Сетевой коммутатор

Сетевой коммутатор

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 20 марта 2024 года; проверки требуют 20 правок.

Сетевой коммутатор (жарг. свитч, свич от англ. переключатель) — устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного или нескольких сегментов сети. Коммутатор работает на канальном (втором) уровне сетевой 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).

Сетевой коммутатор на 52 порта (включая 4 оптических комбо-порта)

портовый сетевой коммутатор

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.

Hirschmann Octopus 24M

Принцип работы коммутатора

Коммутатор хранит в памяти (т. н. ассоциативной памяти) таблицу коммутации, в которой указывается соответствие узла порту. 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 же 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.

Способы коммутации

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

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

Симметричный и асимметричный коммутаторы

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.
• Асимметричный коммутатор обеспечивает коммутируемые соединения между портами с различной шириной полосы пропускания.

Буферизация фреймов

Для временного хранения фреймов и последующей их отправки по нужному адресу коммутатор может использовать буферизацию.

• Буферизация по портам позволяет хранить фреймы в очередях, связанных с отдельными входными портами.
• Буферизация в общей памяти хранит все фреймы в общем буфере памяти, который используется всеми портами коммутатора.

Динамическое распределение буферной памяти

При буферизации в общей памяти количество памяти, отводимой порту, определяется требуемым ему количеством.

Карта портов и отправка фреймов

Коммутатор поддерживает карту портов, в которые требуется отправлять фреймы. Очистка этой карты происходит только после успешной отправки фрейма.

Размер фрейма и общий размер буфера

Поскольку память буфера является общей, размер фрейма ограничивается всем размером буфера, а не долей, предназначенной для конкретного порта.

Коммутаторы могут быть управляемыми и неуправляемыми (наиболее простыми).

Более сложные коммутаторы

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.

Управляемые коммутаторы

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

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).

Таблица: Холодильник Hotpoint-Ariston HTR4180W

Ноутбук Asus VivoBook K543BA-DM757 694674