Razlika između huba i preklopnika. Što je hub, switch i router? Što je lan switch

Spajanje interneta u stan ili privatnu kuću uvijek postavlja mnoga pitanja. Za početak biramo internetskog provajdera ako ima puno izbora. Zatim pobliže pogledamo tarife, a tek onda pokušamo saznati kako se preklopnik razlikuje od usmjerivača.

Oprema

Oba uređaja pripadaju kategoriji Namijenjeni su za rad računalnih mreža. To uključuje ne samo preklopnik i usmjerivač, već i čvorište, patch panel itd. Sve se može dodijeliti jednoj od grupa: aktivno ili pasivno. Morate razumjeti koja je razlika između njih.

Aktivan

Ovi uređaji su izgrađeni na elektronički sklopovi koji primaju električnu energiju. Takva je oprema dizajnirana za pojačavanje i pretvaranje signala. Glavna karakteristika je korištenje posebnih algoritama za obradu. Što to znači?

Internetska mreža radi s paketnim slanjem datoteka. Svaki takav set ima svoje Tehničke specifikacije: ovo uključuje materijale o izvorima, namjenama, cjelovitosti podataka itd. Ovi pokazatelji omogućuju prijenos paketa na željenu adresu.

Aktivni uređaj ne samo da pronalazi signal, već i obrađuje ove tehničke parametre. Usmjerava ih kroz tokove u skladu s ugrađenim algoritmima. Ova sposobnost omogućuje da se uređaj tako nazove.

Pasivno

Ova skupina ne dobiva potrebnu snagu iz električne mreže. Radi s distribucijom i smanjenjem razine signala. Takvi uređaji mogu lako uključivati ​​kabele, utikač i utičnicu, balun, patch panel. Neki to pripisuju telekomunikacijskim ormarima, kabelskim policama itd.

Raznolikost

Budući da je mreža aktivna uglavnom zahvaljujući prvoj skupini uređaja, o njoj ćemo govoriti. To uključuje deset uređaja različitih vrsta. Na primjer, mrežni adapter, koji se nalazi na samom računalu. Mrežna oprema ove vrste sada se nalazi na svim osobnim računalima i pomaže u povezivanju s LAN-om.

Ovdje treba ubrojiti i repetitor. Uređaj ima dva priključka i radi s dupliciranjem signala. Stoga pomaže povećati veličinu mrežnog segmenta. Koncentrator je također aktivni dio opreme, koji se ponekad naziva i čvorište. Radi s 4-32 kanala i služi za interakciju svih sudionika u mreži.

Pa, konačno, dolazimo do pitanja kako se switch razlikuje od routera. Iako osim njih tu su i repetitor, konverter medija, most i mrežni primopredajnik.

Usmjerivač

Pa počnimo s ovim uređajem. Ljudi ga jednostavno zovu ruter. Služi za prosljeđivanje paketa između različitih segmenata mreže. U isto vrijeme, vodi se pravilima i tablicama usmjeravanja. Uređaj povezuje mreže različitih arhitektura. Kako bi se proces ispravno proveo, proučava tipologiju i utvrđuje pravila koja je postavio administrator.

Da bismo razumjeli pitanje kako se prekidač razlikuje od usmjerivača, važno je razumjeti načela rada jednog i drugog uređaja. Dakle, usmjerivač prvo proučava informacije o primatelju: gleda njegovu adresu i naziv skupa. Zatim ide do i identificira stazu za prijenos datoteka. Ako tablice ne sadrže potrebne podatke, paketi podataka se odbacuju.

Ponekad se mogu koristiti druge metode za odabir željenog puta. Na primjer, proučavaju se adresa pošiljatelja, protokoli gornje razine te sve podatke koji se kriju iza naziva skupa.

Usmjerivači stupaju u interakciju s prevođenjem adresa, filtriraju tranzitne tokove prema propisanim pravilima i šifriraju ili dekriptiraju poslane datoteke.

Sklopka

Mrežni preklopnik ili preklopnik je uređaj koji komunicira s vezom nekoliko čvorova računalne mreže. Cijeli proces se ne proteže izvan nekoliko ili jednog dijela mreže.

Ova oprema također pripada aktivnoj skupini. Djeluje na OSI sloju podatkovne veze. Budući da je preklopnik inicijalno konfiguriran za rad s parametrima mosta, može se smatrati višeportnim mostom. Za kombiniranje nekoliko linija na mrežnoj razini koristi se usmjerivač.

Switch nema kontrolu nad širenjem prometa s jednog gadgeta na ostale. Prenosi informacije samo pravoj osobi. Proces ima dobra izvedba te osigurava sigurnost internetske mreže.

Posao preklopnika je pohraniti tablicu preklopnika i koristiti je za određivanje preslikavanja između MAC adresa. Kada je oprema spojena, tablica je prazna i popunjava se kako uređaj sam uči.

Datoteke koje stignu na jedan od portova odmah se šalju drugim kanalima. Uređaj počinje ispitivati ​​okvire i nakon utvrđivanja adresa pošiljatelja privremeno unosi podatke u arhivu. Kada port primi okvir čija je adresa već snimljena, on će biti poslan putem koji je naveden u konfiguraciji.

Razlika

Kako se switch razlikuje od routera? Na prvi pogled svakako vrijedi reći da su glavne razlike između ovih uređaja u načelima rada. Postoji prilično zanimljiva analogija koja lako objašnjava razliku.

Recimo da imamo korporativni poslužitelj pošte. Zaposlenik je poslao datoteku koja bi trebala stići do primatelja internim ili lokalni sustav dostava. U ovom slučaju, prekidač je poslužitelj pošte, a ruter je lokalni.

Što imamo? Switch ne analizira sadržaj pošte i njenu vrstu. Pohranjuje popis svih zaposlenika tvrtke, adrese njihovih ureda. Stoga je njegov glavni zadatak prijenos pošte određenom primatelju.

U cijeloj ovoj priči router radi kao poštar koji dostavlja informacije ljudima koji rade izvan tvrtke. Provjerava sadržaj i može samostalno promijeniti pravila dostave ako postoje dodatne informacije u pismu.

Nedostatak routera u odnosu na switch leži u teškoj i skupoj administraciji. Stručnjaci koji rade s ovom opremom moraju svladati ogroman broj parametara. U tom slučaju konfiguracija uvijek mora biti u skladu s drugom konfiguracijom na mreži.

zaključke

Većina tvrtki pokušava modernizirati svoju mrežu pa zamjenjuju zastarjelu opremu preklopnikom između usmjerivača i mreže. Novi uređaji pomažu u poboljšanju produktivnosti, dok njihovi stariji modeli nastavljaju poboljšavati sigurnost.

Postavljanje usmjerivača i preklopnika nije lako. Za običnog korisnika Bolje je uopće ne dolaziti ovamo. Prilikom postavljanja kućne mreže stručnjaci dolaze instalirati ovu opremu i istovremeno je konfigurirati. Ovaj proces nije jednostavan. Individualno je za svakog pružatelja usluga i određenu mrežu.

Ako dođe do bilo kakvih kvarova, trebate se obratiti svom davatelju internetskih usluga, jer ako postoje problemi s postavljanjem, tada se nećete moći nositi bez njega.

18.03.1997 Dmitrij Ganža

Prekidači zauzimaju središnje mjesto u modernim lokalnim mrežama. VRSTE PREKLOPNIH PREKIDAČKIH ČVORIŠTA METODE OBRADE PAKETA RISC I ASIC ARHITEKTURA PREKIDAČA VISOKE KLASE IZGRADNJA VIRTUALNIH MREŽA TREĆE RAZINE PREKLOPNIŠTVO ZAKLJUČAK Prebacivanje je jedan od najpopularnijih moderne tehnologije.

Prekidači zauzimaju središnje mjesto u modernim lokalnim mrežama.

Switching je jedna od najpopularnijih modernih tehnologija. Prekidači istiskuju mostove i usmjerivače na periferiju lokalnih mreža, ostavljajući za sobom ulogu organiziranja komunikacije kroz globalnu mrežu. Ova popularnost preklopnika prvenstveno je posljedica činjenice da mikrosegmentacijom omogućuju povećanje performansi mreže u usporedbi s zajedničkim mrežama s istom nominalnom propusnošću. Osim što dijele mrežu na male segmente, preklopnici omogućuju organiziranje povezanih uređaja u logičke mreže i lako ih ponovno grupirati kada je to potrebno; drugim riječima, omogućuju vam stvaranje virtualnih mreža.

Što je prekidač? Prema definiciji IDC-a, "sklopka je uređaj dizajniran kao čvorište i djeluje kao brzi most s više priključaka; ugrađeni mehanizam za prebacivanje omogućuje segmentaciju lokalna mreža i dodijeliti propusnost krajnjim stanicama u mreži" (pogledajte članak M. Kulgina "Izgradite mrežu, posadite drvo..." u broju za veljaču LAN). Međutim, ova se definicija prvenstveno odnosi na preklopnike okvira.

VRSTE PREKIDA

Prebacivanje se obično odnosi na četiri različite tehnologije - prebacivanje konfiguracije, prebacivanje okvira, prebacivanje ćelija i pretvorba okvira u ćeliju.

Prebacivanje konfiguracije također je poznato kao prebacivanje priključaka, gdje je određeni priključak na modulu pametnog čvorišta dodijeljen jednom od internih Ethernet segmenata (ili Token Ring). Ova se dodjela vrši na daljinu putem programska kontrola mreže prilikom povezivanja ili premještanja korisnika i resursa na mreži. Za razliku od drugih komutacijskih tehnologija, ova metoda ne poboljšava performanse dijeljenog LAN-a.

Prebacivanje okvira ili LAN prebacivanje koristi standardne formate okvira za Ethernet (ili Token Ring). Svaki okvir obrađuje najbliži preklopnik i šalje dalje preko mreže izravno do primatelja. Kao rezultat toga, mreža se pretvara u skup paralelnih izravnih kanala velike brzine. U nastavku ćemo pogledati kako se preklapanje okvira provodi unutar komutatora na primjeru komutacijskog čvorišta.

Prebacivanje ćelija koristi se u bankomatu. Korištenje malih ćelija fiksne duljine omogućuje stvaranje jeftinih komutacijskih struktura velike brzine na hardverskoj razini. I preklopnici okvira i mrežni preklopnici mogu podržavati više neovisnih radnih grupa, bez obzira na njihovu fizička veza(vidi odjeljak "Izgradnja virtualnih mreža").

Pretvorba između okvira i ćelija omogućuje, na primjer, stanici s Ethernet karticom da izravno komunicira s uređajima na ATM mreži. Ova se tehnologija koristi za oponašanje lokalne mreže.

U ovoj lekciji će nas prvenstveno zanimati prebacivanje okvira.

PREKLOPNI HUB

Prvo komutacijsko čvorište, nazvano EtherSwictch, predstavila je Kalpana. Ovo čvorište omogućilo je smanjenje sukoba u mreži smanjenjem broja čvorova u logičkom segmentu pomoću tehnologije mikrosegmentacije. U biti, broj stanica u jednom segmentu smanjen je na dvije: postaju koja pokreće zahtjev i postaju koja na zahtjev odgovara. Nijedna druga postaja ne vidi informacije koje se prenose između njih. Paketi se prenose kao preko mosta, ali bez kašnjenja svojstvenog mostu.

U dial-upu Ethernet mreže svaki član grupe od nekoliko korisnika može biti istovremeno zajamčen propusnost 10 Mbit/s. Najbolji način da shvatite kako takvo čvorište radi je korištenje analogije s običnom starom telefonskom sklopkom, u kojoj su sudionici u dijalogu povezani koaksijalnim kabelom. Kada je pretplatnik nazvao “vječni” 07 i tražio da ga spoje na taj i taj broj, operater je prije svega provjeravao je li linija slobodna; ako je tako, spojio je sudionike izravno pomoću komada kabela. Nitko drugi (s izuzetkom obavještajnih službi, naravno) nije mogao čuti njihov razgovor. Nakon završetka poziva, operaterka je isključila kabel iz oba priključka i čekala sljedeći poziv.

Preklopna čvorišta rade na sličan način (vidi sliku 1): prosljeđuju pakete od ulaznog priključka do izlaznog priključka kroz sklop preklopnika. Kada paket stigne na ulazni port, preklopnik čita njegovu MAC adresu (tj. adresu sloja 2) i odmah se prosljeđuje na port povezan s tom adresom. Ako je port zauzet, paket se stavlja u red čekanja. U biti, red je međuspremnik na ulaznom portu gdje paketi čekaju da se željeni port oslobodi. Međutim, metode međuspremnika malo su drugačije.

Slika 1.
Preklopna čvorišta funkcioniraju slično kao i starije telefonske sklopke: povezuju ulazni priključak izravno s izlaznim priključkom kroz sklop sklopke.

METODE OBRADE PAKETA

U preklapanju s kraja na kraj (također nazvanom prebacivanje u letu i prebacivanje bez međuspremnika), prekidač čita samo adresu dolaznog paketa. Paket se dalje prenosi bez obzira na odsutnost ili prisutnost grešaka u njemu. Ovo može znatno smanjiti vrijeme obrade paketa, budući da se čita samo prvih nekoliko bajtova. Stoga je na primatelju da identificira neispravne pakete i zatraži njihov ponovni prijenos. Međutim, moderno kabelski sustavi dovoljno pouzdan da je potreba za retransmisijom na mnogim mrežama minimalna. Međutim, nitko nije imun na pogreške u slučaju oštećenog kabela, neispravne mrežne kartice ili smetnje vanjskog izvora elektromagnetskog zračenja.

Kod komutacije s međuspremnikom, komutator, primivši paket, ne šalje ga dalje dok ga u potpunosti ne pročita ili barem pročita sve potrebne podatke. Ne samo da određuje adresu primatelja, već također provjerava kontrolni zbroj, tj. može odrezati neispravne pakete. To vam omogućuje da izolirate segment koji stvara pogreške. Stoga prebacivanje između međuspremnika i naprijed naglašava pouzdanost, a ne brzinu.

Osim gornja dva, neki prekidači koriste hibridnu metodu. U normalnim uvjetima pružaju prebacivanje s kraja na kraj, ali prate broj pogrešaka provjeravajući kontrolne zbrojeve. Ako broj pogrešaka dosegne određeni prag, one ulaze u modus prebacivanja s prednjim međuspremnikom. Kada se broj pogrešaka smanji na prihvatljivu razinu, oni se vraćaju u način prebacivanja s kraja na kraj. Ova vrsta prebacivanja naziva se pragom ili adaptivnim prebacivanjem.

RISC I ASIC

Često se buffer-forward switchevi implementiraju pomoću standardnih RISC procesora. Jedna prednost ovog pristupa je ta što je relativno jeftin u usporedbi s ASIC sklopkama, ali nije baš dobar za specijalizirane aplikacije. Prebacivanje u takvim uređajima vrši se softverski, pa se njihova funkcionalnost može mijenjati nadogradnjom instaliranog softvera. Mana im je što su sporiji od sklopki temeljenih na ASIC-u.

Prekidači s ASIC integriranim krugovima dizajnirani su za obavljanje specijaliziranih zadataka: sva njihova funkcionalnost "žično je povezana" u hardver. Postoji i nedostatak ovog pristupa: kada je potrebna modernizacija, proizvođač je prisiljen preraditi krug. ASIC-ovi obično pružaju prebacivanje s kraja na kraj. ASIC sklopa stvara namjenske fizičke putove između ulaznog i izlaznog priključka, kao što je prikazano na .

ARHITEKTURA PREKIDAČA VISOKE KLASE

Vrhunski preklopnici obično su modularnog dizajna i mogu izvesti i paketno i ćelijsko prebacivanje. Moduli takvog preklopnika obavljaju prebacivanje između mreža različitih tipova, uključujući Ethernet, Fast Ethernet, Token Ring, FDDI i ATM. U ovom slučaju, glavni preklopni mehanizam u takvim uređajima je ATM preklopna struktura. Pogledat ćemo arhitekturu takvih uređaja na primjeru Bay Networks Centillion 100.

Prebacivanje se postiže pomoću sljedeće tri hardverske komponente (vidi sliku 2):

(1x1)

Slika 2.
Prebacivanje stanica sve se više koristi u vrhunskim preklopnicima zbog velike brzine i jednostavnosti prelaska na ATM.

Svaki modul prekidača ima I/O portove, međuspremnik memorije i CellManager ASIC. Osim toga, svaki LAN modul također ima RISC procesor za izvođenje preklapanja okvira između lokalnih portova i asembler/rastavljač paketa za pretvaranje okvira i ćelija jedne u druge. Svi se moduli mogu neovisno prebacivati ​​između svojih priključaka, tako da se samo promet namijenjen drugim modulima šalje kroz stražnju ploču.

Svaki modul održava vlastitu tablicu adresa, a glavni upravljački procesor ih spaja u jednu zajedničku tablicu, tako da pojedinačni modul može vidjeti mrežu kao cjelinu. Ako, na primjer, Ethernet modul primi paket, on određuje kome je paket upućen. Ako je adresa u tablici lokalnih adresa, tada RISC procesor prebacuje paket između lokalnih portova. Ako je odredište na drugom modulu, asembler/rastavljač pretvara paket u ćelije. CellManager navodi odredišnu masku za identifikaciju modula(a) i porta(ova) kojima je namijenjen korisni teret ćelija. Svaki modul čiji je bit maske ploče naveden u odredišnoj maski kopira ćeliju u lokalnu memoriju i prenosi podatke na odgovarajući izlazni port u skladu sa specificiranim bitovima maske porta.

IZGRADNJA VIRTUALNIH MREŽA

Osim povećanja produktivnosti, preklopnici vam omogućuju stvaranje virtualnih mreža. Jedan od načina stvaranja virtualna mreža je stvaranje domene emitiranja putem logičkog povezivanja portova unutar fizičke infrastrukture komunikacijskog uređaja (ovo može biti ili inteligentno čvorište - preklapanje konfiguracije ili preklopnik - preklapanje okvira). Na primjer, neparni priključci uređaja s osam priključaka dodijeljeni su jednoj virtualnoj mreži, a parni priključci drugoj. Kao rezultat toga, stanica u jednoj virtualnoj mreži postaje izolirana od stanica u drugoj. Nedostatak ove metode organiziranja virtualne mreže je taj što sve stanice spojene na isti port moraju pripadati istoj virtualnoj mreži.

Druga metoda za stvaranje virtualne mreže temelji se na MAC adresama povezanih uređaja. Ovom metodom organiziranja virtualne mreže svaki se zaposlenik može povezati, na primjer, sa svojim laptop na bilo koji port preklopnika, te će automatski odrediti pripada li njegov korisnik određenoj virtualnoj mreži na temelju MAC adrese. Ova metoda također omogućuje korisnicima spojenim na isti port preklopnika da pripadaju različitim virtualnim mrežama. Za više informacija o virtualnim mrežama pogledajte članak A. Avduevskog “Takve stvarne virtualne mreže” u ožujskom broju LAN-a za ovu godinu.

PROMJENA RAZINE 3

Uz sve svoje prednosti, preklopnici imaju jedan značajan nedostatak: ne mogu zaštititi mrežu od lavina emitiranih paketa, što dovodi do neproduktivnog opterećenja mreže i povećanog vremena odziva. Usmjerivači mogu nadzirati i filtrirati nepotrebni emitirani promet, ali su reda veličine sporiji. Dakle, prema dokumentaciji Case Technologies, tipična izvedba usmjerivača je 10.000 paketa u sekundi, a to se ne može usporediti s istim pokazateljem preklopnika - 600.000 paketa u sekundi.

Kao rezultat toga, mnogi su proizvođači počeli ugrađivati ​​funkcionalnost usmjeravanja u preklopnike. Kako bi se spriječilo značajno usporavanje prekidača, koriste se različite metode: na primjer, prebacivanje sloja 2 i prebacivanje sloja 3 implementiraju se izravno u hardver(u ASIC integriranim krugovima). Razni proizvođači Ova se tehnologija naziva drugačije, ali cilj je isti: usmjerivač mora izvršavati funkcije treće razine istom brzinom kao funkcije druge razine. Važan čimbenik je cijena takvog uređaja po priključku: ona bi također trebala biti niska, poput preklopnika (pogledajte članak Nicka Lippisa u sljedećem broju časopisa LAN).

ZAKLJUČAK

Prekidači su i strukturno i funkcionalno vrlo raznoliki; Nemoguće je obuhvatiti sve njihove aspekte u jednom kratkom članku. U sljedećem vodiču pobliže ćemo pogledati ATM prekidače.

Dmitry Ganzha je izvršni urednik LAN-a. Može ga se kontaktirati na: [e-mail zaštićen].

Prekidači u lokalnoj mreži

Switch je jedan od najvažnijih uređaja koji se koriste u izgradnji lokalne mreže. U ovom članku ćemo govoriti o tome koje vrste prekidača postoje i fokusirati se na njih važne karakteristike koje je potrebno uzeti u obzir pri odabiru preklopnika lokalne mreže.

Prvo, pogledajmo opći blok dijagram kako bismo razumjeli koje mjesto preklopnik zauzima u lokalnoj mreži poduzeća.

Gornja slika prikazuje najčešći blok dijagram male lokalne mreže. U pravilu se u takvim lokalnim mrežama koriste pristupne sklopke.

Pristupne sklopke izravno su povezane s krajnjim korisnicima, omogućujući im pristup resursima lokalne mreže.

Međutim, u velikim lokalnim mrežama preklopnici obavljaju sljedeće funkcije:

Razina pristupa mreži. Kao što je gore spomenuto, pristupne sklopke pružaju točke povezivanja za uređaje krajnjih korisnika. U velikim lokalnim mrežama okviri pristupnih sklopki ne komuniciraju međusobno, već se prenose preko distribucijskih sklopki.

Razina distribucije. Prekidači na ovom sloju prosljeđuju promet između pristupnih preklopnika, ali ne komuniciraju s krajnjim korisnicima.

Razina jezgre sustava. Uređaji ove vrste kombiniraju kanale prijenosa podataka s sklopki distribucijskih razina u velikim teritorijalnim lokalnim mrežama i pružaju vrlo velika brzina prebacivanje tokova podataka.

Prekidači su:

Neupravljani prekidači. To su obični autonomni uređaji na lokalnoj mreži koji samostalno upravljaju prijenosom podataka i nemaju tu mogućnost dodatne postavke. Zbog jednostavnosti ugradnje i niske cijene, naširoko se koriste za ugradnju kod kuće iu malim tvrtkama.

Upravljani prekidači. Napredniji i skupi uređaji. Omogućuju mrežnom administratoru da ih samostalno konfigurira za određene zadatke.

Upravljani prekidači mogu se konfigurirati na jedan od sljedećih načina:

Preko konzolnog priključka Preko WEB sučelja

Kroz Telnet Preko SNMP protokola

Putem SSH-a

Promjena razina

Svi prekidači mogu se podijeliti na razine modela OSI . Što je ova razina viša, veće su mogućnosti prekidača, ali će njegov trošak biti znatno veći.

Prekidači sloja 1. DO ovoj razini To uključuje čvorišta, repetitore i druge uređaje koji rade na fizičkoj razini. Ovi uređaji bili su prisutni u zoru razvoja interneta i trenutno se ne koriste na lokalnoj mreži. Nakon što primi signal, uređaj ove vrste jednostavno ga šalje dalje na sve priključke osim priključka pošiljatelja

Prekidači sloja 22) . Ova razina uključuje neupravljane i neke upravljane sklopke ( sklopka ) radi na razini veze modela OSI . Prekidači druge razine rade s okvirima - okviri: tok podataka podijeljen u dijelove. Nakon što primi okvir, sklopka sloja 2 čita adresu pošiljatelja iz okvira i unosi je u svoju tablicu MAC adrese, povezujući ovu adresu s portom na kojem je primio ovaj okvir. Zahvaljujući ovom pristupu, sloj 2 prosljeđuje podatke samo na odredišni port, bez stvaranja viška prometa na drugim portovima. Prekidači sloja 2 ne razumiju IP adrese koje se nalaze na trećoj mrežnoj razini modela OSI i rade samo na razini veze.

Prekidači razine 2 podržavaju najčešće protokole kao što su:

IEEE 802.1 q ili VLAN virtualne lokalne mreže. Ovaj protokol, omogućuje stvaranje zasebnih logičkih mreža unutar jedne fizičke mreže.

Na primjer, uređaji spojeni na isti prekidač, ali smješteni u različitim VLAN neće vidjeti jedni druge i moći će prenositi podatke samo u vlastitoj domeni emitiranja (uređaji iz istog VLAN-a). Između sebe, računala na gornjoj slici moći će prenositi podatke pomoću uređaja koji radi na trećoj razini IP adrese: ruter.

IEEE 802.1p (prioritetne oznake ). Ovaj je protokol izvorno prisutan u protokolu IEEE 802.1q i predstavlja 3-bitno polje od 0 do 7. Ovaj protokol omogućuje označavanje i sortiranje cijelog prometa po važnosti postavljanjem prioriteta (maksimalni prioritet 7). Okviri s višim prioritetom bit će prvi proslijeđeni.

IEEE 802.1d Spanning Tree Protocol (STP).Ovaj protokol gradi lokalnu mrežu u obliku strukture stabla kako bi se izbjegle mrežne petlje i spriječilo stvaranje mrežne oluje.

Recimo da je lokalna mreža instalirana u obliku prstena kako bi se povećala tolerancija kvarova sustava. Prekidač s najvećim prioritetom u mreži odabire se kao glavni preklopnik.U gornjem primjeru, SW3 je korijen. Bez zalaženja u algoritme izvršavanja protokola, preklopnici izračunavaju put s maksimalnim troškom i blokiraju ga. Na primjer, u našem slučaju, najkraći put od SW3 do SW1 i SW2 bit će kroz vlastita namjenska sučelja (DP) Fa 0/1 i Fa 0/2. U ovom slučaju, zadana cijena puta za sučelje od 100 Mbit/s bit će 19. Sučelje Fa 0/1 preklopnika lokalne mreže SW1 je blokirano jer će ukupna cijena puta biti zbroj dva prijelaza između sučelja od 100 Mbit/s 19+19=38.

Ako je radna ruta oštećena, preklopnici će ponovno izračunati putanju i deblokirati ovaj port

IEEE 802.1w Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP).Poboljšani 802.1 standard d , koji ima veću stabilnost i kraće vrijeme oporavka komunikacijske linije.

IEEE 802.1s Protokol višestrukog razapinjućeg stabla.Najnovija verzija, uzimajući u obzir sve nedostatke protokola STP i RSTP.

IEEE 802.3ad Link agregacija za paralelnu vezu.Ovaj vam protokol omogućuje kombiniranje portova u grupe. Ukupna brzina ove luke agregacija će biti zbroj brzina svakog priključka u njemu.Maksimalna brzina određena je standardom IEEE 802.3ad i iznosi 8 Gbit/s.

Prekidači sloja 33) . Ovi uređaji se također nazivaju multiswitchevi jer kombiniraju mogućnosti prekidača koji rade na drugoj razini i usmjerivača koji rade s IP paketi na trećoj razini.Layer 3 sklopke u potpunosti podržavaju sve značajke i standarde Layer 2 sklopki. Mrežnim uređajima može se pristupiti pomoću IP adresa. Prekidač sloja 3 podržava uspostavljanje različitih veza: l 2 tp, pptp, pppoe, vpn itd.

Prekidači sloja 4 4) . Uređaji razine L4 koji rade na modelu transportnog sloja OSI . Odgovoran za osiguranje pouzdanosti prijenosa podataka. Ovi preklopnici mogu, na temelju informacija iz zaglavlja paketa, shvatiti da promet pripada različitim aplikacijama i na temelju tih informacija donijeti odluke o preusmjeravanju takvog prometa. Naziv takvih uređaja nije utvrđen, ponekad se zovu pametni prekidači ili L4 prekidači.

Glavne karakteristike prekidača

Broj priključaka. Trenutno postoje preklopnici s brojem priključaka od 5 do 48. Broj mrežnih uređaja koji se mogu spojiti na određeni preklopnik ovisi o ovom parametru.

Na primjer, kada gradimo malu lokalnu mrežu od 15 računala, trebat će nam switch sa 16 priključaka: 15 za spajanje krajnjih uređaja i jedan za instaliranje i povezivanje routera za pristup Internetu.

Brzina prijenosa podataka. Ovo je brzina kojom radi svaki port preklopnika. Uobičajene brzine navedene su na sljedeći način: 10/100/1000 Mbit/s. Brzina porta određena je tijekom automatskog pregovaranja s krajnjim uređajem. Na upravljanim prekidačima ovaj se parametar može konfigurirati ručno.

Na primjer : Klijentski uređaj PC sa Mrežna kartica 1 Gbit/s spojen na port preklopnika s radnom brzinom od 10/100 Mbit/s c . Kao rezultat automatskog pregovaranja, uređaji pristaju koristiti najveću moguću brzinu od 100 Mbps.

Auto port pregovori između Full – duplex i half – duplex. Full – duplex: Prijenos podataka odvija se istovremeno u dva smjera. Polu-dupleks Prijenos podataka vrši se prvo u jednom smjeru, a zatim u drugom smjeru sekvencijalno.

Unutarnja propusnost tkanine. Ovaj parametar pokazuje ukupnu brzinu kojom preklopnik može obraditi podatke sa svih portova.

Na primjer: na lokalnoj mreži postoji switch s 5 portova koji rade brzinom od 10/100 Mbit/s. U Tehničke specifikacije parametar komutacijske matrice je 1 Gbit/ c . To znači da je svaki port unutra Full-duplex može raditi brzinom od 200 Mbit/ c (100 Mbit/s prijem i 100 Mbit/s prijenos). Pretpostavimo da je parametar ove sklopne matrice manji od navedenog. To znači da tijekom vršnih opterećenja portovi neće moći raditi na deklariranoj brzini od 100 Mbit/s.

Automatski MDI/MDI-X pregovori o vrsti kabela. Ova vam funkcija omogućuje da odredite kojom je od dvije metode upletena parica EIA/TIA-568A ili EIA/TIA-568B. Kod postavljanja lokalnih mreža najviše se koristi shema EIA/TIA-568B.

Slaganje je kombinacija više prekidača u jedan logički uređaj. Različiti proizvođači prekidača koriste vlastite tehnologije slaganja, npr. c isco koristi Stack Wise tehnologiju slaganja sa sabirnicom od 32 Gbps između preklopnika i Stack Wise Plus sa sabirnicom od 64 Gbps između preklopnika.

Na primjer, ova tehnologija je relevantna u velikim lokalnim mrežama, gdje je potrebno povezati više od 48 priključaka na temelju jednog uređaja.

Montaža za 19" rack. U kućnim okruženjima i malim lokalnim mrežama preklopnici se često postavljaju na ravne površine ili montiraju na zid, no prisutnost tzv. „ušiju“ neophodna je u većim lokalnim mrežama gdje se aktivna oprema nalazi u poslužiteljskim ormarićima.

MAC veličina tabliceadrese Prekidač je uređaj koji radi na razini 2 modela OSI . Za razliku od čvorišta, koje jednostavno preusmjerava primljeni okvir na sve priključke osim na priključak pošiljatelja, prekidač uči: pamti MAC adresa uređaja pošiljatelja, unos istog, broj porta i vijek trajanja unosa u tablicu. Koristeći ovu tablicu, switch ne prosljeđuje okvir svim portovima, već samo portu primatelja. Ako je broj mrežnih uređaja u lokalnoj mreži značajan, a veličina tablice puna, preklopnik počinje prebrisati starije unose u tablici i upisuje nove, što značajno smanjuje brzinu preklopnika.

Jumboframe . Ova značajka omogućuje preklopniku rukovanje većim veličinama paketa od onih definiranih Ethernet standardom. Nakon što se svaki paket primi, potrebno je određeno vrijeme za njegovu obradu. Kada koristite povećanu veličinu paketa pomoću tehnologije Jumbo Frame, možete uštedjeti na vremenu obrade paketa u mrežama koje koriste brzine prijenosa podataka od 1 Gb/s i više. Na nižoj brzini nema velikog dobitka

Prebacivanje načina rada.Kako bismo razumjeli princip rada sklopnih načina rada, prvo razmotrimo strukturu okvira koji se prenosi na razini podatkovne veze između mrežnog uređaja i prekidača na lokalnoj mreži:

Kao što se može vidjeti sa slike:

• Prvo dolazi preambula koja označava početak prijenosa okvira,
• Zatim MAC adresa odredišta ( DA) i MAC adresa pošiljatelja ( S.A.)
• ID treće razine: Koristi se IPv 4 ili IPv 6
nosivost)
• I na kraju kontrolni zbroj FCS: CRC vrijednost od 4 bajta koja se koristi za otkrivanje pogrešaka u prijenosu. Izračunava pošiljatelj i stavlja u FCS polje. Primatelj računa dana vrijednost samostalno i uspoređuje s dobivenom vrijednošću.

Sada pogledajmo načine prebacivanja:

Spremi - i - naprijed. Ovaj način prebacivanja sprema cijeli okvir u međuspremnik i provjerava polje FCS , koji je na samom kraju okvira i ako kontrolni zbroj ovog polja ne odgovara, odbacuje cijeli okvir. Kao rezultat toga, smanjena je vjerojatnost zagušenja mreže, jer je moguće odbaciti okvire s pogreškama i odgoditi vrijeme prijenosa paketa. Ova tehnologija je prisutna kod skupljih prekidača.

Prorez. Jednostavnija tehnologija. U tom slučaju okviri se mogu brže obraditi jer nisu u potpunosti spremljeni u međuspremnik. Za analizu, podaci od početka okvira do Mac adresa odredište (DA) uključujući. Switch čita ovu MAC adresu i prosljeđuje je na odredište. Nedostatak ove tehnologije je što preklopnik u ovom slučaju prosljeđuje i patuljaste pakete s duljinom manjom od 512 bitnih intervala i oštećene pakete, povećavajući opterećenje lokalne mreže.

Podrška za PoE tehnologiju

Pover over ethernet tehnologija omogućuje vam napajanje mrežni uređaj preko istog kabla. Ova odluka omogućuje vam smanjenje troškova dodatne instalacije dovodnih vodova.

Postoje sljedeći PoE standardi:

PoE 802.3af podržava opremu do 15,4 W

PoE 802.3at podržava opremu do 30 W

Pasivni PoE

PoE 802.3 af/at ima inteligentne upravljačke krugove za napajanje uređaja naponom: prije napajanja PoE uređaja standardni izvor af/at pregovara s njim kako bi se izbjeglo oštećenje uređaja. Passiv PoE je puno jeftiniji od prva dva standarda, napajanje se izravno dovodi u uređaj preko slobodnih parica mrežnog kabela bez ikakve koordinacije.

Obilježja standarda

PoE 802.3af standard podržava većina jeftinih IP kamera, IP telefona i pristupnih točaka.

PoE 802.3at standard je prisutan kod skupljih modela IP kamera za video nadzor, gdje nije moguće zadovoljiti 15,4 W. U tom slučaju i IP videokamera i PoE izvor (sklopka) moraju podržavati ovaj standard.

Produžni utori. Prekidači mogu imati dodatne utore za proširenje. Najčešći su SFP moduli ( Mali oblik priključni). Modularni, kompaktni primopredajnici koji se koriste za prijenos podataka u telekomunikacijskom okruženju.

SFP moduli umeću se u slobodan SFP priključak usmjerivača, preklopnika, multipleksera ili pretvarača medija. Iako SFP Ethernet moduli postoje, najčešći suModuli s optičkim vlaknima koriste se za povezivanje glavnog kanala pri prijenosu podataka na velike udaljenosti izvan dosega Ethernet standarda. SFP moduli se biraju ovisno o udaljenosti i brzini prijenosa podataka. Najčešći su dual-fiber SFP moduli, koji koriste jedno vlakno za primanje, a drugo za prijenos podataka. Međutim, WDM tehnologija omogućuje prijenos podataka na različitim valnim duljinama preko jednog optičkog kabela.

SFP moduli su:

• SX - 850 nm koristi se s višemodnim optičkim kabelom na udaljenostima do 550 m
• LX - 1310 nm koristi se s obje vrste optičkog kabela (SM i MM) na udaljenosti do 10 km
• BX - 1310/1550 nm koristi se s obje vrste optičkog kabela (SM i MM) na udaljenosti do 10 km
• XD - 1550 nm koristi se s single mode kabelom do 40 km, ZX do 80 km, EZ ili EZX do 120 km i DWDM

Sam SFP standard predviđa prijenos podataka brzinom od 1 Gbit/s, odnosno brzinom od 100 Mbit/s. Za brži prijenos podataka razvijeni su SFP+ moduli:

• SFP+ prijenos podataka pri 10 Gbps
• XFP prijenos podataka pri 10 Gbps
• QSFP+ prijenos podataka pri 40 Gbps
• CFP prijenos podataka pri 100 Gbps

Međutim, pri većim brzinama signali se obrađuju na visoke frekvencije. To zahtijeva veću disipaciju topline i, sukladno tome, veće dimenzije. Stoga je zapravo SFP oblik još uvijek sačuvan samo u SFP+ modulima.

Zaključak

Mnogi su se čitatelji vjerojatno susreli neupravljane sklopke i jeftine upravljane sklopke druge razine u malim lokalnim mrežama. Ipak, odabir preklopnika za izgradnju većih i tehnički složenijih lokalnih mreža najbolje je prepustiti profesionalcima.

Safe Kuban koristi preklopnike sljedećih marki prilikom instaliranja lokalnih mreža:

Profesionalno rješenje:

Cisco

Qtech

Proračunsko rješenje

D-Link

Tp-Link

Tenda

Safe Kuban provodi instalaciju, puštanje u rad i održavanje lokalnih mreža u Krasnodaru i na jugu Rusije.

U velikoj većini domaćih lokalnih mreža iz aktivna oprema korišten samo bežični ruter. Međutim, u slučaju da trebate više od četiri žičane veze morat ćete dodati mrežni preklopnik (iako danas postoje usmjerivači sa sedam ili osam priključaka za klijente). Drugi uobičajeni razlog za kupnju ove opreme je praktičnije mrežno ožičenje. Na primjer, možete instalirati prekidač u blizini televizora, spojiti jedan kabel s usmjerivača na njega i spojiti sam televizor, media player, na druge priključke, igraća konzola i druge opreme.

Najjednostavniji modeli mrežnih sklopki imaju samo nekoliko ključne karakteristike— broj priključaka i njihovu brzinu. A uzimajući u obzir suvremene zahtjeve i razvoj baze elemenata, možemo reći da ako cilj uštede po svaku cijenu ili neki specifični zahtjevi nisu cilj, vrijedi kupiti modele s gigabitnim priključcima. Danas se naravno koriste FastEthernet mreže brzine 100 Mbps, no malo je vjerojatno da će se njihovi korisnici susresti s problemom nedostatka portova na ruteru. Iako je, naravno, i to moguće, ako se prisjetite proizvoda nekih poznatih proizvođača s jednim ili dva priključka za lokalnu mrežu. Štoviše, ovdje bi bilo prikladno koristiti gigabitni preklopnik kako bi se povećala izvedba cijele ožičene lokalne mreže.

Osim toga, pri odabiru također možete uzeti u obzir marku, materijal i dizajn kućišta, implementaciju napajanja (vanjski ili unutarnji), prisutnost i položaj indikatora i druge parametre. Začudo, karakteristika brzine rada, koja je poznata mnogim drugim uređajima, u ovom slučaju nema praktički nikakvog smisla, kao što je nedavno objavljeno. U testovima prijenosa podataka modeli potpuno različitih kategorija i cijena pokazuju iste rezultate.

U ovom smo članku odlučili ukratko govoriti o tome što može biti zanimljivo i korisno u "pravim" prekidačima razine 2. Naravno, ovaj materijal ne pretendira biti najdetaljniji i najdublji prikaz teme, ali, nadamo se, bit će koristan onima koji se suočavaju s ozbiljnijim zadacima ili zahtjevima pri izgradnji svoje lokalne mreže u stanu, kuću ili ured nego instaliranje usmjerivača i postavljanje Wi-Fi-ja. Osim toga, mnoge će teme biti predstavljene u pojednostavljenom formatu, odražavajući samo glavne točke u zanimljivoj i raznolikoj temi mrežnog paketnog komutiranja.

Prethodni članci u seriji “Izgradnja kućne mreže” dostupni su na sljedećim poveznicama:

Osim, korisne informacije o izgradnji mreža dostupan je u ovom pododjeljku.

Teorija

Prvo, prisjetimo se kako radi "obična" mrežna sklopka.

Ova "kutija" je malih dimenzija, ima nekoliko RJ45 priključaka za spajanje mrežnih kabela, skup indikatora i ulaz za napajanje. Radi prema algoritmima koje je programirao proizvođač i nema korisnički dostupne postavke. Koristi se princip "spojite kabele - uključite struju - radi". Svaki uređaj (točnije njegov mrežni adapter) u lokalnoj mreži ima jedinstvenu adresu - MAC adresu. Sastoji se od šest bajtova i zapisan je u formatu "AA:BB:CC:DD:EE:FF" sa heksadecimalnim znamenkama. Možete ga prepoznati programski ili pogledajte informacijski znak. Formalno se smatra da je ovu adresu izdao proizvođač u fazi proizvodnje i jedinstvena je. Ali u nekim slučajevima to nije slučaj (jedinstvenost je potrebna samo unutar segmenta lokalne mreže, a promjena adrese može se lako izvesti u mnogim operativnim sustavima). Usput, prva tri bajta ponekad mogu otkriti ime tvorca čipa ili čak cijelog uređaja.

Ako za globalna mreža(osobito Internet), adresiranje uređaja i obrada paketa provodi se na razini IP adresa, a zatim se u svakom pojedinom segmentu lokalne mreže za to koriste MAC adrese. Svi uređaji na istoj lokalnoj mreži moraju imati različite MAC adrese. Ako to nije slučaj, bit će problema s isporukom mrežnih paketa i radom mreže. Štoviše, ova niska razina razmjene informacija implementirana je unutar mrežnih skupova operacijskog sustava i korisnik ne treba s njime komunicirati. Možda u stvarnosti postoji doslovno nekoliko uobičajenih situacija u kojima se može koristiti MAC adresa. Na primjer, kada mijenjate usmjerivač na novom uređaju, navedite istu MAC adresu WAN priključka koja je bila na starom. Druga opcija je omogućiti filtre MAC adresa na usmjerivaču za blokiranje pristupa Internetu ili Wi-Fi-ju.

Obični mrežni preklopnik omogućuje vam kombiniranje nekoliko klijenata za razmjenu mrežnog prometa između njih. Štoviše, ne samo jedno računalo ili drugi klijentski uređaj može biti spojen na svaki port, već i drugi preklopnik sa svojim vlastitim klijentima. Ugrubo, dijagram rada preklopnika izgleda ovako: kada paket stigne na port, on pamti MAC pošiljatelja i upisuje ga u tablicu “klijenata na ovom fizičkom portu”, adresa primatelja se provjerava u odnosu na druge slične tablice, i ako je je u jednom od njih, paket se šalje na odgovarajući fizički port. Dodatno, osigurani su algoritmi za uklanjanje petlji, traženje novih uređaja, provjeru je li uređaj promijenio priključak i drugo. Za implementaciju ove sheme nije potrebna složena logika; sve radi na prilično jednostavnim i jeftinim procesorima, tako da, kao što smo rekli gore, čak i niskobudžetni modeli mogu pokazati maksimalne brzine.

Upravljani ili ponekad nazvani "pametni" prekidači mnogo su složeniji. Oni mogu koristiti više informacija iz mrežnih paketa za implementaciju složenijih algoritama za njihovu obradu. Neke od ovih tehnologija mogu biti korisne i za “high-end” ili zahtjevnije kućne korisnike, kao i za rješavanje nekih posebnih zadataka.

Prekidači druge razine (razina 2, sloj podatkovne veze) sposobni su uzeti u obzir, prilikom prebacivanja paketa, informacije sadržane unutar određenih polja mrežnih paketa, posebno VLAN, QoS, multicast i neke druge. Ovo je opcija o kojoj ćemo govoriti u ovom članku. Složeniji modeli treće razine (Razina 3) već se mogu smatrati usmjerivačima, budući da rade s IP adresama i rade s protokolima treće razine (osobito RIP i OSPF).

Imajte na umu da ne postoji jedinstveni univerzalni i standardni skup mogućnosti za upravljane sklopke. Svaki proizvođač kreira vlastitu liniju proizvoda na temelju svog razumijevanja zahtjeva potrošača. Stoga je u svakom slučaju vrijedno obratiti pozornost na specifikacije određenog proizvoda i njihovu usklađenost s postavljenim zadacima. Ne o "alternativnom" firmwareu s više široke mogućnosti ovdje, naravno, nema pitanja.

Kao primjer koristimo Zyxel uređaj GS2200-8HP. Ovaj model je već dugo na tržištu, ali je sasvim prikladan za ovaj članak. Suvremeni proizvodi Zyxela u ovom segmentu općenito pružaju slične mogućnosti. Konkretno, trenutni uređaj iste konfiguracije nudi se pod brojem artikla GS2210-8HP.

Zyxel GS2200-8HP je upravljani gigabitni preklopnik s osam priključaka (verzija s 24 priključka dostupna u seriji) razine 2 koja također uključuje PoE podršku i kombinirane priključke RJ45/SFP, kao i neke značajke prebacivanja više razine.

Što se tiče formata, može se nazvati stolnim modelom, ali paket uključuje dodatni hardver za montažu za ugradnju u standardni 19″ rack. Tijelo je izrađeno od metala. Na desnoj strani vidimo ventilacijsku rešetku, a na suprotnoj strani su dva mala ventilatora. Straga se nalazi samo ulaz za mrežni kabel za ugrađeno napajanje.

Svi priključci, tradicionalno za takvu opremu, izvedeni su s prednje strane radi lakšeg korištenja u policama s patch panelima. S lijeve strane nalazi se umetak s logotipom proizvođača i osvijetljenim nazivom uređaja. Sljedeći su indikatori - napajanje, sustav, alarm, status/aktivnost i LED za napajanje za svaki priključak.

Zatim se postavlja osam glavnih mrežnih konektora, a nakon njih dva RJ45 i dva SFP-a koji ih dupliciraju s vlastitim indikatorima. Takva rješenja su druga karakteristična značajka sličnih uređaja. Tipično, SFP se koristi za povezivanje optičkih komunikacijskih linija. Njihova glavna razlika od uobičajenog upletenog para je sposobnost značajnog rada velike udaljenosti- do nekoliko desetaka kilometara.

Zbog činjenice da se ovdje mogu koristiti različiti tipovi fizičke linije, SFP standardni priključci ugrađeni su izravno u preklopnik u koji je potrebno dodatno ugraditi posebne primopredajne module i na njih spojiti optičke kabele. Pritom se dobiveni portovi po svojim mogućnostima ne razlikuju od ostalih, naravno, osim nedostatka PoE podrške. Također se mogu koristiti u načinu spajanja portova, scenarijima s VLAN-ovima i drugim tehnologijama.

Završava opis konzole serijski priključak. Služi za servisiranje i druge poslove. Posebno napominjemo da je običaj za kućna oprema Ovdje nema gumba za resetiranje. U teškim slučajevima gubitka kontrole, morat ćete se spojiti putem serijskog porta i ponovno učitati cijelu konfiguracijsku datoteku u načinu rada za ispravljanje pogrešaka.

Rješenje podržava administraciju putem weba i naredbenog retka, ažuriranje firmvera, 802.1x protokol za zaštitu od neovlaštenih veza, SNMP za integraciju u sustave za nadzor, pakete veličine do 9216 bajtova (Jumbo Frames) za povećanje performansi mreže, drugo- usluge prebacivanja slojeva, mogućnosti slaganja radi lakše administracije.

Od osam glavnih priključaka, polovica podržava PoE+ s do 30 W po priključku, a preostala četiri podržavaju PoE s 15,4 W. Maksimalna potrošnja energije je 230 W, od čega do 180 W može biti isporučeno preko PoE.

Elektronička verzija korisničkog priručnika ima više od tri stotine stranica. Dakle, funkcije opisane u ovom članku predstavljaju samo mali dio mogućnosti ovog uređaja.

Upravljanje i kontrola

Za razliku od jednostavnih mrežnih preklopnika, “pametni” imaju alate za daljinsko konfiguriranje. Njihovu ulogu najčešće igra poznato Web sučelje, a za “prave administratore” omogućen je pristup naredbenom retku s vlastitim sučeljem putem telneta ili ssh-a. Sličan redak za naredbe može se dobiti vezom na serijski port na preklopniku. Osim navike, rad sa naredbeni redak ima prednost prikladne automatizacije pomoću skripti. Tu je i podrška FTP protokol, koji vam omogućuje brzo preuzimanje novih firmware datoteka i upravljanje konfiguracijama.

Na primjer, možete provjeriti status veza, upravljati priključcima i načinima rada, dopustiti ili zabraniti pristup i tako dalje. Osim toga, ova je opcija manje zahtjevna za propusnost (zahtijeva manje prometa) i opremu koja se koristi za pristup. Ali na snimkama zaslona, ​​naravno, web sučelje izgleda ljepše, pa ćemo ga u ovom članku koristiti za ilustracije. Sigurnost osigurava tradicionalno administratorsko korisničko ime/lozinka, postoji podrška za HTTPS, a također možete konfigurirati dodatna ograničenja pristupa za upravljanje prekidačem.

Imajte na umu da, za razliku od mnogih kućnih uređaja, sučelje ima eksplicitnu tipku za spremanje trenutne konfiguracije prekidača u njegovu trajnu memoriju. Također na mnogim stranicama možete koristiti gumb Pomoć za pozivanje kontekstualne pomoći.

Druga opcija za praćenje rada preklopnika je korištenje SNMP protokola. Pomoću specijaliziranih programa možete dobiti informacije o statusu hardvera uređaja, poput temperature ili gubitka veze na portu. Za velike projekte implementacija će biti korisna poseban režim upravljanje više preklopnika (cluster preklopnika) iz jednog sučelja - Cluster Management.

Minimalni početni koraci za pokretanje uređaja obično uključuju ažuriranje firmvera, promjenu administratorske lozinke i konfiguriranje vlastite IP adrese preklopnika.

Osim toga, obično je vrijedno obratiti pozornost na opcije kao što su naziv mreže, sinkronizacija ugrađenog sata, slanje dnevnika događaja na vanjski poslužitelj (na primjer, Syslog).

Prilikom planiranja mrežnog rasporeda i postavki sklopke, preporuča se unaprijed izračunati i razmisliti o svim točkama, budući da uređaj nema ugrađene kontrole za blokiranje i kontradikcije. Na primjer, ako "zaboravite" da ste prethodno konfigurirali agregaciju portova, tada se VLAN-ovi s njihovim sudjelovanjem mogu ponašati potpuno drugačije nego što je potrebno. Da ne govorimo o mogućnosti gubitka veze sa switchem, što je posebno neugodno kod spajanja na daljinu.

Jedna od osnovnih "pametnih" funkcija preklopnika je podrška za tehnologije agregacije mrežnih portova. Također se za ovu tehnologiju koriste izrazi kao što su trunking, bonding i teaming. U ovom slučaju, klijenti ili drugi prekidači povezani su s ovim prekidačem ne s jednim kabelom, već s nekoliko odjednom. Naravno, za to je potrebno imati nekoliko mrežnih kartica na računalu. Mrežne kartice mogu biti zasebne ili izrađene u obliku jedne kartice za proširenje s nekoliko priključaka. Obično u ovom scenariju govorimo o dvije ili četiri veze. Glavni zadaci koji se rješavaju na ovaj način su povećanje brzine Mrežna veza te povećanje njegove pouzdanosti (dupliciranje). Prekidač može podržavati nekoliko takvih veza odjednom, ovisno o hardverskoj konfiguraciji, posebice o broju fizičkih priključaka i snazi ​​procesora. Jedna od mogućnosti je povezivanje para prekidača pomoću ove sheme, što će se povećati ukupna izvedba mreže i eliminirati uska grla.

Za implementaciju sheme, preporučljivo je koristiti mrežne kartice koje izričito podržavaju ovu tehnologiju. Ali općenito, implementacija agregacije portova može se izvršiti na razini softvera. Ova tehnologija se najčešće implementira preko otvorenog LACP/802.3ad protokola koji se koristi za praćenje statusa poveznica i upravljanje njima. Ali postoje i privatne mogućnosti pojedinačnih dobavljača.

Na razini operacijski sustav klijentima, nakon odgovarajuće konfiguracije, obično se jednostavno pojavi novo standardno mrežno sučelje koje ima svoje MAC i IP adrese, tako da sve aplikacije mogu raditi s njim bez ikakvih posebnih radnji.

Tolerancija na pogreške osigurana je višestrukim fizičkim vezama između uređaja. Ako veza ne uspije, promet se automatski preusmjerava duž preostalih veza. Nakon što se linija obnovi, ponovno će početi raditi.

Što se tiče povećanja brzine, ovdje je situacija malo kompliciranija. Formalno, možemo pretpostaviti da se produktivnost umnožava prema broju korištenih linija. Međutim, stvarno povećanje brzine prijenosa i prijema podataka ovisi o specifičnim zadacima i aplikacijama. Konkretno, ako govorimo o tako jednostavnom i uobičajenom zadatku kao što je čitanje datoteka s mrežnog uređaja za pohranu na računalu, tada neće dobiti ništa od kombiniranja portova, čak i ako su oba uređaja povezana s preklopnikom s nekoliko veza. Ali ako je spajanje priključaka konfigurirano na mrežnom uređaju za pohranu i nekoliko "običnih" klijenata mu istovremeno pristupa, tada će ova opcija već dobiti značajan dobitak u ukupnoj izvedbi.

U članku su navedeni neki primjeri korištenja i rezultati ispitivanja. Dakle, možemo reći da će korištenje tehnologija konsolidacije luka kod kuće biti korisno samo ako ih ima nekoliko brze klijente i poslužitelja, kao i prilično veliko opterećenje mreže.

Postavljanje agregacije portova na preklopniku obično je jednostavno. Konkretno, na Zyxel GS2200-8HP potrebni parametri nalaze se u izborniku Advanced Application - Link Aggregation. Ukupno ovaj model podržava do osam grupa. Nema ograničenja u sastavu grupa - možete koristiti bilo koji fizički port u bilo kojoj grupi. Prekidač podržava i statički port trunking i LACP.

Na stranici statusa možete provjeriti trenutne zadatke po grupama.

Na stranici s postavkama navedene su aktivne grupe i njihova vrsta (koja se koristi za odabir sheme distribucije paketa preko fizičkih veza), kao i dodjela portova potrebnim grupama.

Ako je potrebno, omogućite LACP za potrebne grupe na trećoj stranici.

Zatim trebate konfigurirati slične postavke na uređaju s druge strane veze. Konkretno, na QNAP mrežnom pogonu to se radi na sljedeći način - idite na mrežne postavke, odaberite priključke i vrstu njihove veze.

Nakon toga možete provjeriti status portova na preklopniku i procijeniti učinkovitost rješenja u vašim zadacima.

VLAN

U tipičnoj konfiguraciji lokalne mreže, mrežni paketi koji "šetaju" kroz nju koriste zajedničko fizičko okruženje, poput tokova ljudi na stanicama za prijenos podzemne željeznice. Naravno, prekidači, u određenom smislu, sprječavaju "strane" pakete da dođu do vašeg sučelja. Mrežna kartica međutim, neki paketi, poput emitiranja, mogu prodrijeti u bilo koji kut mreže. Unatoč jednostavnosti i velikoj brzini ove sheme, postoje situacije kada iz nekog razloga trebate razdvojiti određene vrste prometa. To može biti zbog sigurnosnih zahtjeva ili potrebe za ispunjavanjem zahtjeva performansi ili prioriteta.

Naravno, ovi se problemi mogu riješiti stvaranjem zasebnog segmenta fizičke mreže – s vlastitim preklopnicima i kabelima. Ali to nije uvijek moguće provesti. Tu može dobro doći tehnologija VLAN (Virtual Local Area Network) – logička ili virtualna lokalna računalna mreža. Također se može nazivati ​​802.1q.

U gruboj procjeni, rad ove tehnologije može se opisati kao korištenje dodatnih "oznaka" za svaki mrežni paket kada se obrađuje u preklopniku i na krajnjem uređaju. U tom slučaju razmjena podataka radi samo unutar grupe uređaja s istim VLAN-om. Budući da ne koristi sva oprema VLAN-ove, shema također koristi operacije kao što su dodavanje i uklanjanje oznaka iz mrežnog paketa dok prolazi kroz preklopnik. Sukladno tome, dodaje se kada se paket primi s "običnog" fizičkog porta za slanje kroz VLAN mrežu, a uklanja kada je potrebno prenijeti paket s VLAN mreže na "regularni" port.

Kao primjer korištenja ove tehnologije možemo se prisjetiti multiservisnog povezivanja operatera - kada putem jednog kabela dobivate pristup internetu, IPTV-u i telefoniji. Ovo se prije nalazilo u ADSL vezama, a danas se koristi u GPON-u.

Dotični preklopnik podržava pojednostavljeni način rada “Port-based VLAN”, kada se podjela na virtualne mreže provodi na razini fizičkih portova. Ova je shema manje fleksibilna od 802.1q, ali može biti prikladna u nekim konfiguracijama. Imajte na umu da je ovaj način rada međusobno isključiv s 802.1q, a za odabir postoji odgovarajuća stavka u web sučelju.

Za izradu VLAN-a prema standardu 802.1q, na stranici Advanced Applications - VLAN - Static VLAN navedite naziv virtualne mreže, njezin identifikator, a zatim odaberite uključene priključke i njihove parametre. Na primjer, kada povezujete obične klijente, vrijedi ukloniti VLAN oznake iz paketa koji su im poslani.

Ovisno o tome je li ovo veza klijenta ili veza prekidača, trebate konfigurirati potrebne opcije na stranici Napredne aplikacije - VLAN - Postavke VLAN priključka. To se posebno odnosi na dodavanje oznaka paketima koji stižu na ulaz porta, dopuštanje paketima bez oznaka ili s drugim identifikatorima da se emitiraju kroz port, te izoliranje virtualne mreže.

Kontrola pristupa i autentifikacija

Ethernet tehnologija u početku nije podržavala kontrolu pristupa fizičkom mediju. Dovoljno je bilo uključiti uređaj u port preklopnika - i počeo je raditi kao dio lokalne mreže. U mnogim slučajevima to je dovoljno jer sigurnost osigurava složenost izravne fizičke veze s mrežom. Ali danas su se zahtjevi za mrežnu infrastrukturu značajno promijenili i implementacija 802.1x protokola se sve više nalazi u mrežnoj opremi.

U ovom scenariju, prilikom spajanja na port preklopnika, klijent daje svoje podatke za provjeru autentičnosti i bez potvrde poslužitelja za kontrolu pristupa, nikakve informacije se ne razmjenjuju s mrežom. Najčešće, shema uključuje prisutnost vanjskog poslužitelja, kao što je RADIUS ili TACACS+. Korištenje 802.1x također pruža dodatne mogućnosti na kontroli umrežavanje. Ako se u standardnoj shemi možete "vezati" samo na hardverski parametar klijenta (MAC adresa), na primjer, za izdavanje IP-a, postavljanje ograničenja brzine i prava pristupa, tada će rad s korisničkim računima biti praktičniji u velikim mrežama, jer omogućuje mobilnost klijenta i druge značajke najviše razine.

Za testiranje je korišten RADIUS poslužitelj na QNAP NAS-u. Dizajniran je kao zasebno instaliran paket i ima vlastitu bazu korisnika. Sasvim je prikladan za ovaj zadatak, iako općenito ima malo mogućnosti.

Klijent je bilo računalo sa sustavom Windows 8.1. Za korištenje 802.1x na njoj potrebno je uključiti jednu uslugu i nakon toga se pojavi novi tab u svojstvima mrežne kartice.

Imajte na umu da u ovom slučaju govorimo isključivo o kontroli pristupa fizičkom portu preklopnika. Osim toga, ne zaboravite da je potrebno osigurati stalan i pouzdan pristup preklopnika RADIUS poslužitelju.

Za implementaciju ove značajke, prekidač ima dvije funkcije. Prvi, najjednostavniji, omogućuje vam da ograničite dolazni i odlazni promet na određenom fizičkom priključku.

Ovaj prekidač vam također omogućuje korištenje prioriteta za fizičke priključke. U ovom slučaju nema čvrstih ograničenja brzine, ali možete odabrati uređaje čiji će se promet prvi obrađivati.

Drugi je uključen u više opća shema s razvrstavanjem komutiranog prometa prema različitim kriterijima i samo je jedna od opcija za njegovu uporabu.

Prvo na stranici Klasifikator morate definirati pravila klasifikacije prometa. Primjenjuju kriterije razine 2 - posebno MAC adrese, au ovom modelu mogu se primijeniti i pravila razine 3 - uključujući vrstu protokola, IP adrese i brojeve portova.

Zatim, na stranici pravila pravila, navodite potrebne radnje s prometom "odabranim" prema odabranim pravilima. Ovdje su dostupne sljedeće operacije: postavljanje oznake VLAN-a, ograničavanje brzine, slanje paketa na dani port, postavljanje polja prioriteta, ispuštanje paketa. Ove funkcije omogućuju, na primjer, ograničavanje brzine razmjene podataka za klijentske podatke ili usluge.

Složenije sheme mogu koristiti polja prioriteta 802.1p u mrežnim paketima. Na primjer, možete reći prekidaču da prvi upravlja telefonskim prometom i da pregledavanju preglednika da najniži prioritet.

PoE

Druga mogućnost koja nije izravno povezana s procesom komutacije paketa jest napajanje klijentskih uređaja putem mrežnog kabela. Ovo se često koristi za povezivanje IP kamera, telefonski aparati I bežične točke pristup, što smanjuje broj žica i pojednostavljuje prebacivanje. Prilikom odabira takvog modela važno je uzeti u obzir nekoliko parametara, od kojih je glavni standard koji koristi oprema klijenta. Činjenica je da neki proizvođači koriste vlastite implementacije, koje su nekompatibilne s drugim rješenjima i mogu čak dovesti do kvara "strane" opreme. Također je vrijedno istaknuti "pasivni PoE", kada se snaga prenosi na relativno niskom naponu bez Povratne informacije i kontrolu primatelja.

Ispravnija, prikladnija i univerzalnija opcija bila bi korištenje "aktivnog PoE", koji radi prema standardima 802.3af ili 802.3at i može prenijeti do 30 W (više vrijednosti također se nalaze u novim verzijama standarda) . U ovoj shemi odašiljač i prijamnik međusobno razmjenjuju informacije i dogovaraju potrebne parametre snage, posebice potrošnju energije.

Kako bismo to testirali, na preklopnik smo spojili Axis 802.3af PoE kompatibilnu kameru. Na prednjoj ploči sklopke svijetli odgovarajući indikator napajanja za ovaj priključak. Zatim ćemo putem Web sučelja moći pratiti stanje potrošnje po portovima.

Zanimljiva je i mogućnost kontrole napajanja portova. Jer ako je kamera spojena jednim kabelom i nalazi se na teško dostupnom mjestu, da biste je ponovno pokrenuli, ako je potrebno, morat ćete odspojiti ovaj kabel ili na strani kamere ili u ormaru za ožičenje. I ovdje se bilo tko može daljinski prijaviti na switch na pristupačan način i samo poništite "napajanje" i vratite ga natrag. Osim toga, u PoE postavkama možete konfigurirati prioritetni sustav za napajanje.

Kao što smo već pisali, ključno polje mrežnih paketa u ovoj opremi je MAC adresa. Upravljani preklopnici često imaju skup usluga dizajniranih za korištenje ovih informacija.

Na primjer, model koji se razmatra podržava statičku dodjelu MAC adresa portu (obično se ova operacija događa automatski), filtriranje (blokiranje) paketa prema MAC adresama izvora ili primatelja.

Osim toga, možete ograničiti broj registracija MAC adresa klijenta na priključku preklopnika, što također možete uzeti u obzir dodatna opcija povećanje sigurnosti.

Većina mrežnih paketa sloja 3 obično je jednosmjerna - ide od jednog primatelja do jednog primatelja. Ali neke usluge koriste multicast tehnologiju, kada jedan paket ima nekoliko primatelja odjednom. Najpoznatiji primjer je IPTV. Korištenje multicasta ovdje može značajno smanjiti zahtjeve za propusnost kada je potrebno dostaviti informacije velikom broju klijenata. Na primjer, multicast od 100 TV kanala s protokom od 1 Mbit/s će zahtijevati 100 Mbit/s za bilo koji broj klijenata. Ako koristimo standardnu ​​tehnologiju, onda bi 1000 klijenata zahtijevalo 1000 Mbit/s.

Nećemo ulaziti u detalje o tome kako IGMP radi; samo ćemo napomenuti mogućnost finog podešavanja prekidača za učinkovit rad pod velikim opterećenjem ove vrste.

Složene mreže mogu koristiti posebne protokole za kontrolu putanje mrežnih paketa. Konkretno, oni omogućuju eliminaciju topoloških petlji ("petlja" paketa). Dotični switch podržava STP, RSTP i MSTP te ima fleksibilne postavke za njihov rad.

Još jedna značajka koja se traži u velikim mrežama je zaštita od situacija kao što je "broadcast storm". Ovaj koncept karakterizira značajno povećanje emitiranih paketa u mreži, blokirajući prolaz "normalnog" korisnog prometa. Najviše na jednostavan način Način za borbu protiv toga je postavljanje ograničenja na obradu određenog broja paketa u sekundi za portove preklopnika.

Dodatno, uređaj ima funkciju Onemogući pogreške. Omogućuje preklopniku da isključi portove ako otkrije prekomjerni promet usluge. To vam omogućuje da održite produktivnost i osigurate automatski oporavak kada se problem riješi.

Drugi zadatak, koji se više odnosi na sigurnosne zahtjeve, je nadzor cjelokupnog prometa. U normalni mod Prekidač implementira shemu za slanje paketa samo izravno njihovim primateljima. Nemoguće je "uhvatiti" "strani" paket na drugom portu. Za provedbu ovog zadatka koristi se tehnologija zrcaljenja porta - kontrolna oprema je spojena na odabrane portove preklopnika i sav promet iz navedenih drugih portova konfiguriran je za slanje na ovaj port.

Funkcije IP Source Guard i DHCP Snooping ARP Inspection također su usmjerene na povećanje sigurnosti. Prvi vam omogućuje konfiguriranje filtara koji uključuju MAC, IP, VLAN i broj porta kroz koji će svi paketi prolaziti. Drugi štiti DHCP protokol, treći automatski blokira neovlaštene klijente.

Zaključak

Naravno, gore opisane mogućnosti predstavljaju samo djelić mrežnih komutacijskih tehnologija koje su danas dostupne na tržištu. Pa čak i od ovoga mali popis pronaći prava primjena Ne mogu sve koristiti kućni korisnici. Možda su najčešći PoE (na primjer, za napajanje mrežnih video kamera), agregacija priključaka (u slučaju velika mreža i potreba za brzom razmjenom prometa), kontrola prometa (kako bi se osigurao rad streaming aplikacija pod velikim opterećenjem na kanalu).

Naravno, za rješavanje ovih problema uopće nije potrebno koristiti uređaje poslovne razine. Na primjer, u trgovinama možete pronaći obični preklopnik s PoE, agregacija portova također se nalazi u nekim vrhunskim usmjerivačima, određivanje prioriteta također se počinje nalaziti u nekim modelima s brzi procesori i kvalitetan softver. Ali, po našem mišljenju, mogućnost kupnje više profesionalne opreme, uključujući i na sekundarnom tržištu, također se može razmotriti za kućne mreže s povećanim zahtjevima za performanse, sigurnost i upravljivost.

Usput, zapravo postoji još jedna opcija. Kao što smo gore rekli, u svim "pametnim" prekidačima može postojati različita količina izravnog "uma". I mnogi proizvođači imaju serije proizvoda koji se dobro uklapaju u kućni proračun a istovremeno mogu pružiti mnoge od gore opisanih mogućnosti. Kao primjer možemo spomenuti Zyxel GS1900-8HP.

Ovaj model ima kompaktan metalno kućište i vanjskim napajanjem, ima osam gigabitnih portova s ​​PoE, a za konfiguraciju i upravljanje osigurano je web sučelje.

Firmware uređaja podržava agregaciju portova s ​​LACP-om, VLAN-om, ograničenjem brzine porta, 802.1x, zrcaljenjem portova i drugim funkcijama. Ali za razliku od gore opisanog "pravog upravljanog prekidača", sve se to konfigurira isključivo putem web sučelja i, ako je potrebno, čak i pomoću pomoćnika.

Naravno, ne govorimo o sličnosti ovog modela s gore opisanim uređajem u smislu njegovih mogućnosti u cjelini (konkretno, ovdje nema alata za klasifikaciju prometa i funkcija Level 3). Umjesto toga, to je jednostavno prikladnija opcija za kućnog korisnika. Slični modeli mogu se naći u katalozima drugih proizvođača.

Ovo poglavlje predstavlja tehnologije koje rade u uređajima koji se neprecizno nazivaju mostovi I sklopke. Ovdje sažete teme uključuju opća načela kanalnih uređaja, lokalne i udaljene mostove, ATM i LAN komutaciju. Sljedeća poglavlja 4. dijela, “Mostovi i sklopke,” ove knjige su detaljnije posvećena specifičnostima ovih tehnologija.

Što su mostovi i prekidači?

Mostovi i preklopnici su uređaji za podatkovnu komunikaciju koji temeljno rade na Sloju 2 referentni model OSI. Kao takvi, općenito se klasificiraju kao uređaji sloja veze.

Mostovi su postali komercijalno dostupni početkom 1980-ih. U vrijeme njihova uvođenja, mostovi su povezivali i dopuštali slanje paketa između homogenih mreža. U novije vrijeme definirano je i standardizirano i premošćivanje između različitih mreža.

Nekoliko vrsta mostova postalo je važno kao uređaji za umrežavanje. Transparentni mostovi primarno u Ethernet okruženjima, dok mostovi s prethodnim usmjeravanjem (most izvora-rute) pojavljuju prvenstveno u Token Ring okruženju. Prevoditeljski most osigurati prijevod između formata i načela prijevoza različite vrste medija (obično Token Ring i Ethernet). Konačno, transparentni mostovi s prethodnim usmjeravanjem (transparentni most izvora-rute) kombiniraju transparentne algoritme za premošćivanje prije usmjeravanja kako bi omogućili komunikaciju u mješovitim Ethernet/Token Ring okruženjima.

Danas se tehnologija komutacije pojavila kao evolutivni nasljednik rješenja za umrežavanje temeljenih na mostu. Upotreba preklopnika sada dominira aplikacijama u kojima su se u ranim projektima umrežavanja koristili mostovi. Superiorna propusnost, veća gustoća priključaka, niža cijena po priključku i veća fleksibilnost pridonijeli su pojavi preklopnika kao zamjenske tehnologije za premošćivanje i dopune tehnologiji usmjeravanja.

Pregled uređaja sloja veze

Iako mostovi i sklopke dijele većinu istih karakteristika, nekoliko značajki razlikuje ove tehnologije. Prekidači su mnogo brži jer se prebacuju u hardveru, dok se premosnici prebacuju u softveru, a također mogu povezati lokalne mreže s nejednakom propusnošću. Na primjer, 10- i 100-Mbit Ethernet lokalne mreže mogu se povezati pomoću preklopnika. Prekidači također podržavaju veću gustoću priključaka od mostova. Neki preklopnici podržavaju prespajanje, što smanjuje latenciju mreže i latenciju, dok mostovi podržavaju samo prespajanje pohranjivanja i prosljeđivanja. Naposljetku, preklopnici smanjuju kolizije na mrežnim segmentima pružanjem namjenske propusnosti za svaki mrežni segment.

Vrste mostova