Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Avaya ERS 2550T-PWR , 50-портовый коммутатор Ethernet

Сетевой коммутатор (называемый также коммутирующий концентратор , преодолением ступицы и, по IEEE , MAC - мосту [1] ) является сетевым оборудованием , которое соединяет устройства в компьютерной сети с использованием коммутации пакетов , чтобы получать и передавать данные на устройство назначения.

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

Коммутаторы для Ethernet являются наиболее распространенной формой сетевых коммутаторов. Первый коммутатор Ethernet был представлен Kalpana в 1990 году. [3] Коммутаторы также существуют для других типов сетей, включая Fibre Channel , Asynchronous Transfer Mode и InfiniBand .

В отличие от концентраторов повторителей , которые транслируют одни и те же данные из каждого порта и позволяют устройствам выбирать данные, адресованные им, сетевой коммутатор изучает идентификаторы подключенных устройств, а затем только пересылает данные на порт, подключенный к устройству, к которому он подключен. на имя. [4]

Обзор [ править ]

28-портовый стоечный коммутатор Gigabit Ethernet SG300-28 Cisco для малого бизнеса и его внутреннее устройство

Коммутатор - это устройство в компьютерной сети, которое соединяет другие устройства вместе. К коммутатору подключено несколько кабелей для передачи данных, чтобы обеспечить связь между различными сетевыми устройствами. Коммутаторы управляют потоком данных в сети, передавая принятый сетевой пакет только одному или нескольким устройствам, для которых этот пакет предназначен. Каждое сетевое устройство, подключенное к коммутатору, можно идентифицировать по его сетевому адресу , что позволяет коммутатору направлять поток трафика, обеспечивая максимальную безопасность и эффективность сети.

Коммутатор более интеллектуален, чем концентратор Ethernet , который просто повторно передает пакеты из каждого порта концентратора, кроме порта, на который был получен пакет, неспособный различать разных получателей и достигающий общей более низкой эффективности сети.

Коммутатор Ethernet работает на уровне канала передачи данных (уровень 2) модели OSI, создавая отдельный домен конфликтов 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 широковещательные сообщения все еще пересылаются коммутатором на все подключенные устройства, вновь сформированный сетевой сегмент продолжает оставаться широковещательным доменом . Коммутаторы также могут работать на более высоких уровнях модели OSI, включая сетевой уровень и выше. Устройство, которое также работает на этих более высоких уровнях, известно как многослойный коммутатор .

Сегментация включает использование коммутатора для разделения более крупного домена коллизий на более мелкие, чтобы снизить вероятность коллизий и улучшить общую пропускную способность сети. В крайнем случае (например, микросегментация) каждое устройство размещается на выделенном порте коммутатора. В отличие от концентратора Ethernet, на каждом из портов коммутатора есть отдельный домен конфликтов. Это позволяет компьютерам иметь выделенную полосу пропускания для двухточечных подключений к сети, а также работать в полнодуплексном режиме. Полнодуплексный режим имеет только один передатчик и один приемник на область коллизий, что делает коллизии невозможными.

Сетевой коммутатор играет важную роль в большинстве современных локальных сетей (LAN) Ethernet . ЛВС среднего и большого размера содержат несколько связанных управляемых коммутаторов. Приложения малого офиса / домашнего офиса (SOHO) обычно используют один коммутатор или универсальное устройство, такое как домашний шлюз, для доступа к широкополосным услугам малого или домашнего офиса, 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 узлов на границе сети. В иерархической модели межсетевого взаимодействия и аналогичных сетевых архитектурах коммутаторы также используются более глубоко в 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 . Эта связь может быть на любом из упомянутых уровней. В то время как функциональные возможности уровня 2 подходят для изменения полосы пропускания в рамках одной технологии, технологии соединения, такие как Ethernet и Token Ring , легче выполнять на уровне 3 или через маршрутизацию. [6] Устройства, которые соединяются между собой на уровне 3, традиционно называются маршрутизаторами . [7]

Там, где есть необходимость в тщательном анализе производительности и безопасности сети, коммутаторы могут быть подключены между маршрутизаторами WAN как места для аналитических модулей. Некоторые поставщики предоставляют брандмауэр , [8] [9] Сеть обнаружения вторжений , [10] модули и производительности анализа , которые могут подключаться к портам коммутатора. Некоторые из этих функций могут быть на комбинированных модулях. [11]

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

В современном коммутаторе может быть реализовано питание через Ethernet (PoE), что устраняет необходимость в подключенных устройствах, таких как VoIP-телефон или точка беспроводного доступа , в отдельном источнике питания. Поскольку коммутаторы могут иметь резервные цепи питания, подключенные к источникам бесперебойного питания , подключенное устройство может продолжать работать даже при отключении обычного офисного питания.

Соединение [ править ]

Модульный сетевой коммутатор с тремя сетевыми модулями (всего 24 порта Ethernet и 14 портов Fast Ethernet) и одним источником питания.
Коммутатор уровня 2 с 5 портами без функции управления

Современные коммерческие коммутаторы используют в основном интерфейсы Ethernet. Основная функция коммутатора Ethernet - обеспечение многопортового моста второго уровня. Функциональность уровня 1 требуется во всех коммутаторах для поддержки более высоких уровней. Многие коммутаторы также выполняют операции на других уровнях. Устройство, способное выполнять не только мостовую работу, известно как многослойный коммутатор.

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

Коммутатор, работающий как сетевой мост, может соединять устройства в доме или офисе. Мост узнает 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, в которых интерфейсы ввода и вывода имеют одинаковую полосу пропускания, это не всегда так в обычных приложениях LAN. В локальных сетях коммутатор, используемый для доступа конечного пользователя, обычно концентрирует более низкую полосу пропускания и восходящие каналы в более высокой полосе пропускания.

Взаимодействие между коммутаторами можно регулировать с помощью протокола связующего дерева (STP), который отключает ссылки, так что результирующая локальная сеть представляет собой дерево без петель. В отличие от маршрутизаторов, мосты связующего дерева должны иметь топологию только с одним активным путем между двумя точками. Мостовое соединение по кратчайшему пути - это альтернатива STP уровня 2, которая позволяет всем путям быть активными с несколькими путями с равной стоимостью. [12] [13]

Типы [ править ]

Стойку 24-портовый 3Com переключатель

Форм-факторы [ править ]

Переключатели доступны во многих форм-факторах, включая автономные настольные устройства, которые обычно предназначены для использования в домашних или офисных условиях вне коммутационного шкафа ; монтируемые в стойку коммутаторы для использования в стойке для оборудования или в корпусе ; Монтаж на DIN-рейку для использования в промышленных условиях ; и небольшие установочные переключатели, монтируемые в кабельный канал, напольную коробку или коммуникационную вышку, например, в оптоволокне для офисной инфраструктуры.

Коммутаторы, монтируемые в стойку, могут быть автономными, стекируемыми или большими шасси со сменными линейными картами.

Параметры конфигурации [ править ]

  • Неуправляемые коммутаторы не имеют интерфейса или параметров конфигурации. Они подключи и играй . Обычно они являются наименее дорогими коммутаторами и поэтому часто используются в небольшом офисе / домашнем офисе . Неуправляемые коммутаторы могут быть установлены на столе или в стойке.
  • У управляемых коммутаторов есть один или несколько методов для изменения работы коммутатора. Общие методы управления включают: интерфейс командной строки (CLI), доступ к которому осуществляется через последовательную консоль , telnet или Secure Shell , встроенный агент простого протокола сетевого управления (SNMP), позволяющий управлять с удаленной консоли или станции управления, или веб-интерфейс для управления с веб - браузер . Примеры изменений конфигурации, которые можно сделать с помощью управляемого коммутатора, включают: включение таких функций, как протокол связующего дерева или зеркалирование портов, установка пропускной способности порта , создание или изменение виртуальных локальных сетей. (VLAN) и т. Д. Два подкласса управляемых коммутаторов - это интеллектуальные коммутаторы и коммутаторы, управляемые предприятием.
  • Интеллектуальные коммутаторы (также известные как интеллектуальные коммутаторы) - это управляемые коммутаторы с ограниченным набором функций управления. Точно так же коммутаторы с "веб-управлением" - это коммутаторы, которые занимают рыночную нишу между неуправляемыми и управляемыми. По цене намного ниже, чем полностью управляемый коммутатор, они предоставляют веб-интерфейс (и обычно без доступа через интерфейс командной строки) и позволяют настраивать основные параметры, такие как VLAN, пропускная способность порта и дуплекс. [14]
  • Управляемые коммутаторы предприятия (также известные как управляемые коммутаторы) имеют полный набор функций управления, включая интерфейс командной строки, агент SNMP и веб-интерфейс. У них могут быть дополнительные функции для управления конфигурациями, такие как возможность отображать, изменять, создавать резервные копии и восстанавливать конфигурации. По сравнению с интеллектуальными коммутаторами корпоративные коммутаторы имеют больше функций, которые можно настроить или оптимизировать, и, как правило, они дороже интеллектуальных коммутаторов. Коммутаторы уровня предприятия обычно используются в сетях с большим количеством коммутаторов и соединений, где централизованное управление позволяет значительно сэкономить время и усилия администратора. Наращиваемый переключатель представляет собой тип коммутатора предприятия-управление.

Типичные особенности управления [ править ]

Пара управляемых коммутаторов D-Link Gigabit Ethernet для монтажа в стойку, подключенных к портам Ethernet на нескольких патч-панелях с помощью соединительных кабелей категории 6 (все оборудование устанавливается в стандартную 19-дюймовую стойку)
  • Включение и отключение портов
  • Пропускная способность канала и настройки дуплекса
  • Настройка и мониторинг качества обслуживания
  • Фильтрация MAC-адресов и другие функции списка контроля доступа
  • Настройка функций протокола Spanning Tree Protocol (STP) и Shortest Path Bridging (SPB)
  • Простой протокол управления сетью (SNMP), мониторинг состояния устройства и соединения
  • Зеркальное отображение портов для мониторинга трафика и устранения неполадок
  • Конфигурация агрегации каналов для настройки нескольких портов для одного и того же соединения для достижения более высоких скоростей передачи данных и надежности
  • Конфигурация VLAN и назначение портов, включая тегирование IEEE 802.1Q
  • Функции контроля доступа к сети, такие как IEEE 802.1X
  • IGMP Snooping для управления многоадресным трафиком

Мониторинг трафика [ править ]

Трудно отслеживать трафик, передаваемый по мосту с помощью коммутатора, потому что только отправляющий и принимающий порты могут видеть трафик.

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

  • Зеркальное отображение портов  - коммутатор отправляет копию сетевых пакетов в контролируемое сетевое соединение.
  • SMON - «Мониторинг коммутатора» описан в RFC 2613 и представляет собой протокол для управления такими функциями , как зеркалирование портов.
  • RMON [15]
  • sFlow

Эти функции мониторинга редко присутствуют в коммутаторах потребительского уровня. Другие методы мониторинга включают подключение концентратора уровня 1 или сетевого ответвителя между контролируемым устройством и его портом коммутатора. [16]

См. Также [ править ]

  • Консольный сервер
  • Энергоэффективный Ethernet
  • Коммутатор Fibre Channel
  • Полностью коммутируемая сеть
  • Переключатель с балансировкой нагрузки
  • Модульный компьютерный сетевой коммутатор
  • Пакетный переключатель
  • Стекируемый коммутатор
  • Обмен телефонами
  • Переключатель Тьюринга
  • Глобальная сеть

Примечания [ править ]

  1. ^ В полудуплексном режиме каждый порт коммутатора может либо получать, либо передавать на свое подключенное устройство в определенное время. В полнодуплексном режиме каждый порт коммутатора может одновременно передавать и принимать, при условии, что подключенное устройство также поддерживает полнодуплексный режим. [5]

Ссылки [ править ]

  1. ^ IEEE 802.1D
  2. ^ Thayumanavan Шридхар (сентябрь 1998). «Развитие коммутаторов уровней 2 и 3» . cisco.com . Журнал Интернет-протокола. Cisco Systems . Проверено 5 августа 2014 .
  3. ^ Роберт Дж. Колхепп (2000-10-02). «10 важнейших продуктов десятилетия» . Сетевые вычисления. Архивировано из оригинала на 2010-01-05 . Проверено 25 февраля 2008 .
  4. ^ «Концентраторы против коммутаторов - понимание компромиссов» (PDF) . ccontrols.com . 2002 . Проверено 10 декабря 2013 .
  5. ^ «Введение в основные концепции коммутации и конфигурацию сетевой академии Cisco» . Cisco Systems . 2014-03-31 . Проверено 17 августа 2015 .
  6. ^ Джо Эфферсон; Тед Гэри; Боб Невинс (февраль 2002 г.). «Переход от Token-Ring к Ethernet» (PDF) . IBM . п. 13. Архивировано из оригинального (PDF) 24 сентября 2015 года . Проверено 11 августа 2015 .
  7. ^ Thayumanavan Шридхар (сентябрь 1998). "The Internet Protocol Journal - Volume 1, No. 2: Layer 2 and Layer 3 Switch Evolution" . Cisco Systems . Проверено 11 августа 2015 .
  8. ^ Cisco Catalyst 6500 Сервисный модуль межсетевого экрана , Cisco Systems, 2007
  9. ^ Модуль межсетевого экрана Switch 8800 , 3Com Corporation, 2006
  10. ^ Модуль системы обнаружения вторжений Cisco Catalyst 6500 Series (IDSM-2) , Cisco Systems, 2007
  11. ^ Начало работы с Check Point Fire Wall-1 , Checkpoint Software Technologies Ltd., nd
  12. ^ Питер Ashwood-Смит (24 февраля 2011). «Кратчайший путь моста, обзор IEEE 802.1aq» (PDF) . Huawei. Архивировано из оригинального (PDF) 15 мая 2013 года . Проверено 11 мая 2012 года .
  13. ^ «IEEE утверждает новый стандарт моста кратчайшего пути IEEE 802.1aq» . Технология Power Up. 7 мая 2012 . Проверено 11 мая 2012 года .
  14. ^ "Технические характеристики для образца коммутатора HP, управляемого через Интернет" . Архивировано 13 декабря 2007 года . Проверено 25 мая 2007 .CS1 maint: bot: исходный статус URL неизвестен ( ссылка )
  15. ^ База данных управления удаленным мониторингом сети , RFC 2819 , С. Вальдбассер, май 2000 г.
  16. ^ «Как построить миниатюрное устройство сетевого монитора» . Проверено 8 января 2019 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Понимание различных типов коммутаторов Ethernet - блоги Cisco
  • Что следует учитывать при покупке коммутатора Ethernet.