Основи мостів і комутаторів. Будуємо домашню сеть.Что розумного буває в розумних мережних комутаторах? Як працює свитч

Питання побудови локальних мереж представляються користувачам-неспеціалістам дуже складними через великого термінологічного словника. Хаби і свитчи малюються в уяві складним обладнанням, що нагадує телефонні АТС, і створення локальної домашньої мережі стає приводом для звернення до фахівців. Насправді ж не такий страшний свитч, як його назва: обидва пристрої являють собою елементарні вузли мережі, що володіють мінімальною функціональністю, які не потребують знань по установці і експлуатації і цілком доступні кожному.

визначення

хаб - мережевий концентратор, призначений для об'єднання комп'ютерів в єдину локальну мережу за допомогою підключення Ethernet-кабелів.

свитч (Switch - перемикач) - мережевий комутатор, призначений для об'єднання в локальну мережу декількох комп'ютерів через Ethernet-інтерфейс.

порівняння

Як бачимо з визначення, різниця між хабом і світче пов'язана з видом пристроїв: концентратор і комутатор. Незважаючи на одну задачу - організацію локальної мережі за допомогою Ethernet - підходять до її рішенню устрою по-різному. Хаб є простим розгалужувач, що забезпечує пряме з'єднання між клієнтами мережі. Свитч - більш "розумне" пристрій, що розподіляє пакети даних між клієнтами за результатами запитів.

Хаб, отримуючи сигнал від одного вузла, передає його всім підключеним пристроям, і прийом цілком залежить від адресата: комп'ютер повинен сам розпізнати, чи йому призначений пакет. Природно, відповідь передбачає ту ж саму схему. Сигнал втикається в усі сегменти мережі, поки не знайде той, який його прийме. Ця обставина знижує пропускну здатність мережі (і швидкість обміну даними, відповідно). Свитч, отримуючи пакет даних від комп'ютера, направляє його саме за тією адресою, який був заданий відправником, позбавляючи мережу від навантаження. Мережа, організована за допомогою комутатора, вважається більш безпечною: обмін трафіком відбувається безпосередньо між двома клієнтами, і інші не можуть обробляти сигнал, призначений не для себе. На відміну від хаба, свитч забезпечує високу пропускну здатність створеної мережі.

Хаб Logitec LAN-SW / PS

Свитч вимагає правильного налаштування мережевої карти комп'ютера-клієнта: IP адреса і маска підмережі повинні один одному відповідати (маска підмережі вказує частина IP-адреси як адреси мережі, а іншу частину - як адреси клієнта). Хаб налаштувань не вимагає, тому як працює на фізичному рівні мережевий моделі OSI, транслюючи сигнал. Свитч працює на рівні канальному, здійснюючи обмін пакетами даних. Ще одна особливість хаба - зрівняння вузлів щодо швидкості передачі даних, орієнтуючись на найнижчі показники.

Свитч COMPEX PS2208B

висновки сайт

1. Хаб - концентратор, свитч - комутатор.
2. Хаб пристрій найпростіше, свитч - більш "інтелектуальний".
3. Хаб передає сигнал всім клієнтам мережі, свитч - тільки адресату.
4. Продуктивність мережі, організованої через світч, вище.
5. Свитч забезпечує більш високий рівень безпеки передачі даних.
6. Хаб працює на фізичному рівні мережевий моделі OSI, свитч - на канальному.
7. Свитч вимагає правильного налаштування мережевих карт клієнтів мережі.

Вибір маршрутизатора, який слід використовувати, визначається інтерфейсами Ethernet, які відповідають технології комутаторів в центрі LAN. Важливо відзначити, що маршрутизатори пропонують безліч служб і функцій для LAN.

У кожної LAN є маршрутизатор, який використовується в якості шлюзу для з'єднання LAN з іншими мережами. В LAN є один або більше концентраторів або комутаторів, щоб з'єднувати кінцеві пристрої з LAN.

Маршрутизатор є основними пристроями, використовуваними, щоб з'єднувати мережі. Кожен порт на маршрутизаторі з'єднується з різною мережею і направляє пакети між мережами. Маршрутизатор можуть розбивати широкомовні домени і домени колізій.

Маршрутизатор також використовуються, щоб з'єднувати мережі, які використовують різні технології. У них можуть бути і LAN, і WAN інтерфейси.

Інтерфейси LAN маршрутизаторів дозволяють їм з'єднуватися з носіями LAN. Зазвичай це кабельні з'єднання UTP, але можуть бути додані модулі для того, щоб використовувати волоконну оптику . Залежно від серії або моделі маршрутизаторів, вони можуть мати кілька типів інтерфейсів для кабельних з'єднань WAN і LAN.

пристрої Інтрамережі

Щоб створити LAN, ми повинні вибрати відповідні пристрої, щоб з'єднати кінцеві вузли з мережею. Два найбільш поширених використовуваних пристрої - концентратори і комутатори.

концентратор

Концентратор отримує сигнал, регенерує його і відправляє на всі порти. Використання концентраторів створює логічну шину. Це означає, що LAN використовує носій в режимі мультидоступу. Порти використовують підхід спільного використання смуги пропускання, що часто призводить до зменшення продуктивності в LAN через колізії та відновлення. Хоча можна з'єднати кілька концентраторів, все одно залишиться єдиний домен колізій.

Концентратори менш дороги, ніж комутатори. Концентратор зазвичай вибирається в якості посередницького пристрої для дуже невеликої LAN, яка має низькі вимоги до пропускної здатності, або при обмежених фінансах.

комутатор

Комутатор приймає кадр і регенерує кожен біт кадру на відповідний порт призначення. Цей пристрій використовується, щоб сегментувати мережу на декілька доменів колізій. На відміну від концентратора, комутатор зменшує кількість колізій в LAN. Кожен порт на комутаторі створює окремий домен колізій. Це створює логічну топологію точка-точка для пристрою на кожному порту. Крім того, комутатор надає виділену смугу пропускання на кожному порту, що може збільшити продуктивність LAN. LAN-комутатор може також використовуватися, щоб з'єднувати сегменти мережі з різними швидкостями.

Взагалі, для підключення пристроїв до LAN вибираються комутатори. Хоча комутатор дорожчий, ніж концентратор, його поліпшена продуктивність і надійність роблять його економічно вигідним.

Є цілий спектр доступних комутаторів з безліччю функцій, які дозволяють поєднати безліч комп'ютерів в типову установку LAN підприємства.

Для створення локальної або домашньої мережі потрібні спеціальні пристрої. З цієї статті Ви дізнаєтесь трохи про них. Я постараюся пояснити якомога простіше, щоб зрозумів кожен.

призначення .

Хаб (Hub), свитч (switch) і роутер (router) призначені для створення мережі між комп'ютерами. Зрозуміло після створення ця мережа буде ще й функціонувати.

відмінність .

Що таке хаб (hub)

Хаб - це повторювач. Все що до нього підключено - буде повторюватися. На хаб дається один і тому все пов'язано.
Наприклад Ви підключили 5 комп'ютерів через Хаб. Щоб передати дані від п'ятого комп'ютера до першого, ці дані будуть проходити через всі комп'ютери в мережі. Це схоже на паралельний телефон - доступ до Ваших даних може отримати будь-який комп'ютер і Ви так само. За рахунок цього так само збільшується навантаження і розподіл. Відповідно чим більше комп'ютерів підключено, тим повільніше буде з'єднання і більше навантаження на мережу. Саме тому в наш час все менше випускають хабів і все менше ними користуються. Скоро зовсім зникнуть.

Що таке свитч (switch)?

Свитч прийшов на зміну хабу і виправляє недоліки попередника. Кожен підключений до світч має свій окремий IP адреса. Цим самим знижується навантаження на мережу і кожен комп'ютер отримає лише те, що йому потрібно і інші про це не дізнаються. Але у світча є недолік, пов'язаний з гідністю. Справа в тому, що якщо Ви хочете розділити мережу на більш ніж 2 комп'ютери, то Вам буде потрібно більше IP адрес. Зазвичай це залежить від провайдера, а він зазвичай дає тільки один IP адреса.

Що таке роутер (router)?

Роутер - його часто ще називають маршрутизатором. Чому? Та тому що він є сполучною ланкою між двома різними мережами і передає дані, грунтуючись на певному маршруті, зазначеному в його таблиці маршрутизації. Якщо виражатися дуже просто, то роутер є посередником між Вашою мережею і виходом в інтернет. Роутер виправляє всі помилки попередників і саме тому в наш час він найбільш популярний. Особливо якщо врахувати той факт, що найчастіше роутери забезпечуються Wi Fi антенами для передачі інтернету на бездротові пристрої, а так само мають можливість підключати USB модеми.

Роутер можна використовувати як окремо: ПК -\u003e роутер -\u003e інтернет, так і спільно з іншими пристроями: ПК -\u003e свитч / хаб -\u003e роутер -\u003e інтернет.

Ще однією перевагою роутера є його проста установка. Найчастіше від Вас потрібні лише мінімальні знання, щоб підключити, налаштувати мережу і вийти в інтернет.

Отже. Підведу невеликі підсумки.

Всі ці пристрої потрібні для створення мережі. Хаб і свитч не особливо відрізняються один від одного. Роутер - найпотрібніше і зручне рішення для створення мережі.

Ця глава представляє технології, що працюють в пристроях, які неточно називають мостами (bridge) і комутаторами (switch). Теми, які тут підсумовано, включають в себе узагальнені принципи роботи канальних пристроїв, локальні і віддалені мости, комутацію ATM і локальних мереж. Наступні глави Частини 4, "Мости і Комутатори", цієї книги присвячені специфіці цих технологій більш детально.

Що таке Мости і Комутатори?

Мости і комутатори це пристрої комунікації даних, які працюють принципово на Рівні 2 еталонної моделі OSI. Як такі, вони в цілому ставляться до пристроїв канального рівня.

Мости стали комерційно доступні на початку 1980-х. На момент їх введення мости з'єднували і дозволяли пересилання пакетів між гомогенними мережами. У більш недавні часи наведення мостів між різними мережами було також визначено і стандартизовано.

Деякі типи мостів стали важливі як інтермережевого пристроїв. Прозорі мости (transparent bridge) зустрічаються в першу чергу в середовищі Ethernet, тоді як мости з премаршрутізаціей (source-route bridge) з'являються в першу чергу в середовищі маркерні Кільця (Token Ring). Транслюють мости (Translational Bridge) забезпечують трансляцію між форматами і принципи транзиту різних типів середовища (зазвичай Token Ring і Ethernet). нарешті, прозорі мости з премаршрутізаціей (source-route transparent bridge) комбінують алгоритми прозорого і премаршрутізірованного мостів, щоб зробити можливими комунікації в змішаних середовищах Ethernet / Token Ring.

На сьогоднішній день технологія комутації з'явилася як еволюційний наступник інтермережевого рішень, заснованих на мостах. Застосування комутаторів зараз домінує в додатках, де в ранніх розробках мережі застосовувалися мости. Чудова пропускна продуктивність, велика щільність портів, менша вартість в перерахунку на один порт і велика гнучкість внесли свій внесок у появу комутаторів, як замінника технології для мостів і доповнення до технології маршрутизації.

Огляд Пристроїв Канального Рівня

Комутатори і мости працюють на канальному рівні, який керує потоком даних, обробляє помилки передачі, забезпечує фізичну (на противагу логічної) адресацію і розпоряджається доступом до фізичного середовища. Мости забезпечують ці функції за допомогою використання різних канальних протоколів, які диктують специфічне управління потоком, обробку помилок, адресацію і алгоритми доступу до середовища. Приклади популярних канальних протоколів включають в себе Ethernet, Token Ring і FDDI.

Мости і комутатори не є складними пристроями. Вони аналізують вхідні кадри, приймають рішення про пересилання, засновані на інформації, яка міститься в цих кадрах, і пересилають ці кадри за призначенням. У деяких випадках, таких як мости з премаршрутізаціей, весь шлях до місця призначення міститься в кожному кадрі. В інших випадках, таких як прозорі мости, кадри пересилаються за призначенням поетапно.

Прозорість по відношенню до протоколів є першочерговим перевагою як мостів, так і комутаторів. Оскільки обидва типи пристроїв оперують на канальному рівні, від них не потрібно перевіряти інформацію вищого рівня. Це означає, що вони можуть швидко пересилати потік даних, який представляє будь-якої мережевий протокол. Для моста не є незвичайним переміщати дані AppleTalk, DECnet, TCP / IP, XNS і інших протоколів між двома або більше мережами.

Мости здатні фільтрувати кадри на основі полів Рівня 2. Міст, наприклад, може бути запрограмований відкидати (Не пересилати) всі кадри, які виходять із окремо взятої мережі. Оскільки інформація канального рівня часто включає в себе посилання на протокол вищого рівня, мости зазвичай фільтрують за цим параметром. Більш того, фільтри можуть допомогти в розборі небажаних пакетів широкомовлення (broadcast) і групового (multicast) мовлення.

Шляхом ділення великих мереж на самодостатні блоки, мости і комутатори забезпечують окремі переваги. Оскільки пересилається тільки деякий відсоток потоку даних, міст або комутатор знижує потік, одержуваний пристроями у всіх підключених сегментах. Міст або комутатор буде працювати брандмауером (firewall) для деяких потенційно руйнівних мережевих помилок, і обидва вони забезпечують комунікації між великим числом пристроїв, ніж може бути підтримано однією локальною мережею, підключеної до мосту. Мости і комутатори розширюють ефективну довжину локальної мережі, дозволяючи приєднання віддалених станцій, які раніше не дозволяла приєднати дистанція.

Хоча мости і комутатори розділяють більшість характерних рис, деякі особливості відрізняють ці технології. Комутатори працюють значно швидше, оскільки коммутируют апаратно, тоді як мости коммутируют програмно, а також можуть з'єднувати локальні мережі з нерівній пропускною здатністю. Наприклад, за допомогою комутатора можуть бути з'єднані локальні мережі 10- і 100-мегабітного Ethernet. Комутаторитакож підтримують великі щільності портів, ніж мости. Деякі комутатори підтримують усічену (cut-through) комутацію, що знижує запізнювання і затримки в мережі, тоді як мости підтримують тільки пересильну (store-and-forward) комутацію. Нарешті, комутатори знижують колізії в мережевих сегментах, оскільки забезпечують виділену смугу пропускання кожному сегменту мережі.

типи мостів

Мости можуть бути згруповані за категоріями на основі різноманітних характеристик продукту. Використовуючи одну популярну схему класифікації, мости бувають або локальними, або віддаленими. локальні мости забезпечують пряме з'єднання між множинними сегментами локальної мережі на одній і тій же майданчику. віддалені мости з'єднують множинні сегменти локальної мережі на різних майданчиках, зазвичай через телекомунікаційні лінії.

Підключення інтернету в квартиру або приватний будинок завжди викликає багато запитань. Для початку ми вибираємо інтернет-провайдера, якщо є з чого вибирати. Після ми придивляємося до тарифів, а вже потім намагаємося дізнатися, чим комутатор відрізняється від маршрутизатора.

устаткування

Обидва пристрої відносяться до Вони розраховані на функціонування комп'ютерних мереж. До них відносяться не тільки комутатор і маршрутизатор, але і концентратор, патч-панель і ін. Будь-яке можна приписати до однієї з груп: активне або пасивне. Потрібно зрозуміти, в чому ж різниця між ними.

активне

Ці пристрої побудовані на електронних схемах, які отримують електричне живлення. Таке обладнання розраховане на посилення і перетворення сигналу. Основна характеристика - використання особливих алгоритмів для обробки. Що це означає?

Інтернет-мережа працює з пакетною відправкою файлів. Кожен такий набір має свої технічні параметри: сюди входять матеріали про його джерелах, метою, цілісності даних тощо. Ці показники дають можливість переносити пакети за потрібною адресою.

Активне пристрій не просто знаходить сигнал, а й обробляє ці технічні параметри. Воно спрямовує їх по потокам відповідно з вбудованими алгоритмами. Таке вміння і дає можливість апарату називатися таким.

пасивне

Ця група не отримує потрібного харчування від електричної мережі. Працює з розподілом і зниженням рівнів сигналів. До таких пристроїв сміливо можна віднести кабелі, вилку і розетку, Балун, патч-панель. Деякі сюди приписують телекомунікаційні шафи, кабельні лотки та ін.

різновид

Оскільки мережа активна переважно завдяки першій групі пристроїв, ми про неї і поговоримо. Сюди можна віднести десять апаратів різних типів. Наприклад, мережевий адаптер, який знаходиться в самому комп'ютері. Мережеве обладнання такого типу зараз зустрічається у всіх ПК і допомагає під'єднатися до ЛВС.

Сюди ж варто віднести ретрансляція. Пристрій має два порти і працює з дублікації сигналів. Таким чином допомагає збільшити розміри мережевого сегмента. Концентратор - це також активне обладнання, яке іноді називають хабом. Воно функціонує з 4-32 каналами і служить для взаємодії всіх учасників в мережі.

Ну і нарешті, ми підібралися до питання про те, чим комутатор відрізняється від маршрутизатора. Хоча крім них, є ще ретранслятор, медіаконвертер, міст і мережевий трансивер.

маршрутизатор

Отже, почнемо з цього пристрою. У народі його просто називають роутером. Служить воно для пересилання пакетів між різними сегментами мережі. При цьому керується правилами і таблицями маршрутизації. Пристрій пов'язує мережі з різною архітектурою. Щоб коректно здійснювати процес, воно вивчає типологію, визначає правила, які поставив адміністратор.

Щоб розібратися з питанням про те, чим комутатор відрізняється від маршрутизатора, важливо розуміти принципи роботи одного і другого пристрою. Так ось, маршрутизатор для початку вивчає інформацію про одержувача: дивиться його адресу та назву набору. Далі переходить в і ідентифікує шлях для передачі файлів. Якщо в таблицях немає потрібної інформації, пакети даних скидаються.

Іноді, щоб вибрати потрібний шлях, можуть використовувати і інші методи. Наприклад, вивчається адреса відправника, протоколи верхніх рівнів і всі дані, які приховані за назвою набору.

Маршрутизатор взаємодіють з трансляцією адрес, фільтрують транзитні потоки по прописаними правилами, шифрують або розшифровують отримані елементи.

комутатор

Мережевий комутатор або світч - це апарат, який взаємодіє з підключенням декількох вузлів мережі ПК. Весь процес не виходить за рамки кількох або однієї частини мережі.

Це обладнання також відноситься до групи активних. Воно функціонує на канальному рівні OSI. Оскільки спочатку світч був налаштований на роботу з мостовими параметрами, його можуть розглядати як багатопортовий міст. Щоб об'єднати кілька ліній на мережевому рівні, використовують як раз маршрутизатор.

Комутатор не владний над поширенням трафіку від одного гаджета до решти. Він передає інформацію тільки потрібній людині. Процес має хорошу продуктивність і забезпечує безпеку інтернет-мережі.

Робота комутатора полягає в тому, щоб зберігати таблицю комутації і, використовуючи її, визначати відповідності між MAC-адресами. Коли відбувається підключення обладнання, таблиця пустує і заповнюється в міру самонавчання апарату.

Файли, які потрапляють на один з портів, тут же розсилаються по інших каналах. Апарат починає досліджувати фрейми і після визначення адрес відправника тимчасово вносить інформацію в архів. Коли порт отримує кадр, адреса якого вже записаний, то він буде переданий по тому шляху, який вказаний в конфігурації.

різниця

Чим комутатор відрізняється від маршрутизатора? На перший погляд, однозначно варто сказати, що в принципах роботи криються головні відмінності цих пристроїв. Є досить цікава аналогія, яка легко пояснює різницю.

Припустимо, у нас є поштовий сервер корпорації. Співробітник відправив файл, який повинен потрапити до одержувача через внутрішню або локальну систему доставки. В цьому випадку свитч є поштовим сервером, а маршрутизатор - локальним.

Що ми маємо? Комутатор не аналізує зміст пошти та її тип. Він зберігає список всіх працівників фірми, адреси їхніх офісів. Тому його головне завдання - передати пошту конкретного адресата.

У цій всій історії маршрутизатор працює листоношею з доставки інформації людям, які працюють поза компанії. Він перевіряє вміст і може самостійно змінювати правила доставки, якщо знайдена якась додаткова інформація в листі.

Недолік маршрутизатора в порівнянні з комутатором криється в непростому і витратному адмініструванні. Фахівці, які працюють з цим обладнанням, повинні володіти величезною кількістю параметрів. При цьому конфігурація весь час повинна бути узгоджена з іншою конфігурацією в мережі.

висновки

Більшість компаній намагаються модернізувати свою мережу, тому змінюють застаріле обладнання на свитч між маршрутизаторами і мережами. Нові пристрої допомагають поліпшити продуктивність, а їх застарілі «колеги» продовжують працювати над безпекою.

Налаштування маршрутизатора і комутатора - справа непроста. Звичайному користувачеві сюди взагалі краще не лізти. Під час налаштування домашньої мережі приїжджають фахівці, які встановлюють це обладнання і паралельно його налаштовують. Процес цей непростий. Він індивідуальний для кожного провайдера і конкретної мережі.

Якщо трапляються якісь збої, то потрібно звертатися до інтернет-провайдера, оскільки якщо відбулися проблеми з налаштуванням, то без нього вам не впоратися.