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.
Предназначение .
Хаб (Hub), свитч (switch) и роутер (router) предназначены для создания сети между компьютерами. Разумеется после создания эта сеть будет ещё и функционировать.
Отличие .
Что такое хаб (hub)
Хаб - это повторитель. Всё что к нему подключено - будет повторяться. На хаб даётся один 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.
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.
Чаще всего современными специалистами для соединения нескольких компьютеров в сеть используется свитч. Что это такое и как работает, системные администраторы обычно не объясняют, так как оборудование находится в их компетенции, однако на самом деле лучше всего заранее объяснять пользователям, с каким оборудованием им предстоит работать.
Что это такое?
Сетевой коммутатор (или же, как его принято чаще называть на сегодняшний день, свитч) - что это такое? Это специализированный прибор, который используется для объединения ряда полностью независимых узлов в сети, а также для соединения нескольких объектов. При использовании такого устройства обеспечивается возможность передачи трафика от одного подключенного компьютера к другому, при этом сам свитч определяет, какому конкретному пользователю предназначается запрашиваемая или направленная информация, после чего данные отправляются по заданному направлению.
Для чего нужны такие устройства?
Повышение уровня производительности и безопасности - вот основная цель, для которой используется свитч. Что это такое, знают далеко не все современные пользователи таких устройств, но при этом многие получают от него достаточно большую пользу, о которой даже не догадываются. Благодаря использованию такой технологии различные сетевые сегменты, которые не имеют доступа к определенной информации, лишаются возможности ее обработки или же фильтрации.
Что применяют провайдеры?
На сегодняшний день для провайдеров обеспечение предельно высокой степени безопасности сети, а также достижение ее стабильной работы являются особенно важными аспектами, ведь от этого непосредственно зависит доступ к интернету миллионов пользователей. Именно по этой причине для того, чтобы построить стабильно работающую сеть, современные провайдеры, включая как городских, так и компании первого уровня, используют специализированный свитч. Что это такое, в таких компаниях знает абсолютно каждый, ведь они вынуждены постоянно работать с подобным оборудованием, причем они знают не только основные принципы работы такой техники, но еще и прекрасно разбираются в том, какие именно устройства использовать в тех или иных ситуациях, а также какие особенности имеет аппаратура от тех или иных производителей.
Чаще всего современный свитч D-Link или же другой компании представляет собой управляемый коммутатор. То есть у системного администратора всегда есть возможность зайти на сетевой интерфейс установленного устройства и запрограммировать его нужным себе образом.
Как работают такие устройства?
В памяти устройства присутствует специализированная таблица коммутации, в которой находится полный список существующих MAC-адресов. Таблица в дальнейшем будет заполняться в процессе эксплуатации оборудования, так как устройство постоянно анализирует адрес отправителя. Передача данных в соответствующий порт будет осуществляться только после того как интернет-свитч определит, что адрес станции находится в таблице. На данный момент эта технология является самым оптимальным вариантом для обеспечения стабильной и безопасной работы различных сетей. Именно поэтому такой принцип на сегодняшний день используется абсолютно всеми современными коммутаторами, включая также зарекомендовавший себя свитч D-Link.
Какими они бывают?
Существует три основных варианта коммутации, от использования которых непосредственно зависит то, насколько долго придется ждать ответа от оборудования, а также насколько надежной будет передача информации. В данном случае провайдер сам учитывает, какие именно требования к нему выдвигает пользователь, после чего выбирает наиболее актуальный способ коммутации. В частности, провайдеры руководствуются основными потребностями своей целевой аудитории, а также берут во внимание городскую инфраструктуру и, конечно же, свои возможности.
Есть коммутаторы, которые используют функцию промежуточного хранения. Такие устройства первоначально полностью считывают информацию в кадре, после чего проверяют ее на наличие ошибок и в случае их отсутствия уже перенаправляют данные в определенный порт коммутации.
Сквозной тип передачи информации характеризуется тем, что в данном случае адрес назначения - это единственное, что считывает в кадре используемый свитч. Компьютер, а также предоставленная им информация в данном случае не проверяется на ошибки, а кадр просто дальше перенаправляется в адрес назначения. За счет использования такой технологии существенно снижается время, требуемое для передачи всей информации, однако случаются и такие ситуации, когда данные просто не доходят до конечного пользователя или же доходят с определенными ошибками.
Как подключать?
Первоначально, конечно, вам нужно купить свитч, цена которого будет зависеть от того, какого производителя и характеристики вы выберете (диапазон широк - от нескольких сотен рублей до нескольких тысяч и больше). В подключении свитча нет ничего сложного:
- Вставьте кабель, который вам прокинул провайдер, в сетевую карту основного компьютера. В дальнейшем он у вас будет использоваться в качестве главного сервера.
- Вторая сетевая карта должна соединиться со свитчем через специализированный патч-корд.
- После этого к устройству подсоединяются также и все остальные компьютеры.
Все, теперь компьютеры объединены физически, после чего остается только грамотная настройка оборудования.
Как настраивать?
После того как компьютеры будут соединены коммутатором, нужно правильно настроить сеть. Изначально настраивается тот компьютер, через который будет осуществляться раздача интернета остальным машинам (выбирается администратор):
- Заходим в «Центр управления сетями» через «Панель управления».
- Кликаем на «Изменение параметров адаптера».
- Находим наше активное соединение и открываем его свойства.
- Ищем вкладку «Доступ» и отмечаем тот пункт, который позволяет остальным пользователям использовать подключение к интернету через этот компьютер.
- Зайдите в «Сеть», найдите протокол «TCP/IPv4» и откройте его свойства.
- Введите для изначального сервера стандартный адрес: 192.168. 0.1.
- Нажмите «Ок».
Стоит отметить, что на всех остальных компьютерах, которые также являются подключенными к свитчу, нужно будет указать IP-адрес, однако в данном случае в конце вместо «1» должна стоять любая другая цифра или же число от 2 до 250. При этом, как и в первом случае, «Маска подсети» будет заполнять полностью автоматически, но вот в пункте «Основной шлюз» нужно будет уже прописать 192. 168.0.1., выбрав его в качестве основного своего сервера. Этот пункт особенно важен, так как в противном случае компьютер просто не сможет найти сервер.
После этого настройка свитча будет закончена. Теперь интернет с одного компьютера будет раздаваться на все остальные машины, которые с ним соединены при помощи данного устройства, причем все данные будут передаваться в предельно безопасном и стабильном режиме.
В локальных сетях применяется самое разное оборудование. Рассмотрим, что такое свитч и для чего он нужен.
Свитч (от англ. «switch» - переключатель) - это коммутатор, отвечающий за передачу пакетов информации. Он дает возможность объединить в локальную сеть компьютеры, подключенные к нему.
Назначение свитча
Коммутаторы применяются почти во всех сетях общественного пользования. Свитчи являются современными устройствами, способными фиксировать адреса подключенных устройств и направлять трафик на соответствующий порт.
В начале своей работы свитч получает информацию и производит ее дублирование на все порты. В это же время он запоминает МАК-адреса каждого из подключенных к нему устройств и заносит их в особую таблицу, хранящуюся в памяти прибора. После запоминания адреса соответствующие пакеты не дублируются, а направляются конкретному получателю, т. е. информация передается адресно. В этом заключается большой плюс, поскольку другим компьютерам, которым не предназначается информация, не нужно лишний раз ее обрабатывать.
В процессе работы коммутатора происходит построение четкой таблицы адресов, благодаря чему каждый из принятых пакетов поступает исключительно на предназначенный порт.
Свитчи могут отличаться своими габаритами. Они представлены:
- Небольшими, практически незаметными коробочками, рассчитанными на несколько портов.
- Массивными устройствами, предназначенными для подключения около 50 компьютеров.
Свитчи могут относиться к простому или управляемому типу. Первая разновидность устройств функционирует по заданной схеме, а вторая дает возможность настраивать определенные параметры при помощи веб-интерфейса. При необходимости свитчи можно объединить в целые массивы, которые образуют структуры данных (стеки) и превращаются в отдельные самостоятельные устройства. Теперь вы знаете, что такое свитч и каково его назначение.
Принцип работы коммутатора
Коммутатор хранит в памяти таблицу, 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 кадры и, определив MAC-адрес хоста-отправителя, заносит его в таблицу. 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 еще не известен, то кадр будет продублирован на все интерфейсы. Со временем коммутатор строит полную таблицу для всех своих портов, и в результате трафик локализуется.
Режимы коммутации
Существует три способа коммутации. Каждый из них - это комбинация таких параметров, как время ожидания и надежность передачи.
- С промежуточным хранением (Store and Forward). Коммутатор читает всю информацию во фрейме, проверяет его на отсутствие ошибок, выбирает порт коммутации и после этого посылает в него фрейм.
- Сквозной (cut-through). Коммутатор считывает во фрейме только адрес назначения и после выполняет коммутацию. Этот режим уменьшает задержки при передаче, но в нем нет метода обнаружения ошибок.
- Бесфрагментный (fragment-free) или гибридный . Этот режим является модификацией сквозного режима. Передача осуществляется после фильтрации фрагментов коллизий (фреймы размером 64 байта обрабатываются по технологии store-and-forward, остальные по технологии cut-through).
Возможности и разновидности коммутаторов
100-мегабитный управляемый коммутатор LS-100-8
Коммутаторы подразделяются на управляемые и неуправляемые (наиболее простые). Более сложные коммутаторы позволяют управлять коммутацией на канальном (втором) и сетевом (третьем) уровне модели OSI . Обычно их именуют соответственно, например Layer 2 Switch или просто, сокращенно L2. Управление коммутатором может осуществляться посредством протокола Web-интерфейса, RMON (протокол, разработанный Cisco) и т. п. Многие управляемые коммутаторы позволяют выполнять дополнительные функции: QoS, агрегирование , зеркалирование. 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 96 портами).
Литература
- Дэвид Хьюкаби, Стив Мак-Квери Руководство Cisco по конфигурированию коммутаторов Catalyst = Cisco Field Manual: Catalyst Switch Configuration. - М.: «Вильямс» , 2004. - С. 560. - ISBN 5-8459-0700-4
- Брайан Хилл Глава 9. Основные сведения о коммутаторах // Полный справочник по Cisco = Cisco: The Complete Reference. - М.: «Вильямс» , 2007. - С. 1088. - ISBN 0-07-219280-1
Ссылки
- PRODCS - Информационный сайт о современных АСУ ТП - Построение промышленных сетей передачи данных на базе Ethernet.
| Сетевое оборудование | |
|---|---|
Wikimedia Foundation . 2010 .
Синонимы :Смотреть что такое "Свитч" в других словарях:
Перенос срока поставки с одного месяца на другой. ликвидация обязательств в одних ценных бумагах или валютах и заклю чение сделок в других. передача третьей стране остатка на клиринговом счете по курсу со скидкой против официального. Словарь… … Финансовый словарь
Перенос, переуступка Словарь русских синонимов. свитч сущ., кол во синонимов: 3 операция (457) перено … Словарь синонимов
1) ликвидация обязательства с одними ценными бумагами или валютами и заключение сделок по другим; 2) переуступка третьей стороне остатка на клиринговом или другом двустороннем счете по курсу со скидкой против официального; 3) операция по… … Юридический словарь
Англ. switch переход, переключение А. Ликвидация обязательства с одними ценными бумагами или валютами и заключение сделок по другим. Б. Реализация третьей стороне остатка на клиринговом или другом двустороннем счете по курсу со скидкой против… … Словарь бизнес-терминов
- (от англ. switch переход, переключение) 1) ликвидация ранее принятых обязательств и завершение операций, сделок с одним видом ценных бумаг, валют и переход к сделкам с другими видами; 2) переуступка третьей стране остатка долга по двустороннему… … Экономический словарь
- [англ. switch переключение, поворот] 1) экон. реализация «третьей стране» остатка на безналичном или другом двустороннем счете по курсу со скидкой против официального; 2) экон. продажа товаров в какую л. страну через другую страну; 3) фин.… … Словарь иностранных слов русского языка Большой юридический словарь
В этой статье мы поговорим о том, как работает коммутатор сети ethernet (switch) или мост. Это базовые знания, которыми должен обладать каждый сетевой инженер. Сетевой коммутатор локальной вычислительной сети является центральным элементом инфраструктуры. Понимание его работы является неотъемлемым навыком любого сетевого инженера.
Если у вас до сих пор не сформировались твердые знания о принципах работы данного класса сетевых устройств, то вы рано или поздно столкнетесь с неразрешимыми проблемами при устранении неполадок в вашей сети, например, широковещательный шторм.
Сетевой коммутатор (ethernet switch) - это устройство 2 уровня модели OSI, которое используется в качестве концентратора (центральной точки) для подключения других проводных устройств, работающих по технологии ethernet.
Как происходит подключение устройств?
На приведенном ниже рисунке объясняется, как устройства показано подключаются в единую сеть с общей шиной Ethernet и обмениваются друг с другом данными через коммутатор (switch) либо концентратор (hub). Устаревший на сегодняшний день тип устройств с общей шиной из-за снижения пропускной способности пропорционально количеству подключенных устройств.
Насколько дорого использовать коммутаторы в сети?
Своим появлением в 1989 году коммутатор сети ethernet switch обязан компании Kalpana (работала в Кремниевой долине в 1980 и 1990 годах и была поглощена компанией Cisco в 1994 году). Он назывался Kalpana EtherSwitch EPS-1500 и имел на борту 7 портов.
С тех пор идет активное развитие данного типа устройств и с каждым годов снижается стоимость подключения к порту.
Надежность сети при использовании коммутатора (ethernet switch)
Является вы использование коммутатора локальной вычислительной сети в качестве центрального звена сети надежным решением? Если вы сравниваете коммутируемый Ethernet с коаксиальным Ethernet, коммутатор определенно более надежен. До того, как коммутатор был изобретен, компьютеры были подключены в цепь. В конце которой подключался концевик (terminator) для поглощения сигнала. Иначе множественная пересылка сигнала сводила полезный трафик в сети к нулю.
В чем отличие Коммутатора (Switch) от Концентратора (Hub)
Концентратор (Hub) - это сетевое устройство, позволяющее подключать несколько компьютеров к одной сети. Концентраторы могут быть основаны на соединениях Ethernet, Firewire или USB.
Коммутатор (Switch) - устройство управления, которое включает или выключает поток электроэнергии в цепи. Он также может использоваться для маршрутизации информационных шаблонов при потоковой передаче электронных данных, передаваемых по сетям. В контексте сети коммутатор – это компьютерное сетевое устройство, которое соединяет сегменты сети.
| Концентратор (Hub) | Коммутатор (Switch) | |
| Уровень OSI | Физический: концентраторы классифицируются как устройства 1 уровня в соответствии с моделью OSI. | Канальный: сетевые коммутаторы работают на 2 уровне модели OSI. |
| Функционал | Для соединения сети персональных компьютеров их можно объединить через центральный концентратор. | Позволяет объединять несколько устройств, управлять портами и настройками безопасности VLAN |
| Форма передачи данных | Электрический сигнал или биты | Кадр (для L2 Switch) и Пакет (для L3 switch) |
| Порты | 4/12 портов | Коммутатор является многопортовым мостом. 24/48 портов |
| Тип передачи | Концентраторы всегда рассылают кадры на все порты (flooding), кроме того, с которого пришел; рассылка может быть одноадресной (unicast), многоадресной (multicast) или широковещательной (broadcast) | Первоначально широковещательная (broadcast) рассылка; затем одноадресная (unicast) и многоадресная (multicast) рассылка по мере необходимости. |
| Тип устройства | Пассивное устройство (без программного обеспечения) | Активное устройство (с программным обеспечением) |
| Used in (LAN, MAN, WAN) | LAN | LAN |
| Таблица сетевых адресов (MAC) | Сетевой концентратор не может узнавать или сохранять MAC-адрес. | Коммутаторы используют CAM-таблицу с доступной памятью, к которой обычно обращается ASIC (специализированные интегрированные микросхемы). |
| Режим передачи | Полудуплекс (Half duplex) | Полу-/полный дуплекс (Half/Full duplex) |
| Широковещательный домен | Концентратор имеет один широковещательный домен. | Коммутатор имеет один широковещательный домен [если не реализован VLAN] |
| Определение | Электронное устройство, которое соединяет множество сетевых устройств вместе, чтобы устройства могли обмениваться данными | Сетевой коммутатор - это компьютерное сетевое устройство, которое используется для соединения множества устройств в компьютерной сети. Коммутатор считается более продвинутым, чем концентратор, потому что он будет отправлять сообщения на нужный порт устройства или запрашивать информацию с него. |
| Скорость | 10Mbps | 10/100 Mbps, 1 Gbps |
| Адрес, используемый для передачи данных | Использует MAC-адрес | Использует MAC-адрес |
| Необходимо для подключения к Интернету? | Нет | Нет |
| Категория устройства | Не интеллектуальное устройство | Интеллектуальное устройство |
| Производители | Sun Systems, Oracle, Cisco | Cisco, D-link, Juniper, MikroTik |
| Столкновения (Collisions) | Столкновения (Collisions) обычное явления в инфраструктурах, использующих концентраторы. | В полнодуплексном коммутаторе не происходит столкновений. |
| Spanning-Tree | Не используется Spanning-Tree | Возможно использование множества экземпляров Spanning-Tree |
Различия в производительности концентраторов и коммутаторов
Коммутатор является эффективной альтернативой концентратору. Люди, как правило, выигрывают от использования свитча, если в их домашней сети четыре или более компьютеров. Также вы невооруженным взглядом заметите разницу при использовании в своей сети приложений, которые генерируют значительный объем сетевого трафика:
- таких как многопользовательские игры
- обмен тяжелыми музыкальными файлами.
Технически говоря, концентраторы работают с использованием широковещательной модели, а коммутаторы - с использованием модели виртуальных каналов. Например, когда четыре компьютера подключены к концентратору, и два из этих компьютеров взаимодействуют друг с другом, концентраторы просто передают весь сетевой трафик на каждый из четырех компьютеров. Коммутаторы, с другой стороны, способны определять пункт назначения каждого отдельного элемента трафика (такого как кадр Ethernet) и выборочно пересылать данные только на один компьютер, который действительно нуждается в этом. Вырабатывая меньше сетевого трафика при доставке сообщений, коммутатор работает лучше, чем концентратор в загруженных сетях.
При добавлении в сетевой обмен дополнительные устройства вы создаете огромное количество коллизий в случае концентратора, потому как устройства не могут одновременно считывать и передавать информацию.
В следующем видео сравниваются концентраторы, коммутаторы и маршрутизаторы.
Почему коммутируемый Ethernet более надежный и эффективный?
При возникновении проблемы в coaxial-ethernet (10base2) трудно определить где ошибка. Инженеру-связисту необходимо проверить все разъемы один за другим, что требует времени. Также необходимо учесть, что из-за хрупкости коаксиального кабеля сеть часто выходит из строя.
Коаксиальный ethernet использует 2 кабеля (внутренний и внешний) для передачи и приема данных в сеть. При полудуплексной связи, компьютер не может одновременно данные принимать и отправлять. Когда сеть загружена возникают множественные коллизии при попытки одновременно вести передачу данных двумя и более станциями. Что почти гарантированно снижает скорость передачи данных в разы, нередко десятки и сотни раз..
При работе с коммутируемой сетью, если один кабель поврежден, он не будет влиять на других абонентов. Если сломается порт, пользователь может просто подключить кабель к другим работающим портам.
Что касается производительности, механизм внутри коммутатора может обеспечить полнодуплексную связь (full duplex). Поскольку вероятность возникновения коллизий в сети при правильной настройке оборудования практически сведена к нулю, то данный факт повышает производительность всей системы.
Как работает коммутатор локальной сети Ethernet?
Коммутатор локальной сети анализирует заголовок 2 уровня входящего кадра. Каждый ethernet кадр содержит 2 адреса: MAC-адрес источника и MAC-адрес назначения.
Коммутатор вместе с кадром получает MAC-адрес источника и записывает в свою таблицу коммутации напротив номера порта. Эта таблица - волшебный секрет того, как коммутатор обеспечивает полдуплексную связь.
Затем в таблице коммутации ищется MAC-адрес получателя, и принимается решение о пересылке кадров на определенный порт. Благодаря данному механизму другие сетевые устройства докальной сети не знают о кадрах соседей. Таким образом мы добиваемся работы в полнодуплексном режиме (full duplex).
Процесс пересылки кадра между компьютерами:
- Получение коммутатором на 1 порту сообщения от компьютера А с адресом назначения bbbb.bbbb.bbbb
- Проверка таблицы коммутации с целью найти порт, к которому подключен адресат с mac-адресом bbbb.bbbb.bbbb
- Такой адрес не обнаружен, рассылка запроса на все порты, кроме того, с которого пришло первоначальное сообщение
- Ответ от компьютера В компьютеру с адресом aaaa.aaaa.aaaa, так как mac-адрес сетевой карты компьютера В совпадает с заголовком кадра
- Заполнение коммутатором свой таблицы ответом от компьютера В
- Пересылка ответа от компьютера В компьютеру А
Анимация ниже более наглядно описывает процесс обмена данными между участниками сети:
Вопрос: что произойдет, когда MAC-адрес назначения отсутствует в таблице коммутации свитча, в какой порт следует пересылать он пересылает?
Ответ: в этом случае коммутатор пересылает кадр во все порты кроме, того с которого получил первоначальное сообщение; ожидая, что станция ответит на сообщение, и коммутатор обновит свою коммутационную таблицу.
