Čo je lanový spínač alebo spínač a na čo je určený?

Vo svete sietí je vždy dôležité vedieť, ako rozlišovať rôzne zariadenia, ktoré nám ich umožňujú vytvárať a prepájať naše zariadenia. Dnes sa teda dozvieme všetko o tom, čo je Switch. Uvidíme tiež rozdiely medzi týmto a iným zariadením, ako sú smerovače, rozbočovače alebo dokonca modemy. Začnime teda!

Index obsahu

Čo je sieťový prepínač alebo prepínač:

Začnime definovaním toho, čo je prepínač, tiež nazývaný prepínač LAN. Je to zariadenie, ktoré nám umožní prepojiť rôzne zariadenia a uzly v sieti, vždy zapojené, a to je dôležité mať na pamäti. V skutočnosti prepínač vždy prepojí zariadenia v lokálnej sieti, viete, ktoré poznáme ako LAN.

Prepínače pracujú na prepojovacej vrstve alebo vrstve 2 modelu OSI (Open System Interconection), referenčného modelu používaného pre sieťové protokoly a ich definíciu. Vrstva dátového spojenia je vrstva medzi vrstvou 1 alebo fyzickou (dopravný prostriedok a signály) a vrstvou 3 alebo sieťou (smerovanie a logické adresovanie). Toto sa týka fyzického adresovania paketov, ktoré cestujú po sieti podľa MAC adresy priradenej každému zariadeniu, ktoré je k nemu pripojené.

Technické a prevádzkové špecifikácie prepínačov sú definované v norme IEEE 802.3 pre štandardizáciu siete Ethernet. Ide o súbor štandardov, ktoré v zásade určujú rýchlosť, akou bude sieťové pripojenie schopné pracovať. Z nich sú dobre známe štandardy 802.3i (10BASET-T 10 Mbps), 802.3u (100BASE-T 100 Mbps), 802, 3z / ab (1 000 BASE-T 1 Gbps na vlákno alebo krútený pár) atď.

V súčasnosti tieto štandardy dodržiavajú všetky tieto zariadenia, ktoré vždy používajú hviezdovú topológiu na pripojenie uzlov, pričom základným tímom je samotný prepínač. Uzly sú pripojené pomocou série portov alebo portov RJ45 alebo SFP.

Čo môže prepínač robiť a čo nemôže robiť

Je veľmi dôležité vedieť, v čom je pracovná oblasť prepínača, pretože to pomôže vedieť, ako a kde ho prepojiť a na čo je určený. A samozrejme ich odlíšiť od iných sieťových zariadení.

Čo môžete urobiť:

• Prepojenie zariadení v káblovej sieti Prepínanie a preposielanie paketov od zdroja k cieľu pomocou jeho sieťovej stupnice MAC adries a ako odkaz na server IP adries, ktorým môže byť smerovač alebo hostiteľský počítač.

Čo nemôžete urobiť:

• Nie je nám schopná poskytnúť pripojenie k iným sieťam, ktoré sú mimo jej masky podsiete. Preto nie je schopná zabezpečiť pripojenie na internet

Uvidíme, že existujú prepínače, ktoré vďaka firmvéru alebo malému operačnému systému dokážu urobiť ešte viac vecí, ktoré presahujú funkcie, pre ktoré sú navrhnuté.

Funkcie a prvky

Pokiaľ ide o porty, nájdeme prepínače prakticky ľubovoľnej veľkosti, sú však kľúčom k vytvoreniu komplexných stredísk na spracovanie údajov so zariadením a skrinkami so stovkami portov.

Porty a rýchlosť

Činnosť prepínača sa vykonáva prostredníctvom sieťových portov, ktoré umožňujú vzájomné prepojenie rôznych uzlov vo vnútornej sieti. Číslo je to, čo bude určovať jeho kapacitu a výkon, ako aj rýchlosť. Najbežnejšou vecou bude nájsť ich medzi 4 a 20 prístavmi, ale je ich oveľa viac zameraných na spoločnosti. Môžete mať:

• RJ45: vlastný port pre káble s krútenými pármi, typické káble UTP so 4 krútenými pármi pre LAN pracujúce pri 10/100/1000/10000 Mbps

• SC: port z optických vlákien pre vysokorýchlostné spojenia s rýchlosťou 1/10 Gbps.

• Porty SFP alebo GBIC: nazývajú sa modulárne porty, pretože nemajú špecifický konektor, ale skôr otvor, do ktorého sa má vložiť konektor s požadovaným typom portu. Môže to byť GBIC (konvertor gigabitového rozhrania) obvykle s integrovanými portmi RJ45 alebo SFP / SFP + (zástrčka pre malé formáty), menší port s optickými vláknami RJ45 alebo 10 Gbps.

• Kombinované porty: nejde o typ portu ako taký, ale o spôsob, ako poskytnúť prepínaču väčší počet portov. Zvyčajne sa dodávajú v paneloch 2 RJ45 + 2 SFP alebo 4 + 4, kde môžeme použiť jeden alebo druhý, ale nikdy nie súčasne, pretože zdieľajú autobus.

Rýchlosť je definovaná rôznymi verziami normy 802.3, ktoré sme videli na začiatku. V súčasnosti nájdeme prepínače, ktoré dokážu dodávať 10 Mb / s, 100 Mb / s, 1 Gb / sa 10 Gb / s.

Spôsoby prepínania spínača

Switch je španielsky názov prepínača, myslíme si, že je jasný, tento názov sa vzťahuje na jeho fungovanie na štandarde Ethernet. Toto je založené na prenose dát v LAN cez rámce, ktoré prenášajú dáta s hlavičkou, ktorá umožňuje identifikáciu odosielateľa aj prijímača pomocou MAC adresy. Buďte opatrní, hovoríme o MAC adrese, nie IP adrese, funguje to v inej vrstve OSI. V sieťach existujú dva spôsoby komunikácie:

• Polovičný duplex: v tejto súvislosti sa dáta pohybujú jedným alebo druhým smerom, nikdy však nie súčasne, napríklad plne duplexným vysielačom : práve ten, ktorý používa vysielacie a prijímacie kanály súčasne, napríklad, telefón.

Veľmi dôležitým prvkom, ktorý určuje spínaciu kapacitu prepínača, sú vyrovnávacie pamäte, pamäťové prvky, ktoré slúžia na ukladanie rámcov, ktoré sa majú poslať ďalej do príslušného uzla. Tieto vyrovnávacie pamäte vykonávajú funkciu vyrovnávacej pamäte, ktorá je zvlášť dôležitá na spojenie dvoch uzlov s portmi rôznymi rýchlosťami, aby sa znížil efekt obmedzenia.

Na prepínači je niekoľko spôsobov prepínania:

• Adaptívne prepínanie medzi obchodmi a vpred

(uložiť a poslať ďalej)

Pri tomto prvom spôsobe prepínač ukladá po prijatí celý dátový rámec vo vyrovnávacej pamäti. Deje sa tak s cieľom zistiť možné chyby v nej a samozrejme analyzovať pôvod a cieľ. Potom sa pošle príjemcovi.

Táto metóda sa vždy používa na prepínačoch, ktoré majú rôzne rýchlostné porty, aj keď je potrebné pamätať na to, že pri použití tejto metódy vždy dôjde k malému oneskoreniu alebo oneskoreniu pri odosielaní.

(priame zasielanie)

V tomto prípade rámec nie je úplne vyrovnávaný do vyrovnávacej pamäte, ale číta sa iba jeho záhlavie, aby sa poznal zdroj a cieľový MAC a potom sa preposiela.

Je to rýchlejšia technika ako predchádzajúca, ale neposkytuje kontrolu chýb v poškodených rámcoch. Okrem toho musia všetky porty zariadenia pracovať rovnakou rýchlosťou.

(prispôsobivé priame zasielanie)

Nie je to nová metóda, ale schopnosť prepínača vybrať si medzi dvoma predchádzajúcimi metódami. Napríklad, keď prepínač zistí, že prichádza príliš veľa zlyhaných a stratených paketov, automaticky prepne na ukladanie a preposielanie, zatiaľ čo ak porty majú rovnakú rýchlosť, použije priame preposielanie.

Práca s rámami Jumbo

Keď sa chystáme kúpiť prepínač, je obvyklé, že v jeho špecifikáciách hovoria o rámoch Jumbo, ak tím s nimi môže pracovať.

Už sme povedali, že prepínač pracuje s ethernetovými rámcami, ktoré majú štandardnú veľkosť 1 500 bajtov. Je však možné ich zväčšiť až na 9000 bajtov, ktoré sa nazývajú rámčeky Jumbo. Nespadajú pod normu 802.3.

Tieto rámce sa používajú na prácu s veľkým objemom informácií, čo zefektívňuje prenos údajov rýchlejšie, aj keď pridáva latenciu pripojeniu kvôli skutočnosti, že musí spracovať viac informácií. Z tohto dôvodu sa rámčeky Jumbo používajú s pomerne výkonnými prepínačmi.

Typy prepínačov

Musíme vidieť len tie typy prepínačov, ktoré nachádzame na trhu a ktoré budú zamerané na určité úlohy v závislosti od ich kapacity, prístavov a ďalších noriem, ktoré implementujú.

Spínače nezvládnuteľné a ovládateľné alebo na úrovni 3/4

Vo všeobecnosti nemali prepínače riadiacu kapacitu, prinajmenšom v najzákladnejších modeloch. Pracujú na štandarde 802.3u, ktorý naznačuje, že prepínač musí mať automatickú vyjednávaciu kapacitu. Bez potreby zásahu osoby „zákazník“ a spínač „rozhodnú“, aké budú parametre prepínania. To by boli nespravované prepínače.

Ale postupom času prešiel hardvér dlhou cestou, znížením veľkosti, zvýšením výkonu a poskytnutím týchto zariadení väčšiu inteligenciu. Nie je neobvyklé vidieť prepínače so 4-jadrovými procesormi a RAM s 512 MB alebo viac. Najdôležitejšie v nich je však to, že majú firmvér, ktorý je prístupný z prehliadača alebo z nejakého vyhradeného portu, aby mohli zmeniť svoje parametre. Toto sú riadené prepínače.

Táto kapacita je potrebná alebo aspoň voliteľná pre počítače, ktoré okrem prepínania ponúkajú aj možnosť vytvárať siete VPN, port Mirroring (monitorovanie portov alebo port trunking (agregácia liniek)), ktoré sa nazývajú aj prepínače úrovne 3. keď sú schopní vykonávať funkcie smerovania IP, tj napríklad pracujú vo vrstve 3 modelu OSI, napríklad vytvárajú VPN. Ak k tomu pridáme kontrolu logických portov, potom budeme hovoriť o prepínači úrovne 3 / 4.

Prepínač PoE

PoE (nesmie sa zamieňať s PPPoE) znamená Power Over Ethernet alebo Power over Ethernet. Je to technológia, ktorá sa môže veľmi podobať USB alebo Thunderboltu, ktorú všetci vieme, pretože okrem toho, že umožňuje odosielanie údajov klientovi-prepínaču, poskytuje tiež energiu. Toto sa vykonáva priamo cez UTP kábel. Je založený na normách:

• IEEE 802.3af: PoE s príkonom až 15, 4 W IEEE 802.3at: PoE +: zvyšuje kapacitu až 30 W 3bt: uPoE dosahuje 51 W alebo 71 W

Napájacia kapacita je veľmi užitočná na pripojenie prístupových bodov Wi-Fi, IP monitorovacích kamier alebo telefónov VoIP. Takto je nakŕmených väčšina kamier vo verejných zariadeniach.

Prepínače na ploche, na hranách a na kufri

Stolové prepínače sú najzákladnejšie zo všetkých, ktoré sa takmer nikdy nebudú spravovať, pretože sú jednoducho zamerané na rozšírenie našej domácej siete bez väčších komplikácií. Ponúkajú 4 až 8 portov, pri rýchlosti 100 Mb / ss funkciou polovičného aj úplného duplexu. Väčšina smerovačov už s týmito vlastnosťami integruje najmenej 4 alebo 5 portov.

Druhou skupinou sú obvodové spínače, ktoré majú väčší počet portov, ktoré môžu ľahko dosiahnuť 24 alebo dokonca 48 portov. Používajú sa na vytváranie malých podsiete zameraných na počítačové miestnosti vzdelávacích stredísk, laboratórií, kancelárií atď. Vaše pripojenie je zvyčajne 1 Gbps.

Kmeňové prepínače, okrem ponuky viacerých portov, budú zvládnuteľné a ponúknu funkcie OSI Layer 2 a 3 na zvládnutie prepínania a smerovania paketov. Ak tiež pridáme modularitu prostredníctvom stojanových skriniek, mohli by sme mať niekoľko stoviek portov pracujúcich pri 1 Gbps alebo dokonca 10 Gbps pre dátové centrá.

Rozdiely medzi prepínačom a HUB

Po podrobnom zistení, čo je prepínač, by sa malo odlíšiť od tých sieťových zariadení, ktoré sa k nemu vzťahujú.

Prvým a najzreteľnejším je Hub alebo hub, zariadenie, ktoré možno považovať za predchodcu Switch. Takto má panel s určitým počtom portov na prepojenie rôznych uzlov v pripojenom.

Veľký rozdiel spočíva v tom, že rozbočovač nedokáže rozlíšiť, či informácie, ktoré ním prechádzajú, sú nasmerované do jedného alebo druhého počítača. Toto zariadenie je obmedzené na prijímanie informácií a ich opakovanie pre všetky svoje porty, bez ohľadu na to, čo ste k nim pripojili, ktoré nazývame vysielanie.

Rozdiely medzi prepínačom, smerovačom a modemom

Ďalšou diferenciáciou, ktorú musíme urobiť, je rozlíšenie prepínača so smerovačmi a modemom, a to bude ľahké a bude sa spoliehať na úrovne OSI.

Vieme, že prepínač pracuje prirodzene vo vrstve 2 modelu, vo vrstve dátového spojenia, pretože prostredníctvom svojej tabuľky MAC dokáže odosielať pakety cieľovému hostiteľovi. Aj keď je pravda, že existujú počítače, ktoré vďaka svojmu firmvéru môžu pracovať aj vo vrstvách 3 a 4.

Na druhej strane, modem pracuje iba vo vrstve 1 alebo fyzicky, je určený iba na konverziu a preklad signálov, ktoré k nemu prichádzajú zo siete. Napríklad analógový digitálny, bezdrôtový v elektrickom a optický v elektrickom.

Nakoniec je router zariadenie, ktoré pracuje hlavne vo vrstve 3, sieťovej vrstve, pretože má na starosti smerovanie paketov a prenos z verejnej siete do internej siete, ktorú vytvára. Dnešné smerovače sú však samozrejme veľmi úplné a zahŕňajú aj funkciu prepínača s viacerými portami a dokonca aj funkcie vrstvy 4 a 7 vďaka vytvoreniu VPN alebo zdieľaných dátových služieb.

Závery týkajúce sa prepínačov

V súčasnosti takmer žiadny z nás nepotrebuje prepínač na pripojenie nášho zariadenia k sieti, pretože dnešné smerovače majú na tento účel až 8 portov a Wi-Fi. Sú však a budú sa nepochybne používať v dátových centrách, vzdelávacích strediskách a mnohých ďalších.

Veľký vývoj, ktorý tieto zariadenia dosiahli vďaka zvýšenému výkonu hardvéru a zložitosti firmvéru, z nich robí skutočné počítače takmer na úrovni smerovačov.

Teraz vám zanecháme niekoľko článkov o sieťach:

Už ste niekedy vlastnili alebo máte prepínač, akú kapacitu? V rámčeku zanechajte svoje pripomienky alebo otázky, ktoré považujete za vhodné