Коммутаторы l2, l2+ и l3

Как работает коммутатор

Как работает ethernet switch второго уровня? Все довольно просто — разберем, к примеру, функционал узла А. Все кадры, исходящие от узла А и имеющие в заголовке адрес получающего клиента в сегменте Бета (например, R), поступают в первый порт коммутатора второго уровня, а затем он выходит из второго порта, чтобы быть переданным в узел R. Такой процесс имеет название «ретрансляция», по английски — forwarding. Кадр получается ретранслированным в том случае, если он был принят одним портом коммутатора 2-го уровня и передан через другой порт устройства.

Кадр, который исходит из узла A и имеющий адрес получателя пункта B, поступает и на место назначения, и на коммутатор второго уровня, но тот определяет, что узлы имеют один сегмент, и не передает его. Этот процесс называется фильтрацией, то есть, если коммутатор получает кадр, но не передает его, то он называется отфильтрованным.

Учтите, что здесь не зря используется именно термин «кадр», а не привычное «пакет». Коммутатор — это не повторитель, он занимается исключительно кадрами, а также понимает MAC-адреса. Повторитель же, в свою очередь, оперирует пакетами, в которых хранятся кадры. Порт коммутатора второго уровня, как и узел, является сетевым интерфейсом с пакетом MAC-средств. В общем, коммутатор — это крупный узел, имеющий несколько сетевых интерфейсов.

В технических описаниях к коммутаторам и некоторым сетевым устройствам часто попадается мнение, что коммутация или маршрутизация трафика проводится на полной скорости текущего канала (wire speed). Что значит этот термин? Например, при проверке устройства выяснилось, что производится маршрутизация 20 Ethernet-потоков на полной скорости канала. Значит, устройство маршрутизирует поступающие пакеты с такой же скоростью, с которой они приходили по Ethernet каналам. Если размер пакета — 64 байт, то скорость маршрутизации будет около 297 тысяч пакетов в секунду.

Логично, что если в определении маршрутизатора идет речь о работе устройства на скорости канала, то называть его медлительным нет смысла, ведь его производительность в данном случае зависит напрямую от канала связи.

Ретрансляция кадров из сегмента ЛВС в другой коммутатор может осуществляться при помощи таких способов коммутации, как:

• Сквозная коммутация (Cute-Through).
• Сквозная коммутация модифицированная (Interim Cute-Through).
• Промежуточная буферизация или накопление с последующей ретрансляцией (Store-and-Forward).
• Коммутация гибридного типа.

Не стоит говорить, что у каждого типа коммутации есть и свои плюсы, и весомые недостатки.

Для технологии коммутации второго уровня характерны высокая производительность, что позволяет создавать сложные сети широковещательных областей-доменов.

Выбор свитча

У коммутаторов обычно в наличии больше портов, чем у роутера.

Свитчи могут быть двух видов:

• управляемые
• не управляемые

К управляемым коммутаторам можно подключиться через веб интерфейс и настроить его. Они могут иметь дополнительный функционал, который может оказаться полезным для вас. Например, просмотр статистики, зеркалирование портов.

Следует обратить внимание на скорость передачи, которую поддерживает коммутатор. Если нет необходимости передавать большие объемы данных по локальной сети, то вполне достаточно 100 Мбит в секунду

Иногда может возникнуть необходимость, чтобы у коммутатора на некоторых портах было PoE. Например, есть IP видеокамеры, питание которых производится через патч-корд, которым она подключается к коммутатору.

На некоторых свитчах есть VIP порт. Трафик через него будет более приоритетным для данного свитча.

Что же выбрать – плюсы и минусы каждого устройства

Основная задача коммутаторов – объединить персональные компьютеры, телефоны, принтеры или камеры видеонаблюдения. Маршрутизатор необходим для передачи трафика между интернет-провайдером и устройством.

Также роутер может иметь дополнительные функции, которые понадобятся в каждом конкретном случае. Примером такого дополнения является наличие беспроводной точки доступа Wi-Fi, защита от внешних атак, антивирусная база и наличие порта USB.

Перед тем, как выбрать роутер или коммутатор, нужно позаботиться о выборе провайдера. Чаще всего предлагают подключение по технологии GPON, потом поставщики сами выпускают оборудование и решают, что подходит заказчику. Ваше оборудование может быть подключено только в том случае, если провайдер использует технологию Multicast.

Мнение эксперта Карнаух Екатерина Владимировна Окончила Национальный университет судостроения по специальности «Экономика предприятия». Далее необходимо посчитать количество портов. Лучше выбирать коммутаторы или маршрутизаторы, у которых на 3-4 порта больше, чем необходимо. Это так называемый эскорт

Особенно это необходимо в офисах, когда важно быстро оборудовать новые рабочие места и обеспечить стабильность работы. Для домашнего использования достаточно приобрести устройство, у которого на 1-2 порта больше, чем необходимо

При выборе нужно учитывать скорость передачи данных. Коммутаторы имеют скорость порта, то есть скорость, с которой данные передаются в сети. Если вы используете коммутатор дома, скорость передачи этого устройства не так важна. В случае с роутером дело обстоит иначе. Выбирая скорость провайдера, лучше выбирать те, которые предлагают 100 мегабит в секунду и более. Таким образом, вы можете обеспечить свою домашнюю группу стабильным сигналом Wi-Fi и возможностью подключения Smart TV.

Выбирая роутер, нужно учитывать, что он имеет дополнительные функции, например, встроенную точку доступа. Это означает, что роутер будет работать как роутер Wi-Fi.

Если коммутатор поддерживает стандарты VLAN, он объединяет несколько портов в один канал связи. Это полезно, когда бухгалтерия подключена к портам 1-3, а менеджеры работают с портами 4-9. Эта техника подходит для офисной работы.

Для домашнего использования выключатель нужен только тогда, когда у хозяина есть ноутбук, компьютер, телевизор и система видеонаблюдения. Это означает, что коммутатор будет соединять все устройства вместе, поддерживать технологию Poe и обеспечивать передачу данных по внутренней сети. То есть с помощью переключателя можно будет передавать видео и мультимедийные файлы.

Итак, для домашнего использования вам понадобится коммутатор, если у вас есть система видеонаблюдения или IP-телефонии. Во всех остальных случаях вам нужно будет выбрать маршрутизатор, обеспечивающий подключение к локальной сети.

Мнение эксперта Екатерина Владимировна Карнаух Окончила Национальный судостроительный университет по специальности «Экономика бизнеса» В офисе нужен коммутатор для передачи информации о внутренней сети между устройствами. Это намного быстрее, чем ждать сигнала от провайдера. Помимо коммутатора, сотрудникам потребуется маршрутизатор для связи с локальной сетью.

Лучше выбирать офисные коммутаторы с 10-16 портами. Внутренняя полоса пропускания влияет на скорость передачи данных пакета. Маршрутизаторы или роутеры для домашней сети рассчитаны на 5-8 портов. Больше никаких подключений не требуется.

Какая разница между роутером , хабом и коммутатором? Свитчер.

Далее, коммутатор . На раннем этапе он был свитчем , ключом и т.д. Сейчас назвали нормальным русским именем. Более совершенное устройство, занимается тем же, что и хаб, но гораздо более эффективно. Так, коммутатор умеет “понимать” проходящий через него интернет трафик. Например, он умеет различать IP-адреса подключённых к нему компьютеров. Но сначала, как и хаб, отсылает команду на все подключённые к нему компьютеры:

Но коммутатор уже знает, на каком соединении “сидит” целевой компьютер. И если компьютер 2 отвечает на запрос, всё, что нужно сделать коммутатору, это передать ответ обратно в сеть:

Коммутатор запоминает эту цепочку, и теперь все сообщения между интернетом и компьютером 2 будут проходить именно этот путь, т.е. на конкретный порт. Представьте теперь, что компьютеров не 3, как на рисунке, а в 10 раз больше? Такая сеть с коммутатором будет в разы производительнее, нежели с простым хабом.

Коммутатор или свитч

Сетевой коммутатор или свитч (от английского switch) — устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного или нескольких сегментов сети. Коммутатор работает на канальном уровне модели OSI.

В отличие от концентратора (хаба), который распространяет трафик от одного подключенного устройства ко всем остальным, коммутатор передаёт данные только непосредственно получателю (исключение составляет широковещательный трафик всем узлам сети и трафик для устройств, для которых не известен исходящий порт коммутатора). Это повышает производительность и безопасность сети, избавляя остальные сегменты сети от необходимости обрабатывать данные, которые им не предназначались.

То есть это устройство, которое фильтрует и пересылает пакеты между сегментами локальной сети.

Что такое коммутатор сети (ethernet switch / bridge) ?

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.

Как определить неисправность коммутатора зажигания

Введение в конструкцию автомобиля коммутатора зажигания, особенно на отечественных авто семейства ВАЗ, позволило повысить их надежность. И хотя первым серийным автомобилем с электронной системой зажигания был ВАЗ 2108, подобные устройства стали ставиться на многих других машинах, в первую очередь на классику. Однако использование такого достаточно сложного изделия привело к тому, что найти возникающую неисправность, а также проверить и отремонтировать коммутатор стало возможным по большей части только в условиях специализированных центров. Внешними признаками, свидетельствующими, что появилась неисправность, могут быть:

1. двигатель не заводится, искры на свечах нет;
2. мотор заводится, но глохнет через несколько минут;
3. мотор работает неустойчиво, если коммутатор заменить на заведомо исправный, дефект устраняется.

Самый простой способ выявить неисправность и проверить коммутатор, как уже отмечено, – установить заведомо исправный. Из-за достаточно низкого качества коммутаторов, поступающих на комплектацию автомобилей семейства ВАЗ, в том числе и ВАЗ 2108, водителям приходится возить с собой дополнительные коммутаторы для замены отказавшего. Однако существует и косвенный принцип оценки, позволяющий проверить работоспособность изделия и выявить его неисправность. Для этого можно воспользоваться показаниями вольтметра в комбинации прибора. Надо включить зажигание, при этом стрелка установится посередине шкалы, а немного погодя качнется вправо (из-за отключения питания катушки при неработающем двигателе). Такое поведение стрелки свидетельствует, что неисправность в коммутаторе отсутствует. В том случае, когда вольтметра нет, чтобы проверить зажигание, потребуется контрольная лампа. Один ее конец присоединяется на массу, другой – к выходу катушки, соединенному с клеммой 1 коммутатора. Если включить зажигание, то при исправном коммутаторе через некоторое время лампа станет гореть ярче.

Однако, в некоторых случаях, неисправность зажигания не связана с отказом коммутатора. Надо проверить состояние проводов, в первую очередь контакт с массой и состояние разъемов. Также необходимо проверить датчик Холла.

Появление в конструкции автомобиля, в том числе и отечественного ВАЗ 2108, коммутатора напряжения, явилось закономерным результатом развития системы зажигания. Дальнейшим ее улучшением стало использование сначала двухканальных, а затем многоканальных коммутаторов для повышения эффективности работы. » alt=»»>

Коммутатор зажигания имеется на каждом автомобиле независимо от модели и года выпуска. Устройства могут разделяться на отдельные виды, но принцип их действия остается примерно одинаковым. Но не каждый автолюбитель знает, что это такое, и какую функцию выполняет обычный коммутатор, без которого было бы невозможно завести двигатель и тронуться с места.

Это простое электронное устройство всего лишь выполняет функцию искрообразования. Но сбои в его работе могут привести к неустойчивости работы двигателя на холостых оборотах или в других режимах работы агрегата. Иногда начинают искать проблему именно в системах двигателя вместо того, чтоб разобраться – правильно ли формируется электрический импульс коммутатора системы зажигания.

Проверить его работу можно как в сервисе, так и в домашних условиях. Правда, во втором случае придется приобрести или сделать самому специальный прибор. Зато под рукой всегда будет устройство, с помощью которого можно будет определить причину затрудненного зажигания или других распространенных проблем в работе автомобиля.

Асимметрическая и симметрическая коммутация

Что такое коммутатор, и какой функционал он исполняет, вы уже знаете. Давайте поговорим про передачу данных. Симметрия при коммутации необходима, чтобы дать характеристику самому прибору с точки зрения полосы пропуска, её возможностей для каждого порта устройства. Он позволяет обеспечить одинаковую ширину, когда все порты могут передавать 100 Мб/с или 10 Мб/с.

Асимметричный коммутатор может обеспечить соединение, если у портов различная пропускная способность. Так он спокойно обработает данные, которые идут со скоростью 10, 100 и 1000 Мб/с. Асимметричную коммутацию можно использовать при наличии больших потоков сетевых данных, которые устроены по принципу «клиент-сервер». Чтобы направлять данные с порта, на котором существенно крупнее массив информации, на меньший, используют буфер памяти. Он необходим для того, чтобы не возникало опасности переполнения, и, соответственно, потери данных. Также асимметричные коммутаторы необходимы для поддержания работоспособности вертикальных кросс-соединений и каналов между отдельными сегментами магистралей.

Другие особенности

Помимо различий в категориях коммутаторов стоит учитывать и другие особенности, в том числе скорость передачи данных сетевого коммутатора, количество портов, питание через Ethernet и возможности стекирования.

Скорость передачи данных сетевого коммутатора

Сетевые коммутаторы могут различаться по скорости передачи данных. Доступны коммутаторы с фиксированной конфигурацией стандарта Fast Ethernet (10/100 Мбит/с), Gigabit Ethernet (10/100/1000 Мбит/с), Ten Gigabit (10/100/1000/10000 Мбит/с) и даже 40/100 Гбит/с. На некоторых коммутаторах также доступна многогигабайтная технология. Она обеспечивает скорость передачи более 1 гигабайта, если используются кабели категории 5e/6. У коммуникаторов есть несколько портов каскадирования и портов нисходящего канала. Порты нисходящего канала устанавливают подключение к конечным пользователям, а порты каскадирования — к другим коммутаторам или сетевой инфраструктуре.

Количество портов

Сетевые коммутаторы различаются по размеру. Коммутаторы с фиксированной конфигурацией обычно оснащены 5, 8, 10, 16, 24, 28, 48 и 52 портами. Это может быть комбинация разъемов SFP/SFP+ для подключения оптоволоконного кабеля, но чаще используются медные порты с разъемами RJ-45 спереди для установки подключения на расстоянии до 100 метров. Оптоволоконные модули SFP позволяют установить подключение на расстоянии до 40 километров.

Поддержка технологии электропитания по сети Ethernet

Технология питания через Ethernet (PoE) обеспечивает питание устройства (например, IP-телефоны, IP-камеры видеонаблюдения или точки беспроводного доступа) по тому же кабелю, что и для передачи данных. Одно из преимуществ технологии PoE — это гибкость: вы можете разместить конечные устройства в любой части помещения, даже там, где сложно подвести питание через розетку. Например, точку беспроводного доступа можно разместить прямо в стене или потолке.

Коммутаторы подают питание по нескольким стандартам: IEEE 802.3af подает питание до 15,4 Вт на порт коммутатора, а IEEE 802.3at (также известный как PoE+) подает питание до 30 Вт на порт коммутатора. Для большинства конечных устройств подходит стандарт 802.3af, но для некоторых устройств (например, видеотелефонов и точек доступа с несколькими радиомодулями) требуется более высокая мощность. Некоторые модели коммутаторов Cisco также поддерживают технологию универсального питания PoE (UPoE) или PoE 60 Вт, которая подает мощность до 60 Вт на порт коммутатора. Новый стандарт PoE 802.3bt обеспечивает более высокую мощность для работы приложений нового поколения.

Чтобы выбрать подходящий коммутатор, определите, какая мощность вам нужна. При подключении к настольным компьютерам или устройствам другого типа, не требующим технологии PoE, самым выгодным решением будут коммутаторы без поддержки PoE.

Стекируемые и автономные коммутаторы

По мере расширения сети вам понадобится больше коммутаторов, чтобы обеспечить сетевое подключение для устройств, количество которых увеличивается. Если вы используете автономные коммутаторы, каждый из них нужно контролировать и настраивать по отдельности.

В отличие от них стекируемые коммутаторы облегчают управление и улучшают доступ к сети. Вместо того, чтобы настраивать, контролировать и устранять неполадки каждого из восьми коммутаторов с 48 портами, вы можете использовать стекируемые коммутаторы, которые позволят контролировать все восемь устройств как одно. Если все восемь коммутаторов (всего 384 порта) являются стекируемыми, они работают как один коммутатор с одним агентом SNMP/RMON, одним доменом связующего дерева, одним интерфейсом командной строки или веб-интерфейсом, то есть одним уровнем управления. Вы также можете создать группы агрегации каналов, которые охватывают несколько устройств в стеке и зеркалируют порты для передачи трафика от одного устройства в стеке к другому, либо настроить охват ACL/QoS для всех устройств. Такой подход дает значительные преимущества при эксплуатации.

Обратите внимание: некоторые продукты, представленные на рынке, называются стекируемыми, но поддерживают только один интерфейс пользователя или интерфейс централизованного управления для доступа по отдельности к каждому коммутатору. То есть это не стекирование, а кластеризация

В таком случае вам придется настраивать каждую функцию (ACL, QoS, зеркалирование портов и т. д.) на каждом коммутаторе отдельно.

Для начала опровергнем основные мифы

Коммутатор L3 имеет большую пропускную способность чем L2?

Такой взаимосвязи нет. Всё зависит от аппаратного и программного обеспечения (firmware), размещённых портов (интерфейсов), поддержки соответствующих стандартов.

Разумеется, связь с использованием коммутатора уровня L3 через сетевой интерфейс 1Gb/s будет медленнее, чем с использованием коммутатора L2 через 10 Gb/s.

Возможно, этот миф связан с тем, что коммутаторы L3 поддерживают больше функций, что находит отражение в аппаратном обеспечении: быстрее процессор, больше памяти, нежели чем у коммутаторов L2 того же поколения. Но, во-первых, иногда коммутаторы L2 тоже выпускаются на базе мощных контроллеров, позволяющих быстро обрабатывать служебные данные и пересылать кадры Ethernet, во-вторых, даже усиленному «железу» коммутатора L3 есть чем заняться: управлять VLAN, анализировать ACL на основе IP и так далее. Поэтому если судить по загрузке, однозначно ответить на вопрос: «Какой коммутатор «мощнее»?» — не получится.

Коммутаторы L3 — более современные, а L2 — уже вчерашний день?

Это вовсе не так. На сегодняшний день выпускаются как коммутаторы L2, так и коммутаторы L3. Коммутаторов уровня L2 выпускается достаточно много, потому что работать им приходится чаще всего на уровне доступа (пользователей), где и портов, и коммутаторов требуется значительно больше.

Коммутаторы лабораторные

Коммутаторы использовались как простые переключатели прямого / выключенного / обратного направления для электрических экспериментов в физических лабораториях. Известны два исторических типа:

Коммутатор Румкорфа

По конструкции он аналогичен коммутаторам, используемым в двигателях и динамо-машинах. Обычно его строили из латуни и слоновой кости (позже эбонита ).

Коммутатор Pohl

Он состоял из блока дерева или эбонита с четырьмя колодцами, содержащими ртуть , которые были соединены медными проводами. Выходной сигнал был взят из пары изогнутых медных проводов, которые были погружены в ту или иную пару ртутных колодцев. Вместо ртути можно использовать ионные жидкости или другие жидкие металлы .

Что такое свитч (коммутатор или swich)

Во первых свитчи бывают двух типов

• Управляемые > подразумевает некое количество мозгов и некого функционала, такого как Vlan или LACP.
• Не управляемые, без доп фишек

Свитчи пришли на замену тупым хабам, исправляющие их недостатки с пересылкой по всем клиентам. У свитчей очень простой принцип, вся адресация в них идет на основе таблицы mac адресов устройств. Каждое сетевое устройство или компьютер имеют уникальный mac адрес и свитч ведет у себя таблицу мак адресов, называется он arp таблица, где знает на каком порту сидит тот или иной мак адрес (сетевое устройство) и при виде пакета для него, отправляет не как хаб всем, а только одному адресату.В следствии чего меньше нагрузка на устройство и на саму сеть. Вот вам пример cisco свитча.

коммутатор — это… Что такое коммутатор?

• КОММУТАТОР — (ново лат., от лат. commutare изменять). Аппарат, придающий противоположное направление электрическому току, идущему по проволоке. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. КОММУТАТОР новолатинск., от лат.… …   Словарь иностранных слов русского языка

• коммутатор — а, м. commutateur, нем. Kommutator

• КОММУТАТОР — • КОММУТАТОР (центральная телефонная станция), центральная система коммутации, в которой входящие телефонные звонки распределяются по своим назначениям либо оператором телефонистом, либо автоматическими механизмами, которые активируются… …   Научно-технический энциклопедический словарь

• КОММУТАТОР — (от лат. commuto меняю) электромеханическое, электронное или электронно лучевое устройство (переключатель, выключатель, распределитель), обеспечивающее выбор требуемой выходной электрической цепи и соединения с ней входной цепи. Выбор… …   Большой Энциклопедический словарь

• коммутатор — центральная телефонная станция, цтс; переключатель; мюльтипль, концентратор, нумератор, установка, распределитель, выключатель Словарь русских синонимов. коммутатор сущ., кол во синонимов: 10 • аудиокоммутатор …   Словарь синонимов

• КОММУТАТОР — (от латинского commuto меняю), электромеханическое, электронное или электронно лучевое устройство (переключатель, выключатель, распределитель), обеспечивающее выбор требуемой выходной цепи (цепей) и соединение с ней входной цепи (цепей). Входит в …   Современная энциклопедия

• КОММУТАТОР — , коммутатора, муж. (лат. commutator) (тех., физ.). Прибор для замыкания и прекращения действия электрического тока, а также для перемены его направления. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 …   Толковый словарь Ушакова

• КОММУТАТОР — КОММУТАТОР, а, муж. 1. Название различных устройств для изменения направления, переключения электрического тока. 2. Род местной телефонной станции с ручным соединением. Позвонить через к. | прил. коммутаторный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С …   Толковый словарь Ожегова

• КОММУТАТОР — операция в линейном пространстве, ставящая в соответствие любым двум элементам а и b третий элемент , со свойствами: 1) = = + (линейность); 2) + = 0 (антисимметричность); 3) ]+]+[с …   Физическая энциклопедия

• КОММУТАТОР — переключатель (Commutator) прибор для изменения направления тока в электрических цепях. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 …   Морской словарь

• коммутатор — Устройство, обеспечивающее посредством включения, отключения и переключения электрических цепей выбор требуемой выходной цепи и соединение с ней входной цепи … …   Справочник технического переводчика