Коммутаторы и концентраторы

Что такое коммутатор (switch) и его роль в сетях

Часто употребляемое обозначение свич является жаргонным словом от английского switch. Правильное название «Коммутатор». Коммутатором является устройство, роль которого заключается в соединении нескольких узлов заданной компьютерной сети в рамках одного сегмента этой сети. Отличается от концентратора тем, что коммутатор создан для передачи данных лишь непосредственно получателю за исключением работы с широковещательным трафиком (на MAC-адрес вида FF:FF:FF:FF:FF:FF) каждому узлу сети. Так производительность и непосредственно безопасность сети существенно повышается. Потому как остальным сегментам сети больше не нужно обрабатывать не предназначенную им информацию.

Как работает коммутатор

В памяти коммутатора хранится таблица коммутации, что находится в ассоциативной памяти. В таблице указано соответствие MAC-адреса узла относительно портов коммутатора. Как только коммутатор первый раз включается, данная таблица полностью пуста, а сам коммутатор функционирует в режиме обучения. При таком режиме поступающая на какой-либо порт информация передается на все остальные порты устройства. Так коммутатор проводит анализ кадров (фреймов) и, узнав MAC-адрес хоста-отправителя, добавляет его в таблицу. В следующий раз, когда на один из портов поступает фрейм, что предназначен для хоста с уже присутствующим MAC-адресом в таблице, то этот фрейм будет отправлен только через тот порт, что указан в таблице. В случае, если MAC-адрес хоста-получателя еще не привязан к какому то порту, тогда фрейм будет отправлен на каждый порт. В течении какого-то времени коммутатором будет создана полная таблица абсолютно для всех портов, а значит трафик будет полностью локализирован. Важно отметить малую латентность, то есть задержку, и высочайшую скорость передачи на всех портах интерфейса.

Как правило, при проектировании сети при помощи коммутаторов соединяются несколько доменов коллизий созданной локальной сети между собой. Зачастую в роли доменами коллизий являются этажи здания, где развертывается сеть. Как правило их больше 2, что обеспечивает в разы более эффективное управление трафиком по сравнению с мостами. Ведь коммутатор способен поддержать резервные связи между разными узлами сети. За счет возможности коммутатора управлять трафиком уровня 2, он может контролировать МАС адреса всех подсоединенных к нему устройств. К тому же он обеспечивает трансляцию пакетов из одного стандарта в другой. К примеру, с Ethernet в FDDI и в обратную сторону. Коммутаторы уровня 3 еще улучшили такую возможность и приблизились к возможностям роутеров.

При помощи коммутатора можно пересылать пакеты между разными сегментами сети. Устройство самообучающееся. Они отличаются от мостов тем, что не помещают в буфер все приходящие пакеты. Такое происходит только в случаях, когда нужно согласование скорости передачи, когда адреса согласования нет в адресной строке, а также когда порт приема пакета занят и пакеты коммутируются «на лету».

Коммутатором лишь анализируется адрес назначения, содержащийся в заголовке пакета. После адрес сверяется с адресной таблицей и сразу же, буквально за 30-40 микросекунд, отправляет полученный пакет в нужный порт. Так, когда фрейм еще даже полностью не прошел через порт входа, заголовок уже будет передаваться через порт выхода. Коммутаторам типичен алгоритм «устаревания адресов». То есть, когда через определенное время к какому то адресу не было обращений, то сам адрес удаляется из таблицы.

Во время соединения коммутаторы работают друг с другом в режиме полного дуплекса. Такой режим позволяет принимать и передавать информацию одновременно, а это в стандартных сетях Еthегnеt является невозможным. Скорость же передачи информации увеличивается вдвое. А если задействовать еще больше коммутаторов, то можно получить вообще пиковую производительность.

Какими бывают коммутаторы и какими возможностями обладают

Устройства данного типа делятся на неуправляемые и управляемые. Первые более простые по сравнению со вторыми. Управляемые коммутаторы обладают возможностями по управлению коммутацией. Это свойственно третьему сетевому уровню модели OSI. Поэтому их называют Layer 3 Switch или упрощенно L3. Коммутатором можно управлять через web-интерфейс, протоколом RMON от Cisco, при помощи SNMP и так далее.

Многим управляемым моделям присущи дополнительные и очень важные функции. Среди них зеркалирование, QoS, агрегирование и VLAN. Коммутаторы сложного типа можно объединить и создать одно логическое устройство, в так называемый стек, который создается с целью увеличить количество портов. Это позволяет, к примеру, с четырех коммутаторов по 24 порта на каждом создать одно устройство с 90 портами (4x24-6). А можно получить в распоряжение и все 96 портов за счет специальных портов для стекирования.

Наш магазин может предложить купить коммутаторы с совершенно разными техническими характеристиками и в любой ценовой категории. Есть в наличии как дешевые модели для домашнего пользования, так и очень технологически продвинутые, а значит и дорогие, для использования мощными IT компаниями.