Такие коммутаторы называются коммутаторами гигабитного Ethernet.

1. Управляемые коммутаторы:

Управляемые коммутаторы чаще всего используются на предприятиях, поскольку управляемые предлагают больше функций и имеют больше возможностей для ИТ-специалистов. Управляемые коммутаторы настраиваются с помощью линейного интерфейса command. Управляемые коммутаторы поддерживают протокол SNMP (простой протокол управления сетью), который помогает в устранении неполадок в сети. Управляемые коммутаторы также поддерживают Vlan и IP-маршрутизацию. Поскольку управляемые коммутаторы имеют больше функций, стоимость управляемого коммутатора также выше, чем неуправляемого. Управляемые коммутаторы также защищают все типы сетевого трафика, поскольку управляемые коммутаторы имеют более высокий уровень безопасности, чем неуправляемые.

2. Неуправляемые коммутаторы:

Неуправляемые коммутаторы - это самые простые коммутаторы, которые имеют базовую конфигурацию. Неуправляемые коммутаторы предлагают только некоторые опции, которые пользователи могут выбрать в своей конфигурации. Они могут иметь заранее установленные значения по умолчанию для таких параметров, как качество обслуживания, но их нельзя изменить. Преимуществом неуправляемых коммутаторов является доступная цена, но отсутствие функций делает их непригодными для большинства корпоративных приложений.

Заключение

Прочитав эту статью, вы сможете лучше понять, как работает сетевой коммутатор, как он подключается к другим устройствам и чем он отличается от концентраторов и других сетевых устройств. Различные коммутаторы имеют разные функции в зависимости от их цены. Современные коммутаторы отвечают всем требованиям центров обработки данных, а также обеспечивают различные скорости передачи данных в соответствии с требованиями.