Развитию сетевого взаимодействия способствует увеличение количества сайтов в сети, расширение географического охвата и рост бизнеса. Поэтому для достижения сетевого взаимодействия, включая передачу данных между локальными сетями и совместное использование сетевых ресурсов, требуется специальное соединительное оборудование. Таким образом, появился коммутатор.
Часть I. Что такое коммутатор в компьютерной сети?
Вообще говоря, коммутатор – это устройство для обмена информацией в компьютерной сети телекоммуникационной системы. Коммутатор фокусируется на физической адресации, топологии сети, проверке ошибок, последовательности кадров и управлении трафиком. Наиболее распространенным коммутатором является коммутатор Ethernet. Он может подключаться к нескольким устройствам, таким как компьютеры, беспроводные точки доступа, принтеры и серверы.
Принцип работы коммутатора:
- В соответствии с MAC-адресом источника, полученным в кадре данных, коммутатор устанавливает соответствие адреса порту коммутатора и записывает его в таблицу MAC-адресов.
- Коммутатор решает, какой порт перенаправить, сравнивая MAC-адрес назначения в кадре данных с установленным в таблице MAC-адресов.
- Если MAC-адрес назначения в кадре данных отсутствует в таблице MAC-адресов, он будет перенаправлен на все порты. Этот процесс называется переполнением.
- Широковещательные и многоадресные кадры пересылаются на все порты.
Часть II. Типы коммутаторов в компьютерной сети
❗ Прежде всего, в свете структуры ISO, коммутатор можно разделить на коммутатор второго уровня и коммутатор третьего уровня.
Коммутатор второго уровня функционирует на втором уровне канального уровня. Он способен идентифицировать MAC-адрес кадра данных, передавать в соответствии с MAC-адресом и записывать эти MAC-адреса и соответствующие порты в таблицу внутренних адресов.
Коммутатор уровня 3 работает на сетевом уровне OSI, который можно рассматривать как коммутатор уровня 2 с функциями маршрутизации уровня 3. Но это органическая комбинация, а просто добавление встроенного и программного обеспечения маршрутизаторов в коммутатор LAN.
Для более детального ознакомления вы можете обратиться к статье, рассказывающей о коммутаторах Ethernet 2-го и 3-го уровней.
❗ Во-вторых, с точки зрения различных функций коммутаторов, их можно классифицировать как управляемые коммутаторы, неуправляемые коммутаторы, коммутаторы PoE и коммутаторы LAN.
● Управляемый коммутатор
Управляемый коммутатор предназначен для обеспечения надежной работы сети. Управляемый коммутатор предоставляет различные методы управления сетью. Таким образом, оператор сети может контролировать состояние коммутатора и сети локально или удаленно.
● Неуправляемый коммутатор
В отличие от управляемых коммутаторов, неуправляемые коммутаторы не нужно настраивать. Неуправляемый коммутатор обычно используется в базовых сетевых соединениях. Например, он применяется в вашем офисе или переговорной комнате.
Мы описали разницу между управляемыми и неуправляемыми коммутаторами в этой статье: Управляемый и неуправляемый коммутатор, в чем разница?
● PoE-коммутатор
Отличие коммутатора PoE от обычного коммутатора заключается в том, что он может не только передавать данные, но и обеспечивать питание переменным током для подключенных устройств. Например, монитор может функционировать, подключившись к питанию после подключения к коммутатору, что требует наличия блока питания или кабелей вокруг монитора и занимает гораздо больше места. Кроме того, из-за затаптывания или неправильной эксплуатации может произойти короткое замыкание, возгорание и поражение электрическим током.
● Переключатель локальной сети
Коммутатор локальной сети относится к коммутации данных в коммутируемой локальной сети.
В традиционном Ethernet только один сайт может передавать данные в сеть в любое время. Другие сайты должны ждать передачи данных. Поэтому фиксированная пропускная способность общего доступа Ethernet делится между всеми сайтами и занимает случайное место. Чем больше сайтов в сети, тем меньше средняя пропускная способность, доступная каждому сайту, и тем медленнее время отклика сети.
Именно, коммутатор решает эту проблему. С помощью коммутатора локальной сети данные могут передаваться параллельно, если узлы-источники и узлы назначения не сталкиваются, что значительно повышает скорость передачи.
❗ Наконец, в соответствии со структурой сети и размещением коммутаторов, существуют коммутаторы ядра, агрегационные коммутаторы и коммутаторы доступа. Следует отметить, что они делятся на категории в соответствии с ролью, которую играет коммутатор. Например, если Ethernet-коммутатор V-SOL Layer 3 применяется на уровне агрегации, то это агрегационный коммутатор. Если он работает на уровне доступа, то это коммутатор доступа.
● Коммутатор доступа
Уровень доступа предназначен для обеспечения доступа терминальных пользователей к сети, что обуславливает низкую стоимость коммутатора доступа и высокую плотность портов. Он также отвечает за управление пользователями, например, сертификацию адресов и пользователей и сбор информации о пользователях, такой как IP-адрес, MAC-адрес и история посещений. Он распространен в жизни и широко используется в общем офисе, небольшой компьютерной комнате, мультимедийном производственном центре и т.д. Что касается скорости передачи данных, большинство современных коммутаторов доступа предоставляют несколько портов с адаптивной способностью 10M/100M/1000M.
● Агрегационный коммутатор
Агрегационный коммутатор – это точка схождения нескольких коммутаторов доступа, которая является критически важной средой. Он способствует равномерному экспорту AP, передаче и маршрутизации. По сравнению с коммутатором доступа, агрегационный коммутатор требует более высокой производительности передачи, так как он должен быть способен обрабатывать весь трафик от устройств доступа и передавать его на восходящие каналы опорного уровня. Кроме того, агрегирующий коммутатор является коммутатором уровня 3.
Коммутатор уровня агрегации является точкой агрегации нескольких коммутаторов уровня доступа. Он должен быть способен обрабатывать весь трафик от устройств уровня доступа и предоставлять восходящие каналы на опорный уровень, поэтому коммутатор уровня агрегации должен иметь высокую производительность пересылки по сравнению с коммутатором уровня доступа, который обычно является коммутатором уровня 3.
● Коммутатор ядра
Уровень ядра – это магистраль сети, которая гарантирует производительность всей сети. Коммутатор ядра является одним из основных устройств, помимо маршрутизатора, брандмауэра и других. Таким образом, требуется коммутатор ядра с более высокой надежностью, производительностью и пропускной способностью.
Часть III. Применение коммутаторов в сетевых технологиях
Здесь мы расскажем о применении коммутаторов в сетях на примере коммутаторов серии V-SOL V35XX. Все они представляют собой управляемые Ethernet-коммутаторы третьего уровня. Коммутаторы поддерживают ACL, селективный QinQ, коммутацию VLAN 1:1 и N:1, Ethernet OAM, QoS операторского уровня, кольцо Ethernet 10G промышленного уровня и т. д.
Как показано на рисунке выше, оптический Ethernet-коммутатор 3-го уровня V3528EF расположен на уровне агрегации. Он размещен в серверной комнате и подключен к серверу AC BARS, а также к коммутаторам доступа. Имеется 16GE SFP, которые точно соединяются с SFP других коммутаторов доступа, таких как V3528E и OLT, таких как V1600G1-B. RJ45 подключается к оконечным устройствам. Применение POL и FTTH аналогично тому, что мы представили ранее. Вы можете обратиться к следующим соответствующим статьям.
Обзор пассивной оптической локальной сети (POL): Преимущества и решение
Сеть FTTH: Применение GEPON Outdoor Reverse PoE ONU
Примечания:
BARS – это мост между сетью доступа и основной сетью. Это шлюз, который контролирует экспорт и импорт данных пользователей в основную сеть.
В случае применения SOHO, в качестве коммутатора доступа можно использовать сетевой коммутатор 3-го уровня V-SOL V3528E. Коммутатор имеет 24GE (RJ45) порта и 4GE/10GE (SFP+) порта. Он напрямую подключается к ПК, принтерам и маршрутизаторам.
Что касается общественных зон, таких как туннели автомагистралей, вы можете использовать управляемый коммутатор V-SOL Layer 3 PoE V3528-P. Его отличает то, что он поддерживает питание PoE, что подходит для сценариев без электричества. Он может подключаться к точкам доступа и IPC.
Если речь идет о применении на предприятии, хорошим выбором будет управляемый Ethernet-коммутатор 3-го уровня V3552E. Он имеет 48GE (RJ45) портов и 410GE/GE (SFP+) порта.
Теперь вы узнали больше о коммутаторах в компьютерной сети? Вы ищете управляемый Ethernet-коммутатор 3-го уровня? Коммутатор V-SOL – это то, что вам нужно!
