Pentru ce este un comutator sau un comutator lan și pentru ce este utilizat?

În lumea rețelelor, este întotdeauna important să știm să diferențiem diferitele dispozitive care ne permit să le creăm și să ne interconectăm echipamentele. Așa că astăzi vom învăța totul despre ce este un Switch. Vom vedea, de asemenea, diferențele dintre acest echipament și alte echipamente, cum ar fi routere, hub-uri sau chiar modemuri. Deci, haideți să începem!

Indice de conținut

Ce este un comutator de rețea sau un comutator:

Să începem prin a defini ce este un comutator, numit și comutator LAN. Este un dispozitiv care ne va permite să interconectăm diferitele echipamente și noduri dintr-o rețea, întotdeauna cablate și acest lucru va fi important să țineți cont. De fapt, un comutator va interconecta întotdeauna dispozitivele dintr-o rețea locală, știi, cel pe care îl cunoaștem ca LAN.

Comutatoarele funcționează la stratul de legătură sau stratul 2 al modelului OSI (Open System Interconection), un model de referință utilizat pentru protocoalele de rețea și definirea acestora. Stratul de legătură de date este cel dintre stratul 1 sau fizic (mijloace de transport și semnale) și stratul 3 sau rețea (rutare și adresare logică). Aceasta se referă la adresarea fizică a pachetelor care călătoresc prin rețea în funcție de adresa MAC asociată fiecărui dispozitiv conectat la aceasta.

Specificațiile tehnice și de funcționare ale comutatoarelor sunt definite în standardul IEEE 802.3 pentru standardizarea rețelei Ethernet. Acestea sunt un set de standarde care determină practic viteza cu care conexiunea de rețea va putea funcționa. Printre acestea, sunt cunoscute standardele 802.3i (10BASET-T 10 Mbps), 802.3u (100BASE-T 100 Mbps), 802.3z / ab (1000BASE-T 1Gbps peste fibră sau pereche răsucită) etc.

În prezent, aceste standarde sunt urmate de toate aceste dispozitive, care folosesc întotdeauna o topologie stelară pentru a conecta nodurile, echipa de bază fiind Switch în sine. Cu ajutorul unei serii de porturi sau porturi RJ45 sau SFP, nodurile sunt conectate.

Ce poate și nu poate face un comutator

Este foarte important să știți care este zona de lucru a unui comutator, deoarece acest lucru vă va ajuta să știți cum și unde să îl conectați și la ce este proiectat. Și desigur să le diferențieze de alte dispozitive de rețea.

Ce poți face:

• Interconectați dispozitivele dintr-o rețea cablată Comutați și transmite pachetele de la sursă la destinație folosind tabelul său de adrese MAC scalate în rețea și ca o legătură către serverul de adrese IP, care poate fi un router sau un computer gazdă

Ce nu poți face:

• Nu este capabil să ne ofere conectivitate cu alte rețele, care sunt în afara măștii de subrețea. Prin urmare, nu este capabil să furnizeze conexiune la Internet

Vom vedea că există comutatoare care, datorită unui firmware sau unui sistem de operare mic, sunt capabile să facă și mai multe lucruri care depășesc funcțiile pentru care sunt proiectate.

Caracteristici și elemente

Putem găsi comutatoare de aproape orice dimensiune în ceea ce privește porturile, dar acestea sunt cheia creării unor centre complexe de prelucrare a datelor, cu echipamente și dulapuri cu sute de porturi.

Porturi și viteză

Funcționarea unui comutator se realizează prin porturile de rețea, care permit interconectarea diferitelor noduri din rețeaua internă. Numărul este ceea ce îi va determina capacitatea și puterea, precum și viteza. Cel mai normal va fi să-i găsești între 4 și 20 de porturi, dar există multe altele orientate către companii. Puteți avea:

• RJ45: port propriu pentru cabluri cu perechi răsucite, tipice 4 cabluri UTP cu perechi răsucite pentru LAN care lucrează la 10/100/1000/10000 Mbps

• SC: port cu fibră optică pentru legături de mare viteză la 1/10 Gbps.

• Porturi SFP sau GBIC: acestea se numesc porturi modulare, deoarece nu au un conector specific, ci mai degrabă o gaură în care să inserați conectorul cu tipul de port dorit. Acesta poate fi un GBIC (Gigabit Interface Converter), de obicei, cu porturi RJ45 integrate sau SFP / SFP + (Small Form-Factor Pluggable), un port mai mic fie cu fibra optică RJ45 sau 10 Gbps.

• Porturi combo: nu sunt un tip de port ca atare, ci o modalitate de a oferi comutatorului o mai mare varietate de porturi. De obicei, vin în panouri de 2 RJ45 + 2 SFP sau 4 + 4, unde putem folosi una sau alta, dar niciodată amândouă în același timp, deoarece au un autobuz.

Viteza este definită de diferitele versiuni ale standardului 802.3 pe care le-am văzut la început. În prezent găsim întrerupătoare care pot livra 10 Mbps, 100 Mbps, 1 Gbps și 10 Gbps.

Metode de comutare a unui comutator

Switch este numele spaniol al unui Switch, credem că este clar, acest nume se referă la funcționarea sa pe standardul Ethernet. Aceasta se bazează pe transmiterea datelor în LAN prin cadre care transportă datele cu un antet care permite identificarea atât a expeditorului cât și a receptorului folosind adresa MAC. Fii atent, vorbim despre adresa MAC și nu de adresa IP, ci funcționează într-un alt strat OSI. Există două metode de comunicare în rețele:

• Half Duplex: în această conexiune datele călătorește într-o direcție sau în cealaltă, dar niciodată către ambele în același timp, de exemplu, un Full Duplex Walkie Talkie : este cel care utilizează canalele de trimitere și recepție simultan, de exemplu, un telefon.

Un element foarte important care determină capacitatea de comutare a unui comutator sunt tampoanele, elemente de memorie care servesc la stocarea cadrelor care urmează să fie redirecționate către nodul corespunzător. Aceste buffere îndeplinesc funcția cache, importantă în special pentru conectarea a două noduri cu porturi la viteze diferite, pentru a reduce efectul gâtului.

Există mai multe tehnici de comutare pe un comutator:

• Tăiere adaptabilă pentru depozitare și avansare

(magazin și înainte)

În această primă metodă, comutatorul stochează întregul cadru de date în buffer la primire. Aceasta se face pentru a detecta posibile erori în ea și, evident, pentru a analiza originea și destinația. După aceasta, acesta va fi trimis destinatarului.

Această metodă este folosită întotdeauna pe comutatoarele care au porturi de viteză diferite, deși trebuie să reținem că va exista întotdeauna un mic decalaj sau întârziere la trimitere atunci când se utilizează această metodă.

(redirecționare directă)

În acest caz, cadrul nu este complet tamponat, ci doar antetul său este citit pentru a cunoaște sursa și destinația MAC și apoi este redirecționat.

Este o tehnică mai rapidă decât cea anterioară, dar nu oferă controlul erorilor în cadrele deteriorate. În plus, porturile dispozitivului trebuie să funcționeze cu aceeași viteză.

(redirecționare directă adaptivă)

Nu este o metodă nouă, ci posibilitatea comutatorului de a alege între cele două metode anterioare. De exemplu, atunci când Switch-ul detectează că intră prea multe pachete eșuate și pierdute, acesta trece automat la stocare și redirecționare, în timp ce porturile au aceeași viteză, va utiliza redirecționare directă.

Lucrul cu cadrele Jumbo

Când vom cumpăra un Switch, este obișnuit ca în specificațiile sale să vorbească despre cadrele Jumbo dacă echipa poate lucra cu ele.

Am spus deja că un Switch funcționează cu cadre Ethernet, care au o dimensiune standard de 1500 de octeți. Dar este posibil să le facem mai mari, de până la 9000 de octeți, care se numesc cadre Jumbo. Acestea nu se încadrează în standardul 802.3.

Aceste cadre sunt folosite pentru a lucra cu volume mari de informații, făcând transferul de date mai eficient rapid, deși adaugă latență la conexiune datorită faptului că trebuie să proceseze mai multe informații. Din acest motiv, cadrele Jumbo sunt utilizate cu comutatoare destul de puternice.

Tipuri de comutatoare

Trebuie doar să vedem tipurile de switch pe care le găsim pe piață, care vor fi orientate către anumite sarcini, în funcție de capacitatea, porturile și alte standarde pe care le implementează.

Comutatoarele care nu pot fi gestionate și pot fi gestionate sau la nivelul 3/4

În general, comutatoarele nu au avut capacitate de gestionare, cel puțin în cele mai de bază modele. Acestea funcționează la standardul 802.3u, care indică faptul că un comutator trebuie să aibă capacitate de negociere. Fără a fi necesară intervenția unei persoane, clientul și comutatorul „decid” cum vor fi parametrii de comutare. Acestea ar fi comutatoarele neadministrate.

Dar de-a lungul timpului hardware-ul a parcurs un drum lung, reducând dimensiunea, creșterea puterii și oferind acestor dispozitive mai multă inteligență. Nu este neobișnuit să vezi comutatoare cu procesoare cu 4 nuclee și RAM de 512 MB sau chiar mai mult. Cel mai important lucru este însă faptul că au un firmware accesibil din browser sau de un port dedicat, pentru a-și modifica parametrii. Acestea sunt comutatoarele gestionate.

Această capacitate este necesară sau cel puțin opțională pentru acele computere care, pe lângă comutare, oferă și capacitatea de a crea rețele VPN, Port Mirroring (monitorizare port sau Port Trunking (agregare de legături). Aceste switch-uri mai sunt numite comutatoare de nivel 3. când sunt capabili să efectueze funcții de rutare IP, adică să lucreze la nivelul 3 al modelului OSI, de exemplu, pentru a crea o VPN. Dacă adăugăm controlul portului logic la aceasta, atunci vom vorbi despre un comutator de nivel 3 / 4.

Comutator PoE

PoE (nu trebuie confundat cu PPPoE) înseamnă Power Over Ethernet sau Power over Ethernet. Este o tehnologie care poate fi asemănătoare cu USB sau Thunderbolt pe care o cunoaștem cu toții, deoarece pe lângă faptul că permite trimiterea de date către client-Switch, îi oferă și putere. Acest lucru se realizează direct prin cablul UTP. Se bazează pe standarde:

• IEEE 802.3af: PoE cu putere de până la 15.4W IEEE 802.3at: PoE +: crește capacitatea până la 30W 3bt: uPoE ajunge la 51W sau 71W

Capacitatea de alimentare este extrem de utilă pentru conectarea punctelor de acces Wi-Fi, camere de supraveghere IP sau telefoane VoIP. Așa se alimentează majoritatea camerelor din unitățile publice.

Comutatoare desktop, Edge și trunk

Comutatoarele desktop sunt cele mai de bază dintre toate, care nu vor fi gestionate aproape niciodată, întrucât sunt pur și simplu vizate să extindă rețeaua noastră de domiciliu fără complicații majore. Acestea oferă între 4 și 8 porturi, la 100 Mbps, atât cu funcționalitate semi-duplex, cât și full-duplex. De fapt, cele mai multe routere integrează deja cel puțin 4 sau 5 porturi cu aceste caracteristici.

Al doilea grup sunt comutatoarele perimetrale, au un număr mai mare de porturi, care pot ajunge cu ușurință la 24 sau chiar la 48 de porturi. Acestea sunt utilizate pentru a crea mici subrețele orientate spre sălile de calculatoare ale centrelor de învățământ, laboratoarelor, birourilor etc. Conexiunea dvs. este de obicei de 1 Gbps.

Comutatoarele trunchi, pe lângă faptul că oferă mai multe porturi, vor fi gestionabile și vor oferi funcții OSI Layer 2 și 3 pentru a gestiona comutarea și rutarea pachetelor. Dacă adăugăm, de asemenea, modularitate prin dulapuri rack, am putea avea câteva sute de porturi care lucrează la 1 Gbps sau chiar 10 Gbps pentru centrele de date.

Diferențele dintre un switch și HUB

După ce vedeți în detaliu ce este un comutator, ar trebui să se distingă de acele dispozitive de rețea legate de acesta.

Primul și cel mai evident este Hub-ul sau hub-ul, un dispozitiv care poate fi considerat predecesorul Switch-ului. Ca acesta are un panou cu un anumit număr de porturi pentru a interconecta diferitele noduri din cel conectat.

Marea diferență este că Hub-ul nu este capabil să distingă dacă informațiile care îi trec sunt direcționate către un computer sau altul. Acest dispozitiv se limitează la primirea informațiilor și la repetarea acesteia pentru toate porturile sale, indiferent de ce ai conectat la ele, pe care le numim difuzate.

Diferențe între comutator, router și modem

Următoarea diferențiere pe care trebuie să o facem este cea a comutării cu routerele și modemul, iar acest lucru va fi ușor, bazându-ne pe nivelurile OSI.

Știm că Switch funcționează în mod natural în stratul 2 al modelului, stratul de legătură de date, deoarece prin tabelul său MAC este capabil să trimită pachete către gazda de destinație. Deși este adevărat că există computere care pot funcționa și în straturile 3 și 4 datorită firmware-ului lor.

Pe de altă parte, un modem funcționează doar la nivelul 1 sau fizic, este dedicat doar convertirii și traducerii semnalelor care vin la el din rețea. De exemplu, analogic în digital, wireless în electric și optic în electric.

În cele din urmă, routerul este un dispozitiv care funcționează în principal în stratul 3, stratul de rețea, deoarece este responsabil de rutarea și transferul pachetelor din rețeaua publică către rețeaua internă creată de acesta. Dar, desigur, routerele de astăzi sunt foarte complete și includ, de asemenea, funcția de comutare cu mai multe porturi, și chiar funcții ale nivelului 4 și 7, datorită creării VPN sau a serviciilor de date partajate.

Concluzii despre comutatoare

În prezent, aproape niciunul dintre noi nu are nevoie de un comutator pentru a conecta echipamentul nostru la rețea, deoarece routerele de astăzi au până la 8 porturi pentru acest lucru și Wi-Fi. Cu toate acestea, ele sunt și vor continua să fie utilizate incontestabil în centrele de date, centre de învățământ și multe altele.

Marea evoluție pe care au avut-o aceste dispozitive datorită puterii sporite a hardware-ului și a complexității firmware-ului, le face adevărate computere aproape la nivelul routerelor.

Vă lăsăm acum cu câteva articole în rețea:

Ați deținut vreodată sau aveți un switch, ce capacitate? Lasă comentariile sau întrebările pe care le consideri adecvate în casetă