Речь пойдет о коммутаторах в локальных сетях с 5-ю и 8-ю портами.

Сначала пару слов о том, чем коммутатор (switch) отличается от концентратора (HUB).

В общих выражениях различия (в пользу коммутатора) можно охарактеризовать как:

• большую пропускную способность
• большую скорость передачи информации
• большую надежность и гарантию правильности передаваемой информации
• как следствие — уменьшает загруженность всей сети или ее отдельных участков

За счет чего это достигается?

Попробуем объяснить это без специальных терминов.

Концентратор просто является устройством, куда подключаются все сетевые кабели от компьютеров, и он допускает в данный момент проход информации только от одного узла сети к другому. Причем до этого он предлагает информацию каждому узлу сети, пока не попадет на того, кто ее должен получить. Кроме того, концентратор (если есть несколько желающих получить или отправить информацию) последовательно решает кому разрешить передачу или прием информационных пакетов случайным образом, «подкидывая монетку». От этого и появляются коллизии. Все это осуществляется по одной шине с пропускной способностью 100 Mbit/sec.

Коммутатор — это устройство более «умное», и после первого включения в локальную сеть, он запоминает сетевой адрес каждого узла в специальной памяти таблицы адресов (address table). Даже маленький коммутатор запоминает от 8К до 16К (для 5-и, 8-портового) адресов узлов. Эта таблица нужна для коммутации пакетов. При запросе передачи или приема пакета от узла, коммутатор определяет адрес как передающего, так и адрес принимающего и коммутирует их друг с другом. Количество таких пар, которые не будут влиять на производительность, зависит от пропускной способности внутренней шины, Так в 5- и 8-портовых моделях фирмы TRENDware — TRENDnet TE100-S55E и S88E она составляет более 1 Gbit/sec. Это более чем в 10 раз превышает показатели шины концентратора, и даже загруженность сети в 10 раз большую, чем предельная для концентратора, клиенты сети не почувствуют, и сеть будет работать также быстро.

Есть и чисто механический (электрический) путь повысить скорость передачи данных между клиентом и коммутатором. Коммутатор умеет работать не только в одном направлении (half duplex) по сетевому кабелю, а в двух направления (full duplex). Таким образом, скорость обмена между клиентом и коммутатором возрастает до 200 Mbit/sec.

Если провести аналогию с автодорогами, то концентратор — это участок дороги всего в одну полосу, к которому сходится 5 или 8 дорог с каждой стороны. Проехать в данное время может только одна машина и только в одном направлении. Остальные стоят и сигналят — пробка.

Коммутатор — это участок дороги с двухсторонним движением по пять полос в каждую сторону для 5 или 8 входящих. При этом все полосы могут быть соединены в разных уровнях, не мешая друг другу и не пересекаясь. Поэтому по ней могут ехать одновременно 10 авто (5 пар) не замечая друг друга. По какой дороге поехали бы Вы?

Но и этим не исчерпываются преимущества коммутатора. В нем еще встроена промежуточная память, буфер обмена, в котором запоминаются те пакеты, которые предназначаются занятым в данный момент клиентам. Когда они освободятся, коммутатор сам передаст данные адресатам уже без участия передающих клиентов. Для 5- и 8-портовых коммутаторов TRENDnet буфер обмена (buffer memory) составляет 512 Kbyte и 1 MByte на устройство соответственно. Возвращаясь к аналогии с автодорогами: 0 — это транзитный склад, где автомобиль может выгрузить свой груз (пакет) и уехать, не занимая дороги и давая проехать другим.

Примерно понятно, что коммутатор позволяет прокачивать через себя гораздо больший поток информации и существенно быстрее.

А зачем и кому это нужно?

По-моему, существует несколько случаев построения сетей, при которых необходим маленький коммутатор.

1. Маленькая одноранговая сеть с большим обменом от каждого к каждому. Например, происходит обмен большими графическими файлами (чертежи, плакаты, фото и т.п.).

2. В сети есть несколько групп, в которых обмен (traffic) происходит интенсивнее, чем с другими узлами сети. Чтобы обмен активных групп не влиял на производительность всех остальных, их надо изолировать. Это как раз и делается с помощью коммутаторов. Если каждую группу объединить одним концентратором, а эти концентраторы уже подключать к коммутатору, то между группами будет проходить только то, что должно проходить между группами.

3. Если в сети есть более одного сервера или несколько узлов куда «стекается» информация: серверы, принтсерверы, интернет-серверы и т.д. Тогда, подключив их к коммутатору, Вы ускорите работу с ними как за счет скорости передачи (200MB/s full duplex), так и за счет разделения потоков (1 Gbps internal bus) и освободите сеть.

4. В некоторой степени коммутаторы можно применять и как повторители (удлинители) сети. Если с помощью двух концентраторов Вы можете построить сеть только в радиусе 205 м (для сети 100 Mbps), то, применяя 4 коммутатора, можно попытаться протянуть сеть до 500 м.

Наверняка есть еще большое количество вариантов применения.

Впрочем, при разнице в цене концентраторов и коммутаторов фирмы TRENDware, их можно применять почти везде.

Посмотрим, что может собой представлять коммутатор на примере устройств TRENDnet TE100-S55E/88E. Это небольшая металлическая коробочка 171x100x28 mm, с выносным блоком питания 220V и панелью разъемов с обратной стороны. На лицевой панели размещены светодиоды индикации питания, режима работы на скорости 10/100 Mbps, collision/fullduplex, индикатор подсоединения/активности (link/activity).

Для тех, кто не любит коробочек и выносных блоков питания (и унести тоже сложнее) выпускается внутренний коммутатор TE100-S4PCI, который также позволяет объединить в сеть до 5-и устройств. Причем, вместо коробочки и блока питания, Вы за ту же цену получаете сетевой адаптер в который и встроен коммутатор.

Когда эти строки выйдут из печати уже будет доступен еще один «меленький» коммутатор на 16 портов.

При необходимости соединить несколько компьютеров между собой, или обеспечить доступом в интернет определенное количество устройств возникает вопрос относящийся к выбору железок для постройки домашней сети. Для этого необходимо использовать специальное сетевое оборудование. Бывают различные девайсы и у каждого свое предназначение и функции, и сегодня мы рассмотрим самые распространенные устройства, использующиеся в домашних или SOHO (Small-Office-Home-Office) сетях.

Хаб (Hub )

Хаб дословно означает центр, или узел деятельности, который объединяет подключенные устройства в одну сеть. Сетевой концентратор имеет несколько разъемов, в которые посредством витой пары подключаются абоненты. Принцип работы довольно простой и устаревший. Хаб имеет один ip адресс и распределяет информацию между всеми подключенными компьютерами одинаково, потому, все устройства, подключенные к сети постоянно принимают пакеты данных, даже если они не предназначенные им. Следовательно, чем больше компьютеров подключено к сети, тем меньше скорость соединения. В наше время необходимость в использовании хабов постепенно отпадает, на смену им приходят коммутаторы или свитчи.

Что из себя представляет свитч (switch)

Задача свитча такая же как у хаба - объединить в сеть определенное количество абонентов.

Вот только в этом плане сетевой коммутатор более продвинутый, здесь учтены недостатки хаба, и свитчи имеют абсолютно другой способ передачи данных. Таким образом, когда один компьютер обращается к другому, свитч сам определяет, кому предназначается информация и передает ее конкретно получателю, не затрагивая и не нагружая тем самым остальные компьютеры. Следовательно, скорость соединения и производительность гораздо выше, чем у сети, построенной с помощью хаба. Единственный минус в том, что для каждого абонента требуется свой ip адрес, а большинство провайдеров предоставляют всего один.

Еще одно устройство для создания сети - роутер (router )

Чаще всего современными специалистами для соединения нескольких компьютеров в сеть используется свитч. Что это такое и как работает, системные администраторы обычно не объясняют, так как оборудование находится в их компетенции, однако на самом деле лучше всего заранее объяснять пользователям, с каким оборудованием им предстоит работать.

Что это такое?

Сетевой коммутатор (или же, как его принято чаще называть на сегодняшний день, свитч) - что это такое? Это специализированный прибор, который используется для объединения ряда полностью независимых узлов в сети, а также для соединения нескольких объектов. При использовании такого устройства обеспечивается возможность передачи трафика от одного подключенного компьютера к другому, при этом сам свитч определяет, какому конкретному пользователю предназначается запрашиваемая или направленная информация, после чего данные отправляются по заданному направлению.

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.

Что применяют провайдеры?

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.

Как работают такие устройства?

В памяти устройства присутствует специализированная таблица коммутации, в которой находится полный список существующих MAC-адресов. Таблица в дальнейшем будет заполняться в процессе эксплуатации оборудования, так как устройство постоянно анализирует адрес отправителя. Передача данных в соответствующий порт будет осуществляться только после того как интернет-свитч определит, что адрес станции находится в таблице. На данный момент эта технология является самым оптимальным вариантом для обеспечения стабильной и безопасной работы различных сетей. Именно поэтому такой принцип на сегодняшний день используется абсолютно всеми современными коммутаторами, включая также зарекомендовавший себя свитч D-Link.

Какими они бывают?

Существует три основных варианта коммутации, от использования которых непосредственно зависит то, насколько долго придется ждать ответа от оборудования, а также насколько надежной будет передача информации. В данном случае провайдер сам учитывает, какие именно требования к нему выдвигает пользователь, после чего выбирает наиболее актуальный способ коммутации. В частности, провайдеры руководствуются основными потребностями своей целевой аудитории, а также берут во внимание городскую инфраструктуру и, конечно же, свои возможности.

Есть коммутаторы, которые используют функцию промежуточного хранения. Такие устройства первоначально полностью считывают информацию в кадре, после чего проверяют ее на наличие ошибок и в случае их отсутствия уже перенаправляют данные в определенный порт коммутации.

Сквозной тип передачи информации характеризуется тем, что в данном случае адрес назначения - это единственное, что считывает в кадре используемый свитч. Компьютер, а также предоставленная им информация в данном случае не проверяется на ошибки, а кадр просто дальше перенаправляется в адрес назначения. За счет использования такой технологии существенно снижается время, требуемое для передачи всей информации, однако случаются и такие ситуации, когда данные просто не доходят до конечного пользователя или же доходят с определенными ошибками.

Как подключать?

Первоначально, конечно, вам нужно купить свитч, цена которого будет зависеть от того, какого производителя и характеристики вы выберете (диапазон широк - от нескольких сотен рублей до нескольких тысяч и больше). В подключении свитча нет ничего сложного:

1. Вставьте кабель, который вам прокинул провайдер, в сетевую карту основного компьютера. В дальнейшем он у вас будет использоваться в качестве главного сервера.
2. Вторая сетевая карта должна соединиться со свитчем через специализированный патч-корд.
3. После этого к устройству подсоединяются также и все остальные компьютеры.

Все, теперь компьютеры объединены физически, после чего остается только грамотная настройка оборудования.

Как настраивать?

После того как компьютеры будут соединены коммутатором, нужно правильно настроить сеть. Изначально настраивается тот компьютер, через который будет осуществляться раздача интернета остальным машинам (выбирается администратор):

1. Заходим в «Центр управления сетями» через «Панель управления».
2. Кликаем на «Изменение параметров адаптера».
3. Находим наше активное соединение и открываем его свойства.
4. Ищем вкладку «Доступ» и отмечаем тот пункт, который позволяет остальным пользователям использовать подключение к интернету через этот компьютер.
5. Зайдите в «Сеть», найдите протокол «TCP/IPv4» и откройте его свойства.
6. Введите для изначального сервера стандартный адрес: 192.168. 0.1.
7. Нажмите «Ок».

Стоит отметить, что на всех остальных компьютерах, которые также являются подключенными к свитчу, нужно будет указать IP-адрес, однако в данном случае в конце вместо «1» должна стоять любая другая цифра или же число от 2 до 250. При этом, как и в первом случае, «Маска подсети» будет заполнять полностью автоматически, но вот в пункте «Основной шлюз» нужно будет уже прописать 192. 168.0.1., выбрав его в качестве основного своего сервера. Этот пункт особенно важен, так как в противном случае компьютер просто не сможет найти сервер.

После этого настройка свитча будет закончена. Теперь интернет с одного компьютера будет раздаваться на все остальные машины, которые с ним соединены при помощи данного устройства, причем все данные будут передаваться в предельно безопасном и стабильном режиме.

Сетевой коммутатор (network switch) – это устройство, используемое в сетях передачи пакетов, предназначенное для объединения нескольких сегментов. В отличие от (router) коммутатор работает на модели , что и определяет главные различия между ними. Коммутатор не занимается расчетом маршрута для дальнейшей передачи пакетов по сети, анализируя различные факторы, как это делает . Switch только передает данные от одного порта к другому на основе содержащейся в пакете информации. Обычно признаком выбора выходного порта служит MAC-адрес устройства, к которому передаются данные. В свою очередь коммутатор в отличие от или не просто транслирует порты ко всем выходам, которые у него есть, а к одному, заранее выбранному.

Пример сети с коммутатором

Сетевые коммутаторы применяются в нескольких , но наибольшее распространение нашли в . Главной их задачей в сети является разделение сети на сегменты. Это особенно актуально в сетях с большим числом рабочих станций, т.к. чем больше оконечных устройств работают одновременно с единой средой передачи данных тем выше вероятность возникновения коллизии (одновременной передачи данных несколькими устройствами) и, следовательно, ниже эффективность работы сети. Коммутатор позволяет разбить единую сеть на несколько сегментов и увеличить число одновременно работающих устройств.

Существую управляемые и неуправляемые коммутаторы. Неуправляемые коммутаторы самонастраиваются после включения в сеть. Они анализируют MAC-адреса всех устройств, подключенных к ним и будут осуществлять коммутацию между портами на основе анализа заголовка пакета, в котором содержится MAC-адресом устройства-получателя. Управляемые коммутаторы предоставляют интерфейс для администратора, который может выполнить его настройку для работы в конкретной сети. Например, есть возможность выбора режима защиты от отказа (в случае работы в паре с резервным коммутатором), объединения нескольких портов в единое направление, настройки приоритетов и резервирования портов и мн. др. Обычно управляемые коммутаторы дороже и используются в емких сетях, с дополнительными требованиями по надежности.

Switch может быть выполнен и в виде небольшой платы на 4 порта и многополочного штатива с возможность интеграции дополнительных устройств и расширения емкости. Также в зависимости от назначения сетевой коммутатор может снабжаться автономным питанием, портами управления и резервирования, охлаждением.