Czym jest przełącznik sieciowy i jak działa?

Przełączniki sieciowe są podstawowymi komponentami sieci. Przełącznik sieciowy to inteligentne urządzenie, które ma funkcję komunikacji full-duplex communication, a dzięki zastosowaniu przełącznika sieciowego w branży można efektywnie wykorzystać ich przepustowość. Obecnie sieci są niezbędne do dostarczania rozrywki użytkownikom końcowym, wspierania biznesu, a także obsługują wszystkie rodzaje komunikacji co1TP14.

Czym jest przełącznik sieciowy?

Przełącznik sieciowy to urządzenie działające w warstwie 2 (warstwie łącza danych) modelu OSI. Router lub inne urządzenie końcowe użytkownika, które jest fizycznie połączone z portami przełącznika sieciowego, bezpośrednio wysyła pakiety do portu przełącznika sieciowego, a przełącznik sieciowy wysyła je do drugiego portu przełącznika, który jest bezpośrednio połączony z Internetem. Dzisiejszy przełącznik sieciowy działa również w warstwie 3 modelu OSI. Warstwa 3 sieci obsługuje również routing. W sieciach przełączniki są używane do łączenia większej liczby urządzeń, głównie urządzeń końcowych użytkownika, takich jak bezprzewodowy punkt dostępowy, kamery, komputery, drukarki itp. Umożliwiają również różnym urządzeniom komunikację z urządzeniami w sieci poprzez wysyłanie pakietów danych. Przełączniki występują w obu formach. Przełączniki mogą być oparte na oprogramowaniu, które obsługuje urządzenia wirtualne, a także sprzętowe, które kontrolują sieć fizyczną. Switche są bezpośrednio połączone z systemami komputerowymi, które hostują maszyny wirtualne w centrach danych. Przełączniki mogą obsługiwać duży ruch sieciowy.

Przełączniki sieciowe wykorzystują kable Ethernet w połączeniach lokalnych (LAN). Przełączniki podejmują decyzję na podstawie adresu fizycznego lub adresu mac urządzenia, a następnie wysyłają pakiet zgodnie z informacjami dostępnymi w adresie mac.

Jak działa przełącznik sieciowy?

Gdy dowolne urządzenie jest podłączone do przełącznika, przełącznik automatycznie uczy się jego adresu mac (Media Access Control). Adres Mac to fragment kodu, który jest dołączony do karty interfejsu sieciowego (NIC) urządzenia, a ta karta interfejsu sieciowego jest połączona z portem Ethernet urządzenia, a następnie Ethernet łączy się z przełącznikiem.

W sieci urządzenie fizyczne jest identyfikowane za pomocą adresu mac i na podstawie tego adresu mac urządzenie przypisuje adres IP, który jest przypisywany dynamicznie i zmienia się zgodnie z wymaganiami sieci. Każde urządzenie w sieci wysyła pakiety do siebie nawzajem w celu kommunicate ze sobą za pomocą przełącznika. Gdy jedno urządzenie wysyła pakiety do innego urządzenia, pakiet najpierw dociera do przełącznika. Następnie przełącznik sieciowy odczytuje nagłówek pakietu i na podstawie informacji zawartych w nagłówku decyduje, co zrobić z pakietem. W nagłówku pakietu przełączniki dopasowują adres mac urządzenia docelowego, a następnie wysyłają pakiet do odpowiednich portów, a następnie pakiety przechodzą do urządzenia docelowego.

Obecnie większość przełączników ma funkcję pełnego dupleksu, w której pakiety przychodzące z i wychodzące do urządzenia mają dostęp do pełnej przepustowości połączenia przełącznika. (Rozważmy dwie osoby rozmawiające przez telefon komórkowy, a nie przez walkie-talkie. Funkcjonowanie w trybie pełnego dupleksu pozwala przezwyciężyć kolizję ruchu sieciowego.

Większość przełączników sieciowych działa w warstwie 2, ale teraz wszystkie nowe przełączniki mają również funkcję działania w warstwie 3. Wszystkie przełączniki warstwy 3 obsługują Vlan (Virtual Lan), który tworzy logiczną sieć między urządzeniami sieciowymi. Gdy ruch sieciowy przenosi się z jednej podsieci do drugiej, musi przejść przez przełącznik. Ponieważ przełączniki mają wbudowane funkcje routingu, łatwiej jest im przenosić ruch z jednej podsieci do drugiej.

Koncentratory a przełączniki

Koncentrator to urządzenie, które działa jak przełącznik, ale nie jest inteligentne jak przełącznik. Koncentrator współdzieli również zasoby różnych urządzeń, które są z nim bezpośrednio połączone. Wszystkie urządzenia połączone z koncentratorem nazywane są segmentem sieci LAN.

Główna różnica między przełącznikiem a koncentratorem polega na tym, że jeśli jedno urządzenie wysyła pakiety, które są połączone z koncentratorem, wysyła pakiety do wszystkich urządzeń, które są połączone z koncentratorem. Natomiast w przełączniku pakiet jest przekazywany tylko do portu docelowego, ponieważ przełącznik poznaje nagłówek pakietu i podejmuje decyzję. Przełączniki to inteligentne urządzenia, które efektywniej wykorzystują swoje zasoby, a także przepustowość sieci.

Rodzaje przełączników

Na rynku dostępne są różne rodzaje przełączników. Liczba urządzeń, które należy podłączyć w danej lokalizacji, a także rodzaj prędkości sieci i przepustowości wymaganej dla tych urządzeń, określą rozmiar przełącznika. W biurach najczęściej używane są przełączniki od czterech do ośmiu portów, ale w dużym przemyśle stosowane są duże przełączniki, które mają 128 portów. Małe przełączniki, które mają od czterech do ośmiu portów, zmieszczą się na biurku lub można je umieścić w dowolnym miejscu, ale duże przełączniki można zamontować w szafie i najczęściej instaluje się je w centrum danych lub serwerowni.

Różne przełączniki oferują różne prędkości sieciowe. Niektóre przełączniki obsługują do 100 Mb/s na pojedynczym porcie. Przełączniki te nazywane są przełącznikami Fast Ethernet. Niektóre przełączniki obsługują prędkości do 1000 Mb/s i 10000 Mb/s. Przełączniki te nazywane są gigabitowymi przełącznikami Ethernet.

1. Przełączniki zarządzalne:

Przełączniki zarządzane są najczęściej używane w firmach, ponieważ oferują więcej funkcji i mają więcej funkcji dla specjalistów IT. Przełączniki zarządzane są konfigurowane za pomocą interfejsu command line. Przełączniki zarządzane obsługują protokół SNMP (prosty protokół zarządzania siecią), który pomaga w rozwiązywaniu problemów z siecią. Przełączniki zarządzane obsługują również Vlan i routing IP. Ponieważ przełączniki zarządzane mają więcej funkcji, koszt przełącznika zarządzanego jest również wyższy niż przełącznika niezarządzanego. Przełączniki zarządzane chronią również wszystkie rodzaje ruchu sieciowego, ponieważ przełączniki zarządzane mają lepsze zabezpieczenia niż przełączniki niezarządzane.

2. Przełączniki niezarządzane:

Przełączniki niezarządzane to najbardziej podstawowe przełączniki, które mają podstawową konfigurację. Przełączniki niezarządzane oferują tylko niektóre opcje, które użytkownicy mogą wybrać w swojej konfiguracji. Mogą mieć z góry określone wartości domyślne dla takich rzeczy jak jakość usług, ale nie można ich zmienić. Przełączniki niezarządzane mają tę zaletę, że są niedrogie, ale brak funkcji sprawia, że nie nadają się do większości zastosowań korporacyjnych.

Wnioski

Czytając ten artykuł, można lepiej zrozumieć, jak działa przełącznik sieciowy, jak łączy się z innymi urządzeniami i czym różni się od koncentratorów i innych urządzeń sieciowych. Różne przełączniki mają różne funkcje w zależności od ich ceny. Dzisiejsze przełączniki spełniają wszystkie wymagania centrum danych, a także oferują różne prędkości sieci w zależności od potrzeb.