Свитч в компьютере это

Свитч, или что такое сетевой коммутатор?

Буквально в переводе с английского термин «коммутатор» компьютера относится к устройству, используемому для создания локальной сети путем соединения нескольких компьютеров. Синоним слова переключатель — переключатель или переключатель.

Коммутатор — это своего рода мост со множеством портов, через который пакетные данные передаются определенным получателям. Коммутатор помогает оптимизировать работу сети, снижает нагрузку на нее, повышает уровень безопасности, корректирует отдельные MAC-адреса, что позволяет передавать данные быстро и эффективно.

Такие коммутаторы смогли заменить концентраторы, ранее использовавшиеся для построения компьютерных сетей. Коммутатор — это интеллектуальное устройство, которое может обрабатывать информацию, полученную на подключенных устройствах, а затем перенаправлять данные на определенный адрес. В результате производительность сети увеличивается в несколько раз и работа Интернета ускоряется.

Для чего нужны такие устройства?

Повышение уровня производительности и безопасности – вот основная цель, для которой используется свитч. Что это такое, знают далеко не все современные пользователи таких устройств, но при этом многие получают от него достаточно большую пользу, о которой даже не догадываются. Благодаря использованию такой технологии различные сетевые сегменты, которые не имеют доступа к определенной информации, лишаются возможности ее обработки или же фильтрации.

свитч d link

На сегодняшний день для провайдеров обеспечение предельно высокой степени безопасности сети, а также достижение ее стабильной работы являются особенно важными аспектами, ведь от этого непосредственно зависит доступ к интернету миллионов пользователей. Именно по этой причине для того, чтобы построить стабильно работающую сеть, современные провайдеры, включая как городских, так и компании первого уровня, используют специализированный свитч. Что это такое, в таких компаниях знает абсолютно каждый, ведь они вынуждены постоянно работать с подобным оборудованием, причем они знают не только основные принципы работы такой техники, но еще и прекрасно разбираются в том, какие именно устройства использовать в тех или иных ситуациях, а также какие особенности имеет аппаратура от тех или иных производителей.

Чаще всего современный свитч D-Link или же другой компании представляет собой управляемый коммутатор. То есть у системного администратора всегда есть возможность зайти на сетевой интерфейс установленного устройства и запрограммировать его нужным себе образом.

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.

Свитч и хаб отличия и сравнения-3

Режимы коммутации

Есть три режима, в которых свитч передаёт данные узлам-адресатам. Ключевые особенности каждого режима — степень надёжности передачи и связанное с ней время ожидания.

Первый режим называется Cut-Through — сквозной. Свитч принимает данные, считывает из них только адрес узла-получателя и без каких-либо дополнительных проверок отправляет их по назначению. Время ожидания в этом случае минимально, но возникает вероятность передачи данных с ошибками.

Второй режим называется Store and Forward — с промежуточным хранением. Коммутатор не только считывает адрес получателя, но и анализирует всю поступившую информацию с целью поиска ошибок. Лишь после этого данные передаются по назначению. Время ожидания в сравнении с предыдущим режимом увеличивается — оно необходимо свитчу для проверки.

Третий режим называется Fragment-Free — бесфрагментный, или гибридный. Он представляет собой сочетание двух описанных выше режимов. Коммутатор принимает кадр данных, считывает адрес получателя, а затем проверяет информацию на предмет ошибок, но не всю, а лишь первые 64 байта. После проверки свитч отправляет данные получателю.

Условия передачи данных непостоянны — они меняются со временем. Полезно иметь коммутатор, в котором реализована адаптивная подстройка под эти условия. В начале работы такое устройство включает сквозной режим коммутации для всех портов. Затем те порты, на которых появляется слишком много ошибок, автоматически переводятся в гибридный (бесфрагментный) режим. Наконец, если и после этого ошибок остаётся слишком много, порты переводятся в режим с промежуточным хранением данных.

В чем отличие Коммутатора (Switch) от Концентратора (Hub)

Концентратор (Hub) — это сетевое устройство, позволяющее подключать несколько компьютеров к одной сети. Концентраторы могут быть основаны на соединениях Ethernet, Firewire или USB.

Коммутатор (Switch) — устройство управления, которое включает или выключает поток электроэнергии в цепи. Он также может использоваться для маршрутизации информационных шаблонов при потоковой передаче электронных данных, передаваемых по сетям. В контексте сети коммутатор — это компьютерное сетевое устройство, которое соединяет сегменты сети.

Концентратор (Hub)	Коммутатор (Switch)
Уровень OSI	Физический: концентраторы классифицируются как устройства 1 уровня в соответствии с моделью OSI.	Канальный: сетевые коммутаторы работают на 2 уровне модели OSI.
Функционал	Для соединения сети персональных компьютеров их можно объединить через центральный концентратор.	Позволяет объединять несколько устройств, управлять портами и настройками безопасности VLAN
Форма передачи данных	Электрический сигнал или биты	Кадр (для L2 Switch) и Пакет ( для L3 switch)
Порты	4/12 портов	Коммутатор является многопортовым мостом. 24/48 портов
Тип передачи	Концентраторы всегда рассылают кадры на все порты (flooding), кроме того, с которого пришел; рассылка может быть одноадресной (unicast), многоадресной (multicast) или широковещательной (broadcast)	Первоначально широковещательная (broadcast) рассылка; затем одноадресная (unicast) и многоадресная (multicast) рассылка по мере необходимости.
Тип устройства	Пассивное устройство (без программного обеспечения)	Активное устройство (с программным обеспечением)
Used in (LAN, MAN, WAN)	LAN	LAN
Таблица сетевых адресов (MAC)	Сетевой концентратор не может узнавать или сохранять MAC-адрес.	Коммутаторы используют CAM-таблицу с доступной памятью, к которой обычно обращается ASIC (специализированные интегрированные микросхемы).
Режим передачи	Полудуплекс (Half duplex)	Полу-/полный дуплекс (Half/Full duplex)
Широковещательный домен	Концентратор имеет один широковещательный домен.	Коммутатор имеет один широковещательный домен [если не реализован VLAN]
Определение	Электронное устройство, которое соединяет множество сетевых устройств вместе, чтобы устройства могли обмениваться данными	Сетевой коммутатор — это компьютерное сетевое устройство, которое используется для соединения множества устройств в компьютерной сети. Коммутатор считается более продвинутым, чем концентратор, потому что он будет отправлять сообщения на нужный порт устройства или запрашивать информацию с него.
Скорость	10Mbps	10/100 Mbps, 1 Gbps
Адрес, используемый для передачи данных	Использует MAC-адрес	Использует MAC-адрес
Необходимо для подключения к Интернету?	Нет	Нет
Категория устройства	Не интеллектуальное устройство	Интеллектуальное устройство
Производители	Sun Systems, Oracle, Cisco	Cisco, D-link, Juniper, MikroTik
Столкновения (Collisions)	Столкновения (Collisions) обычное явления в инфраструктурах, использующих концентраторы.	В полнодуплексном коммутаторе не происходит столкновений.
Spanning-Tree	Не используется Spanning-Tree	Возможно использование множества экземпляров Spanning-Tree

Различия в производительности концентраторов и коммутаторов

Коммутатор является эффективной альтернативой концентратору. Люди, как правило, выигрывают от использования свитча, если в их домашней сети четыре или более компьютеров. Также вы невооруженным взглядом заметите разницу при использовании в своей сети приложений, которые генерируют значительный объем сетевого трафика:

таких как многопользовательские игры
обмен тяжелыми музыкальными файлами.

Технически говоря, концентраторы работают с использованием широковещательной модели, а коммутаторы — с использованием модели виртуальных каналов. Например, когда четыре компьютера подключены к концентратору, и два из этих компьютеров взаимодействуют друг с другом, концентраторы просто передают весь сетевой трафик на каждый из четырех компьютеров. Коммутаторы, с другой стороны, способны определять пункт назначения каждого отдельного элемента трафика (такого как кадр Ethernet) и выборочно пересылать данные только на один компьютер, который действительно нуждается в этом. Вырабатывая меньше сетевого трафика при доставке сообщений, коммутатор работает лучше, чем концентратор в загруженных сетях.

При добавлении в сетевой обмен дополнительные устройства вы создаете огромное количество коллизий в случае концентратора, потому как устройства не могут одновременно считывать и передавать информацию.

В следующем видео сравниваются концентраторы, коммутаторы и маршрутизаторы.

Лучшие коммутаторы на 16 портов и больше

16-ти и более -портовые коммутаторы предназначены для эксплуатации на предприятиях, в больших офисах и компаниях. Из семи претендентов мы едва смогли определиться с достойными нашего рейтинга. Промышленные свитчи отличаются разнообразием дополнительных возможностей, надёжностью и большим временем безотказной работы. Они слишком разные, чтобы сравнивать, но мы попытались.

HP 1820-24G

Управляемый 16-портовый переключатель для офисов, где важно снижение сложности эксплуатации и подготовки сети к функционированию. Благодаря интеллектуальному управлению и минимуму опций с настройкой справится любой пользователь компьютера. Оснащается 24 гигабитными портами с поддержкой PoE+ для подведения электрического питания к клиентам, к которым не проложены электрокабели. Реализована технология IGMP для мониторинга сетевого трафика. Есть пара разъёмов для оптоволоконных кабелей.

Интуитивный веб-интерфейс с настройками и расширенной панелью управления прост в использовании и освоении. Конструкция спроектирована для установки в шкаф, но может монтироваться на стену либо ставиться на ровную поверхность. Энергосберегающие технологии EEE снижают энергопотребление благодаря динамическому управлению мощностью и отключению неактивных портов. Программное обеспечение предоставит графики по расходу электричества.

Достоинства:

Пассивное охлаждение.
Беспроблемная работа на протяжении нескольких лет.
Элементарная настройка.
Три способа монтажа.

Недостатки:

Нет функции ограничения скорости по портам.

Уникальное устройство для среднего офиса с пожизненной гарантией с некоторыми ограничениями. Интеллектуальная приоритизация трафика отдаёт предпочтение протоколу VoIP и передаче видеопотоков.

Ubiquiti UniFi Switch US-16-150W

Высокопроизводительный коммутатор с 16-ю гигабитными портами и парой разъёмов для оптоволоконного кабеля по 1 Гбит каждый. PoE-разъёмы поддерживают до 150 Вт суммарной мощности для питания потребителей: принтеры, камеры. Благодаря большой площади поверхности не испытывает проблем с охлаждением. Универсальная конструкция позволяет устанавливать на стол, в стойку или закреплять вертикально. Светодиодные индикаторы подсвечиваются разными цветами в зависимости от режима работы устройства.

Совместим с фирменным программным обеспечением UniFi Controller для централизованного мониторинга и управления коммутаторами линейки UniFi. Устройства поддерживают аутентификацию 802.1X, изолированную работу клиентов и два способа маркировки VLAN. При максимальной физической нагрузке 18 Гбит устройство выдерживает до 36 Гбит, что указывает на его стабильность и работу без нагрузки.

Достоинства:

Бесшумная конструкция.
Три способа монтажа.
Стабильность функционирования.

Недостатки:

Высокая стоимость.

UniFi Switch US-16-150W адаптирован под сбор информации с видеокамер, объединение точек доступа в сеть и сегментов корпоративной сети. Двукратный запас мощности указывает на продолжительность функционирования без сбоев.

Zyxel GS1100-16

Неуправляемая модель на 16 портов с интегрированным блоком питания и пассивным охлаждением. Радиаторы делают прибор бесшумным – можно ставить в жилой комнате или посреди офиса. Энергоэффективный Ethernet следит за трафиком и, с учётом длины кабеля, динамически управляет энергопотреблением клиентов.

Несмотря на промышленную ориентацию для подключения свитча не нужен IT-специалист. Устройства подсоединяются по принципу Plug-n-Play – не нуждаются в настройке. Обладает функцией автоматического определения полярности. Для обеспечения плавности передачи потокового видео в 4K реализована приоритизация 802.1p. Индикаторы на задней панели не отображают скорость соединения.

Достоинства:

Встроенный блок питания.
Монтаж на стену.

Недостатки:

Часто виснет при температуре ниже +100C.

Бесшумный коммутатор без настройки, который может огорчить реализацией индикации – светодиоды не покажут скорость подключения конкретного клиента. При установке в узком пространстве, где плохо со свободным движением воздуха, возможен перегрев процессора.

Что такое switch и как он работает

Коммутаторы (свитчи) — это специальные переключатели, которые соединяют несколько сегментов компьютерной сети. По сути, такое устройство представляет собой многопортовый мост между всеми ПК, которые находятся в рамках локальной сети. Благодаря переключателю, можно снизить на нее нагрузку и повысить уровень безопасности.

Работа устройства заключается в передаче пакетов данных конкретному получателю. Реализуется это благодаря тому, что свитч умеет запоминать уникальные МАС-адреса, записывая их в специальную таблицу. Затем он уже знает, на какой компьютер передать ту или иную информацию.

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.

Корпоративные модели с 24–26 портами

Эти устройства — совершенно иной уровень оборудования, как правило, для профессионального использования.

Cisco SG220-26

Коммутационная система корпоративного назначения рекомендуется для установки в офисных помещениях с целью создания небольшой сети для обмена данными между задействованным оборудованием.

Прибор Cisco SG220-26 выделяется минимальным энергопотреблением в 18,6 Вт, наличием пассивной системы охлаждения без вентиляторов.

Коммутатор оборудован 26 разъемами с базовой скоростью передачи данных до 1000 Мбит/с.

Оборудование оснащено двумя SFP-разъемами. Устройство относится к категории коммутаторов управляемого типа с возможностью осуществления дополнительной настройки при необходимости.

Монтируется прибор на стойку. Соответствующие крепления присутствуют в комплекте.

Технические параметры:

скорость передачи данных — 1 Gbps;
пропускная способность — 52 Gbps;
таблица MAC-адресов — 8192 записей;
сетевые стандарты — EEE 802.3z, Jumbo Frame, IEEE 802.3az/802.3u/802.3ab/802.3x/802.1q;
вариант управления — управляемый;
габаритные размеры — 440 × 200 × 44 mm.

Преимущества

высокая скорость передачи данных;
поддержка актуальных сетевых стандартов;
тихая работа;
SFP-разъемы.

Недостатки

внушительные габариты;
сложная настройка;
отсутствие вентиляторов (может нагреваться во время работы).

Cisco SF220-24

Коммутатор Cisco SF220-24 в надежном защищенном от внешних воздействий корпусе обеспечит подключение в единую сеть компьютеров, камер наблюдения и прочих девайсов с минимальными затратами.

Представленное оборудование является коммутатором управляемого типа, его владельцы могут работать с тонкими настройками, адаптируя технику под свои задачи.

Используемый вариант коммутации — Store and forward. Данный прибор предназначен для размещения на стойке.

Блок питания интегрирован в корпус. Заявленный параметр энергопотребления составляет 9,2 Вт, на борту 26 портов с двумя SFP-разъемами.

Технические параметры:

скорость передачи данных — 100 Mbps;
пропускная способность — 8.8 Gbps;
таблица MAC-адресов — 8192 записей;
сетевые стандарты — IEEE 802.1q/802.3ad/802.1p/802.1d/802.1s, Jumbo Frame, автоопределение MDI/MDIX;
вариант управления — уровень 2;
габаритные размеры — 440 × 44 × 201 mm.

Преимущества

поддержка современных сетевых стандартов;
удобство размещения на стойке;
SFP-порты для объемного трафика;
не перегревается при максимальной загрузке.

Недостатки

высокая стоимость;
большие размеры и вес;
дизайн на любителя.

MikroTik CSS326-24G-2S+RM

Коммутационное оборудование, предназначенное для объединения множества периферийных устройств, обеспечит стабильной передачей и приемом информации между девайсами на самой высокой скорости.

Модель MikroTik CSS326-24G-2S+RM предназначена для установки на стойку, для этого в комплекте есть специальные крепления.

Коммутатор управляемого типа позволяет адаптировать параметры с учетом дальнейшего применения оборудования.

На борту устройства расположены 26 разъемов для подключения периферии, два порта SFP-типа. Пиковое энергопотребление данного устройства не превышает 9,31 Вт.

Технические параметры: