No Image

Что такое свитч для интернета

СОДЕРЖАНИЕ
0 просмотров
22 января 2020

Сетевой коммутатор (жарг. свитч, свич от англ. switch — переключатель) — устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного или нескольких сегментов сети. Коммутатор работает на канальном (втором) уровне модели OSI. Коммутаторы были разработаны с использованием мостовых технологий и часто рассматриваются как многопортовые мосты. Для соединения нескольких сетей на основе сетевого уровня служат маршрутизаторы (3 уровень OSI).

В отличие от концентратора (1 уровень OSI), который распространяет трафик от одного подключённого устройства ко всем остальным, коммутатор передаёт данные только непосредственно получателю (исключение составляет широковещательный трафик всем узлам сети и трафик для устройств, для которых неизвестен исходящий порт коммутатора). Это повышает производительность и безопасность сети, избавляя остальные сегменты сети от необходимости (и возможности) обрабатывать данные, которые им не предназначались.

Далее в этой статье рассматриваются исключительно коммутаторы для технологии Ethernet.

Содержание

Принцип работы коммутатора [ править | править код ]

Коммутатор хранит в памяти (т.н. ассоциативной памяти) таблицу коммутации, в которой указывается соответствие MAC-адреса узла порту коммутатора. При включении коммутатора эта таблица пуста, и он работает в режиме обучения. В этом режиме поступающие на какой-либо порт данные передаются на все остальные порты коммутатора. При этом коммутатор анализирует фреймы (кадры) и, определив MAC-адрес хоста-отправителя, заносит его в таблицу на некоторое время. Впоследствии, если на один из портов коммутатора поступит кадр, предназначенный для хоста, MAC-адрес которого уже есть в таблице, то этот кадр будет передан только через порт, указанный в таблице. Если MAC-адрес хоста-получателя не ассоциирован с каким-либо портом коммутатора, то кадр будет отправлен на все порты, за исключением того порта, с которого он был получен. Со временем коммутатор строит таблицу для всех активных MAC-адресов, в результате трафик локализуется.

Стоит отметить малую латентность (задержку) и высокую скорость пересылки на каждом порту интерфейса.

Режимы коммутации [ править | править код ]

Существует три способа коммутации. Каждый из них — это комбинация таких параметров, как время ожидания и надёжность передачи.

  1. С промежуточным хранением (Store and Forward). Коммутатор читает всю информацию в кадре, проверяет его на отсутствие ошибок, выбирает порт коммутации и после этого посылает в него кадр.
  2. Сквозной (cut-through). Коммутатор считывает в кадре только адрес назначения и после выполняет коммутацию. Этот режим уменьшает задержки при передаче, но в нём нет метода обнаружения ошибок.
  3. Бесфрагментный (fragment-free) или гибридный. Этот режим является модификацией сквозного режима. Передача осуществляется после фильтрации фрагментов коллизий (первые 64 байта кадра анализируются на наличие ошибки и при её отсутствии кадр обрабатывается в сквозном режиме).

Задержка, связанная с «принятием коммутатором решения», добавляется к времени, которое требуется кадру для входа на порт коммутатора и выхода с него, и вместе с ним определяет общую задержку коммутатора.

Симметричная и асимметричная коммутация [ править | править код ]

Свойство симметрии при коммутации позволяет дать характеристику коммутатора с точки зрения ширины полосы пропускания для каждого его порта. Симметричный коммутатор обеспечивает коммутируемые соединения между портами с одинаковой шириной полосы пропускания, например, когда все порты имеют ширину пропускания 10 Мбит/с или 100 Мбит/с.

Асимметричный коммутатор обеспечивает коммутируемые соединения между портами с различной шириной полосы пропускания, например, в случаях комбинации портов с шириной полосы пропускания 10 Мбит/с или 100 Мбит/с и 1000 Мбит/с.

Асимметричная коммутация используется в случае наличия больших сетевых потоков типа клиент-сервер, когда многочисленные пользователи обмениваются информацией с сервером одновременно, что требует большей ширины пропускания для того порта коммутатора, к которому подсоединён сервер, с целью предотвращения переполнения на этом порте. Для того, чтобы направить поток данных с порта 100 Мбит/с на порт 10 Мбит/с без опасности переполнения на последнем, асимметричный коммутатор должен иметь буфер памяти [ источник не указан 777 дней ] .

Асимметричный коммутатор также необходим для обеспечения большей ширины полосы пропускания каналов между коммутаторами, осуществляемых через вертикальные кросс-соединения, или каналов между сегментами магистрали.

Буфер памяти [ править | править код ]

Для временного хранения фреймов и последующей их отправки по нужному адресу коммутатор может использовать буферизацию. Буферизация может быть также использована в том случае, когда порт пункта назначения занят. Буфером называется область памяти, в которой коммутатор хранит передаваемые данные.

Читайте также:  Торговая площадка россия китай

Буфер памяти может использовать два метода хранения и отправки фреймов: буферизация по портам и буферизация с общей памятью. При буферизации по портам пакеты хранятся в очередях (queue), которые связаны с отдельными входными портами. Пакет передаётся на выходной порт только тогда, когда все фреймы, находившиеся впереди него в очереди, были успешно переданы. При этом возможна ситуация, когда один фрейм задерживает всю очередь из-за занятости порта его пункта назначения. Эта задержка может происходить даже в том случае, когда остальные фреймы могут быть переданы на открытые порты их пунктов назначения.

При буферизации в общей памяти все фреймы хранятся в общем буфере памяти, который используется всеми портами коммутатора. Количество памяти, отводимой порту, определяется требуемым ему количеством. Такой метод называется динамическим распределением буферной памяти. После этого фреймы, находившиеся в буфере, динамически распределяются по выходным портам. Это позволяет получить фрейм на одном порте и отправить его с другого порта, не устанавливая его в очередь.

Коммутатор поддерживает карту портов, в которые требуется отправить фреймы. Очистка этой карты происходит только после того, как фрейм успешно отправлен.

Поскольку память буфера является общей, размер фрейма ограничивается всем размером буфера, а не долей, предназначенной для конкретного порта. Это означает, что крупные фреймы могут быть переданы с меньшими потерями, что особенно важно при асимметричной коммутации, то есть, когда порт с шириной полосы пропускания 100 Мбит/с должен отправлять пакеты на порт 10 Мбит/с.

Возможности и разновидности коммутаторов [ править | править код ]

Коммутаторы подразделяются на управляемые и неуправляемые (наиболее простые).

Более сложные коммутаторы позволяют управлять коммутацией на сетевом (третьем) уровне модели OSI. Обычно их именуют соответственно, например «Layer 3 Switch» или сокращенно «L3 Switch». Управление коммутатором может осуществляться посредством Web-интерфейса, интерфейса командной строки (CLI), протокола SNMP, RMON и т. п.

Многие управляемые коммутаторы позволяют настраивать дополнительные функции: VLAN, QoS, агрегирование, зеркалирование. Многие коммутаторы уровня доступа обладают такими расширенными возможностями, как сегментация трафика между портами, контроль трафика на предмет штормов, обнаружение петель, ограничение количества изучаемых mac-адресов, ограничение входящей/исходящей скорости на портах, функции списков доступа и т. п.

Сложные коммутаторы можно объединять в одно логическое устройство — стек — с целью увеличения числа портов. Например, можно объединить 4 коммутатора с 24 портами и получить логический коммутатор с 90 ((4*24)-6=90) портами либо с 96 портами (если для стекирования используются специальные порты).

Для создания локальной или домашней сети нужны особые устройства. Из этой статьи Вы узнаете немного о них. Я постараюсь объяснить как можно проще, чтобы понял каждый.

Хаб (Hub), свитч (switch) и роутер (router) предназначены для создания сети между компьютерами. Разумеется после создания эта сеть будет ещё и функционировать.

Хаб — это повторитель. Всё что к нему подключено — будет повторяться. На хаб даётся один IP адрес и поэтому всё связано.
Например Вы подключили 5 компьютеров через Хаб. Чтобы передать данные от пятого компьютера к первому, эти данные будут проходить через все компьютеры в сети. Это похоже на параллельный телефон — доступ к Вашим данным может получить любой компьютер и Вы так же. За счёт этого так же увеличивается нагрузка и распределение. Соответственно чем больше компьютеров подключено, тем медленнее будет соединение и больше нагрузка на сеть. Именно поэтому в наше время всё меньше выпускают хабов и всё меньше ими пользуются. Скоро совсем исчезнут.

Что такое свитч (switch)?

Свитч пришёл на смену хабу и исправляет недостатки предшественника. Каждый подключенный к свитчу имеет свой отдельный IP адрес. Этим самым снижается нагрузка на сеть и каждый компьютер получит лишь то, что ему нужно и другие об этом не узнают. Но у свитча есть недостаток, связанный с достоинством. Дело в том, что если Вы хотите разделить сеть на более чем 2 компьютера, то Вам будет нужно больше IP адресов. Обычно это зависит от провайдера, а он обычно даёт только один IP адрес.

Читайте также:  Установить windows 7 вместо windows vista

Что такое роутер (router)?

Роутер — его часто ещё называют маршрутизатором. Почему? Да потому что он является связующим звеном между двумя различными сетями и передает данные, основываясь на определенном маршруте, указанном в его таблице маршрутизации. Если выражаться очень просто, то роутер является посредником между Вашей сетью и выходом в интернет. Роутер исправляет все ошибки предшественников и именно поэтому в наше время он наиболее популярен. Особенно если учесть тот факт, что зачастую роутеры снабжаются Wi Fi антеннами для передачи интернета на беспроводные устройства, а так же имеют возможность подключать USB модемы.

Роутер можно использовать как отдельно: ПК -> роутер -> интернет , так и совместно с другими устройствами: ПК -> свитч/хаб -> роутер -> интернет .

Ещё одним достоинством роутера является его простая установка. Зачастую от Вас требуются лишь минимальные знания, чтобы подключить, настроить сеть и выйти в интернет.

Итак. Подведу небольшие итоги.

Все эти устройства нужны для создания сети. Хаб и свитч не особо отличаются друг от друга. Роутер — самое нужное и удобное решение для создания сети.

Когда мы намереваемся создать домашнюю сеть или подключить несколько компьютеров к интернету, то частенько забываем о многочисленных устройствах, призванных помочь в нашем деле. Среди великого числа подобных девайсов мы выбрали наиболее полезные для домашнего использования: хаб, свитч и роутер.
Для объединения нескольких компьютеров в одну локальную сеть можно использовать хабы и свитчи. Рассмотрим, чем же отличаются друг от друга данные устройства.

Хаб – от английского «hub» (центр деятельности), сетевой концентратор, который позволяет объединить компьютеры в простую сеть. В хабе имеется определенное количество разъемов (портов), к которым подключаются все ПК сети. Обычно для этого используется кабель витая пара, обжатая определенным образом. На рисунке ниже мы изобразили схему с 6-портовым сетевым концентратором (Hub), к которому подключены три компьютера.

Попробуем разобраться в принципе работы сетевого концентратора. Когда какой-либо из компьютеров в сети с хабом пытается «пообщаться» с другим компьютером, он посылает сетевому концентратору определенный сигнал с данными, именуемый пакетом. Возьмем в качестве примера представленную выше схему с тремя компьютерами, пусть это будут ПК1 и ПК3. Хаб, в свою очередь, размножает пакет от ПК1, передавая его всем остальным компьютерам локальной сети, т.е. ПК2 и ПК3. Когда сигнал доходит до ПК3, которому он был предназначен, тот посылает ответ сетевому концентратору. Этот ответ хаб опять же транслирует всем компьютерам сети, пока пакет от ПК3 не дойдет до компьютера-отправителя, т.е. ПК 1.

Примерно так выглядит схема взаимодействия компьютеров в локальной сети с хабом. И в этом основной минус таких сетей – слишком много данных передается туда-сюда, хаб вынужден постоянно отправлять пакеты всем компьютерам сети, даже если нам был нужен только один определенный компьютер. А компьютеры, в свою очередь, вынуждены получать совершенно не нужные им пакеты. Поэтому в настоящее время сетевые концентраторы практически не используются. На их место пришли более умные устройства – сетевые коммутаторы, именуемые в народе просто «свитчи».

Свитч – от английского «switch» (переключатель), сетевой коммутатор. Как и хаб, свитч предназначен для объединения множества компьютеров в одну локальную сеть. Подобный пример иллюстрирует схема ниже. Она ничем не отличается от предыдущей, за исключением того, что вместо хаба наши компьютеры подключены уже к сетевому коммутатору.

Хотя на первый взгляд может показаться, что свитч очень похож на сетевой концентратор, он принципиально отличается от своего предшественника способом передачи данных между компьютерами. Получив пакет от одного компьютера, сетевой коммутатор не передает его без разбору всем остальным ПК в сети, а направляет по адресу – именно тому компьютеру, с которым необходимо установить контакт. Например, когда ПК1 отправляет пакет ПК3, свитч передает его именно этому компьютеру, не нервируя лишними данными ПК2. Ответ от ПК3 свитч также транслирует исключительно отправителю, т.е. ПК1.

Читайте также:  Создание пула носителей что это

Таким образом, информация в сети со свитчем передается и получается адресно. Проще говоря, два компьютера общаются между собой практически напрямую посредством сетевого коммутатора. В сети с хабом «разговор» этих двух ПК «услышали» бы все остальные компьютеры.

Теперь, надеемся, вы поняли, чем отличается сетевой концентратор от сетевого коммутатора. Но данные устройства используются лишь для объединения компьютеров в сеть. А как быть, если всем этим компьютерам требуется предоставить выход в интернет? Тут на сцену выходит роутер.

Роутер – от английского «router», маршрутизатор, который умеет передавать данные между различными сетями, например сетью вашего интернет провайдера и вашей домашней локальной сетью. Маршрутизатор также имеет разъемы для подключения к нему посредством кабеля других устройств, например компьютеров, модемов или сетевого коммутатора. Как вы, наверное, уже догадались, эти разъемы именуются портами.

Роутер является связующим звеном между двумя различными сетями и передает данные, основываясь на определенном маршруте, указанном в его таблице маршрутизации. Эти таблицы позволяют роутеру определить, куда следует направлять пакеты.

Для большей ясности разберем простой пример. Представьте, что одному из компьютеров домашней сети, например ПК1, потребовалось выйти в интернет. ПК1 может быть подключен к маршрутизатору напрямую либо через свитч. В любом случае, пакет от ПК1 дойдет до роутера, а тот уже отправит его в глобальную паутину. Ответ из интернета роутер передаст ПК1 напрямую либо через свитч. В результате этого нехитрого действа, мы сможем просматривать сайты, скачивать программы, общаться в чатах и пользоваться другими сервисами глобальной сети.

Схематичное изображение двух вариантов подключения домашних компьютеров к интернету через роутер вы можете увидеть ниже.

Подключение к интернету: роутер, свитч и домашние компьютеры

Подключение к интернету: роутер и домашние компьютеры

Поскольку количество компьютеров дома обычно невелико, то можно обойтись без сетевого коммутатора. Благо, большинство роутеров позволяют одновременно подключить 4, а то и 8 компьютеров к интернету. Чем больше портов у роутера, тем он дороже. Маршрутизатор может иметь дополнительные функции, например межсетевого экрана, настройки шифрования трафика в беспроводных сетях и т.п.

В компьютерных магазинах вы можете найти ADSL-роутеры, Wi-Fi роутеры и множество других моделей. ADSL-роутер подходит для подключения нескольких компьютеров к глобальной сети.

Wi-Fi роутер прекрасно впишется в вашу домашнюю сеть, если у вас кабельный интернет. При этом кабель от интернета подключается к роутеру, а домашние компьютеры смогут получать интернет уже по беспроводной сети

Выпускаются и ADSL роутеры с поддержкой беспроводных сетей. Это означает, что кабель от телефонной розетки подключается к маршрутизатору, а он уже «раздает» интернет вашим домашним компьютерам посредством технологии Wi-Fi.

Общее подключение к интернету через роутер имеет ряд неоспоримых преимуществ:

  • Нет необходимости дополнительно настраивать компьютеры и программы.
  • Нет необходимости постоянно держать включенным главный компьютер, через который другие ПК сети получают интернет.
  • Роутер потребляет меньше электроэнергии по сравнению с обычным ПК и его труднее взломать при грамотной настройке.
  • В случае с Wi-Fiроутером вы сможете работать в интернете с любого места вашей квартиры и наконец-таки избавитесь от кучи проводов.

Подводя итоги, определимся, какое же оборудование следует приобретать для домашних сетей. Если вы просто хотите объединить несколько компьютеров в одну локальную сеть, вам понадобится сетевой коммутатор (свитч). Если вы хотите подключить все домашние компьютеры к интернету, то задумайтесь о приобретении роутера, имеющего несколько портов для подключения к ним ваших ПК. При этом свитч будет уже не нужен. Если же у вас компьютеры с беспроводными адаптерами или ноутбуки со встроенной поддержкой Wi-Fi, ваш выбор – Wi-Fi маршрутизатор.

Комментировать
0 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Компьютеры
0 комментариев
No Image Компьютеры
0 комментариев
No Image Компьютеры
0 комментариев
No Image Компьютеры
0 комментариев
Adblock detector