Пришлось мне немного повозиться с одной локальной сетью, самому, без программистов. То, что мне пришлось для этого усвоить, может быть полезным для всех. Посему поделюсь, цитируя удачные куски из чужих статей.
Для объединения нескольких компьютеров в одну локальную сеть можно использовать хабы и свитчи. - от английского «hub» (центр деятельности) - сетевой концентратор, через который к сети подключается несколько компьютеров посредством витой пары. Сходил в магазин за клещами для обжима. Все удовольствие 300 рублей. Провода в витой паре принято обжимать по таким цветам:
Бело-оранжевый,
- оранжевый,
- бело-зеленый,
- синий,
- бело-синий,
- зеленый,
- бело-коричневый,
- коричневый.
Можно с 3-го по 6-й цвета местами и не менять, но тогда нужно с двух сторон обжать обязательно одинаково. Просто когда придет именно мастер с телефонной станции, то он обожмет правильно, и обычно только с одной стороны. Так что делайте лучше сразу по стандарту.
Еще одно наблюдение: на картинке концы проводов зачищены. Так вот этого делать не надо, просто обрезаете ровно, вставляете в RJ-45 и все работает.
Но вернемся к сетям.
На рисунке ниже - схема с 6-портовым сетевым концентратором (Hub), к которому подключены три компьютера.
Когда какой-либо из компьютеров в сети с хабом пытается «пообщаться» с другим компьютером, он посылает сетевому концентратору определенный сигнал с данными, именуемый пакетом. Возьмем в качестве примера представленную выше схему с тремя компьютерами, пусть это будут ПК1 и ПК3. Хаб, в свою очередь, размножает пакет от ПК1, передавая его всем остальным компьютерам локальной сети, т.е. ПК2 и ПК3. Когда сигнал доходит до ПК3, которому он был предназначен, тот посылает ответ сетевому концентратору. Этот ответ хаб опять же транслирует всем компьютерам сети, пока пакет от ПК3 не дойдет до компьютера-отправителя, т.е. ПК 1.
Примерно так выглядит схема взаимодействия компьютеров в локальной сети с хабом. И в этом основной минус таких сетей - слишком много данных передается туда-сюда, хаб вынужден постоянно отправлять пакеты всем компьютерам сети, даже если нам был нужен только один определенный компьютер. А компьютеры, в свою очередь, вынуждены получать совершенно не нужные им пакеты. Поэтому в настоящее время сетевые концентраторы практически не используются. На их место пришли более умные устройства - сетевые коммутаторы, именуемые в народе просто «свитчи».
Свитч - от английского «switch» (переключатель) - сетевой коммутатор. Как и хаб, свитч предназначен для объединения множества компьютеров в одну локальную сеть. Схема ниже ничем не отличается от предыдущей, за исключением того, что вместо хаба компьютеры подключены уже к сетевому коммутатору.
Хотя на первый взгляд может показаться, что свитч очень похож на сетевой концентратор, он принципиально отличается от своего предшественника способом передачи данных между компьютерами. Получив пакет от одного компьютера, сетевой коммутатор не передает его без разбору всем остальным ПК в сети, а направляет по адресу - именно тому компьютеру, с которым необходимо установить контакт. Например, когда ПК1 отправляет пакет ПК3, свитч передает его именно этому компьютеру, не нервируя лишними данными ПК2. Ответ от ПК3 свитч также транслирует исключительно отправителю, т.е. ПК1.
Таким образом, информация в сети со свитчем передается и получается адресно. Проще говоря, два компьютера общаются между собой практически напрямую посредством сетевого коммутатора. В сети с хабом «разговор» этих двух ПК «услышали» бы все остальные компьютеры. А как быть, если всем этим компьютерам требуется предоставить выход в интернет? Тут на сцену выходит роутер.
Роутер - от английского «router» - маршрутизатор, который умеет передавать данные между различными сетями, например сетью вашего интернет провайдера и вашей домашней локальной сетью. Маршрутизатор также имеет разъемы для подключения к нему посредством кабеля других устройств, например компьютеров, модемов или сетевого коммутатора. Как вы, наверное, уже догадались, эти разъемы именуются портами.
Роутер является связующим звеном между двумя различными сетями и передает данные, основываясь на определенном маршруте, указанном в его таблице маршрутизации. Эти таблицы позволяют роутеру определить, куда следует направлять пакеты.
Для большей ясности разберем простой пример. Представьте, что одному из компьютеров домашней сети, например ПК1, потребовалось выйти в интернет. ПК1 может быть подключен к маршрутизатору напрямую либо через свитч. В любом случае, пакет от ПК1 дойдет до роутера, а тот уже отправит его в глобальную паутину. Ответ из интернета роутер передаст ПК1 напрямую либо через свитч. В результате этого нехитрого действа, мы сможем просматривать сайты, скачивать программы, общаться в чатах и пользоваться другими сервисами глобальной сети.
Схематичное изображение двух вариантов подключения домашних компьютеров к интернету через роутер вы можете увидеть ниже.
Подключение к интернету: роутер, свитч и домашние компьютеры
Подключение к интернету: роутер и домашние компьютеры
Поскольку количество компьютеров дома обычно невелико, то можно обойтись без сетевого коммутатора. Благо, большинство роутеров позволяют одновременно подключить 4, а то и 8 компьютеров к интернету. Чем больше портов у роутера, тем он дороже. Маршрутизатор может иметь дополнительные функции, например межсетевого экрана, настройки шифрования трафика в беспроводных сетях и т.п.
В компьютерных магазинах вы можете найти ADSL-роутеры, Wi-Fi роутеры и множество других моделей. ADSL-роутер подходит для подключения нескольких компьютеров к глобальной сети.
Wi-Fi роутер прекрасно впишется в вашу домашнюю сеть, если у вас кабельный интернет. При этом кабель от интернета подключается к роутеру, а домашние компьютеры смогут получать интернет уже по беспроводной сети.
Выпускаются и ADSL роутеры с поддержкой беспроводных сетей. Это означает, что кабель от телефонной розетки подключается к маршрутизатору, а он уже «раздает» интернет вашим домашним компьютерам посредством технологии Wi-Fi.
Общее подключение к интернету через роутер имеет ряд неоспоримых преимуществ:
- Нет необходимости дополнительно настраивать компьютеры и программы.
- Нет необходимости постоянно держать включенным главный компьютер, через который другие ПК сети получают интернет.
- Роутер потребляет меньше электроэнергии по сравнению с обычным ПК и его труднее взломать при грамотной настройке.
- В случае с Wi-Fi роутером вы сможете работать в интернете с любого места вашей квартиры и наконец-таки избавитесь от кучи проводов.
В этой статье мы поговорим о том, как работает коммутатор сети ethernet (switch) или мост. Это базовые знания, которыми должен обладать каждый сетевой инженер. Сетевой коммутатор локальной вычислительной сети является центральным элементом инфраструктуры. Понимание его работы является неотъемлемым навыком любого сетевого инженера.
Если у вас до сих пор не сформировались твердые знания о принципах работы данного класса сетевых устройств, то вы рано или поздно столкнетесь с неразрешимыми проблемами при устранении неполадок в вашей сети, например, широковещательный шторм.
Сетевой коммутатор (ethernet switch) - это устройство 2 уровня модели OSI, которое используется в качестве концентратора (центральной точки) для подключения других проводных устройств, работающих по технологии ethernet.
Как происходит подключение устройств?
На приведенном ниже рисунке объясняется, как устройства показано подключаются в единую сеть с общей шиной Ethernet и обмениваются друг с другом данными через коммутатор (switch) либо концентратор (hub). Устаревший на сегодняшний день тип устройств с общей шиной из-за снижения пропускной способности пропорционально количеству подключенных устройств.
Насколько дорого использовать коммутаторы в сети?
Своим появлением в 1989 году коммутатор сети ethernet switch обязан компании Kalpana (работала в Кремниевой долине в 1980 и 1990 годах и была поглощена компанией Cisco в 1994 году). Он назывался Kalpana EtherSwitch EPS-1500 и имел на борту 7 портов.
С тех пор идет активное развитие данного типа устройств и с каждым годов снижается стоимость подключения к порту.
Надежность сети при использовании коммутатора (ethernet switch)
Является вы использование коммутатора локальной вычислительной сети в качестве центрального звена сети надежным решением? Если вы сравниваете коммутируемый Ethernet с коаксиальным Ethernet, коммутатор определенно более надежен. До того, как коммутатор был изобретен, компьютеры были подключены в цепь. В конце которой подключался концевик (terminator) для поглощения сигнала. Иначе множественная пересылка сигнала сводила полезный трафик в сети к нулю.
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.
Почему коммутируемый Ethernet более надежный и эффективный?
При возникновении проблемы в coaxial-ethernet (10base2) трудно определить где ошибка. Инженеру-связисту необходимо проверить все разъемы один за другим, что требует времени. Также необходимо учесть, что из-за хрупкости коаксиального кабеля сеть часто выходит из строя.
Коаксиальный ethernet использует 2 кабеля (внутренний и внешний) для передачи и приема данных в сеть. При полудуплексной связи, компьютер не может одновременно данные принимать и отправлять. Когда сеть загружена возникают множественные коллизии при попытки одновременно вести передачу данных двумя и более станциями. Что почти гарантированно снижает скорость передачи данных в разы, нередко десятки и сотни раз..
При работе с коммутируемой сетью, если один кабель поврежден, он не будет влиять на других абонентов. Если сломается порт, пользователь может просто подключить кабель к другим работающим портам.
Что касается производительности, механизм внутри коммутатора может обеспечить полнодуплексную связь (full duplex). Поскольку вероятность возникновения коллизий в сети при правильной настройке оборудования практически сведена к нулю, то данный факт повышает производительность всей системы.
Как работает коммутатор локальной сети Ethernet?
Коммутатор локальной сети анализирует заголовок 2 уровня входящего кадра. Каждый ethernet кадр содержит 2 адреса: MAC-адрес источника и MAC-адрес назначения.
Коммутатор вместе с кадром получает MAC-адрес источника и записывает в свою таблицу коммутации напротив номера порта. Эта таблица - волшебный секрет того, как коммутатор обеспечивает полдуплексную связь.
Затем в таблице коммутации ищется MAC-адрес получателя, и принимается решение о пересылке кадров на определенный порт. Благодаря данному механизму другие сетевые устройства докальной сети не знают о кадрах соседей. Таким образом мы добиваемся работы в полнодуплексном режиме (full duplex).
Процесс пересылки кадра между компьютерами:
- Получение коммутатором на 1 порту сообщения от компьютера А с адресом назначения bbbb.bbbb.bbbb
- Проверка таблицы коммутации с целью найти порт, к которому подключен адресат с mac-адресом bbbb.bbbb.bbbb
- Такой адрес не обнаружен, рассылка запроса на все порты, кроме того, с которого пришло первоначальное сообщение
- Ответ от компьютера В компьютеру с адресом aaaa.aaaa.aaaa, так как mac-адрес сетевой карты компьютера В совпадает с заголовком кадра
- Заполнение коммутатором свой таблицы ответом от компьютера В
- Пересылка ответа от компьютера В компьютеру А
Анимация ниже более наглядно описывает процесс обмена данными между участниками сети:
Вопрос: что произойдет, когда MAC-адрес назначения отсутствует в таблице коммутации свитча, в какой порт следует пересылать он пересылает?
Ответ: в этом случае коммутатор пересылает кадр во все порты кроме, того с которого получил первоначальное сообщение; ожидая, что станция ответит на сообщение, и коммутатор обновит свою коммутационную таблицу.
Организация компьютерной сети невозможна без такого устройства как свитч или подобного ему сетевого оборудования. Существуют различные сетевые устройства, при помощи которых становится возможным формирование локальной сети, организация доступа в Интернет для нескольких компьютеров и прочие задачи сетевой коммутации. Наиболее популярные из таких устройств — это хаб, роутер и свитч. Не все знают, как настроить такого рода устройства, чтобы работа была более комфортной.
Сетевой коммутатор необходим для создания компьютерной сети.
Если роутер (маршрутизатор) служит для соединения и маршрутизации различных сетей, то хаб и свитч — для объединения различных узлов в единую сеть. Выгодное отличие свитча (коммутатора) от хаба (концентратора) в том, что в первом пакеты данных передаются строго по адресу на указанный узел, а не транслируются на все устройства сети. Таким образом, посредством свитча реализуется прямая адресная передача данных между двумя узлами сети, при этом сетевой ресурс используются максимально эффективно. По этой причине в настоящий момент концентраторы практически нигде не используются, они были вытеснены более производительными и безопасными коммутаторами.
Основы работы свитча
Рисунок 1. Схема работы свитча.
Итак, сетевой коммутатор, он же свитч или свич («switch» — переключатель), это вид сетевого оборудования, соединяющего определенное количество узлов (компьютеров) в единый сегмент вычислительной сети и осуществляющего пакетную передачу информации и данных между отельными элементами этой сети.
Свитч имеет в распоряжении несколько портов — разъемов, в которые подключаются компьютеры и прочие сетевые узлы, оборудование и т.д. Связь между портом и узлом осуществляется с использованием обжатого кабеля, так называемой витой пары.
Для такого устройства как свитч 8 портов это норма, но встречаются и более внушительные цифры вплоть до 48 и даже 96. (РИС. 1) В рамках модели OSI данное устройство функционирует на уровне канала, поэтому, как правило, лишь объединяет другие устройства в один сегмент сети, ориентируясь на их идентификационные MAC-адреса.
Объединить несколько отдельных сетей стандартный свитч не может. Для маршрутизации на уровне сетей, например, для организации доступа в интернет на нескольких компьютерах, что является примером включения локальной сети в глобальную, необходим маршрутизатор или же свитч роутер.
Таким образом, в сетевой иерархии OSI коммутатор занимает промежуточное звено между концентратором и маршрутизатором:
- Концентратор — Физический уровень. Транслирует входящие данные, дублируя их на все используемые интерфейсы.
- Коммутатор — Канальный уровень. Распределяет данные сугубо адресованным получателям.
- Маршрутизатор — Сетевой уровень. Связывает различные сетевые сегменты.
Работа коммутатора построена следующим образом. В памяти устройства хранится виртуальная таблица соответствий между MAC-адресами и портами свитча.
MAC-адрес («Media Access Control» — управление доступом к среде), он же Hardware Address — это специальный идентификатор, который присваивается каждому активному элементу или узлу в сети, причем для каждого из них он уникален.
В момент сразу после включения коммутатора его MAC-таблица еще пуста и ее необходимо заполнить, поэтому свитч входит в режим первичного обучения.
Особенность этого режима в том, что данные, поступившие на любой из портов, как и в концентраторе, передаются всем подключенным к устройству узлам в совокупности.
Путем анализа пакетов данных определяется MAC-адрес устройства-отправителя, затем этот адрес привязывается к номеру конкретного порта, из которого эти данные были отправлены. Таким образом, выясняется, к какому порту подключен тот или иной элемент сети, затем эти данные заносятся в таблицу.
Теперь при поступлении данных на любой из портов свитча пакеты, адресованные узлу, имеющемуся в этой таблице, будут направлены на конкретный порт, соответствующий этому узлу, а не транслироваться на все интерфейсы сразу, как это происходит в концентраторе.
Если же в отправляемых данных содержится неизвестный адрес получателя, отсутствующий в таблице, создаются дубликаты пакетов и отправляются на все интерфейсы.
Параллельно с этим новые незнакомые адреса отправителей продолжают записываться в таблицу.
Впоследствии свитч постепенно заполняет свою маршрутную таблицу, включая в нее все связи между внешними компьютерами и собственными интерфейсами, благодаря чему происходит локализация трафика.
Основные типы коммутаторов
Рисунок 2. Примерная схема подключения свитча через модем.
Простейший сетевой коммутатор — это неуправляемый. Такой свитч хоть и может быть настраиваемым непосредственно, но он не имеет поддержки сетевых протоколов управления. Разница между управляемым и неуправляемым коммутатором в том, что благодаря поддержке простого протокола сетевого менеджмента SNMP управляемый свитч позволяет по сети с помощью специализированных программ удаленно конфигурировать себя и управлять своей работой.
Управляемый коммутатор наиболее часто устанавливается в участках сети с осложненной топологией, где требуется особенно тщательный контроль. Наиболее характерные задачи, выполняемые такими устройствами:
- мониторинг сетевого трафика;
- управление конфигурацией интерфейсов (портов);
- организация виртуальных сетей (VLAN);
- объединение группы каналов.
Управляемые свитчи особенны тем, что способны обеспечить широкий спектр функционирования как на канальном, так и на сетевом уровне. Доступ к управлению таким коммутатором можно получить через специальный Web интерфейс, а также посредством командной строки либо различных протоколов (SNMP, Telnet). Помимо всего прочего свитч может использовать различные методы коммутации, разница между которыми обусловлена временем и надежностью передачи информации:
Порядок расположения проводов при «обжиме» кабеля «витая пара».
- Store and Forward — когда коммутатором производится полное чтение всей информации в кадре данных с целью проверки на наличие ошибок, и лишь затем пакет передается на выбранный порт.
- Cut-through — процесс коммутации происходит сразу после чтения заголовка кадра данных, где хранится адрес получателя. Благодаря этому удается сократить задержку по времени передачи, однако становится невозможным обнаружить ошибки, что снижает надежность.
- Fragment-free — усовершенствованный сквозной (Cut-through) режим, при котором пакеты передаются после их предварительной фильтрации.
Такой типа свитча редко используется в домашних условиях, т.к. предназначен прежде всего для коммутации крупных и сложных структур таких, как сети интернет провайдеров, корпоративные локальные сети, центры технической поддержки клиентов и т.д.
Примером такого устройства является гигабитный свитч TL-SG2424 на 24 порта фирмы TP-Link, обладающий массой полезных функций, среди которых: защита от сетевого шторма и распределенных атак, расширенная приоритезация данных QoS, высочайшая скорость работы портов до 1 Гбит/с и другие.
Как сделать настройку свитча и создать свою сеть
Допустим, вы решили создать локальную сеть из нескольких компьютеров в вашем доме и для этой цели выбрали сетевой коммутатор. Перед тем, как настроить свитч и осуществить конфигурацию сети, ее нужно развернуть на физическом уровне, т.е. обеспечить связь каждого компьютера с коммутатором посредством сетевого кабеля. Все соединения между узлами производятся с помощью патч-корда — сетевого коммутационного кабеля на основе витой пары.
Рисунок 3. Примерная схема подключения свитча без модема.
Такой кабель можно сделать и самому, но лучше купить в магазине. Есть два способа, как подключить свитч для его настройки, в зависимости от наличия соответствующих интерфейсов: через специальный консольный порт, через который производится в основном лишь первичная настройка свитча, либо через более универсальный Ethernet порт.
Во втором случае для получения доступа к конфигурации требуется ввести IP-адрес, указанный в документации к устройству.
Подключение к консольному порту не расходует полосу пропускания коммутатора, в чем есть определенное преимущество. Для непосредственной настройки свитча с помощью данного способа нужно запустить эмулятор терминала VT100 (подойдет и стандартный HyperTerminal).
Параметры подключения выбираются соответственно документации. После соединения вводится имя пользователя и пароль.
Настройка осуществляется путем ввода команд и параметров, которые зависят от конкретной модели устройства и должны быть указаны в документации.
Выход в интернет через свитч
Следующим шагом после создания сети и настройки коммутатора является обеспечение всем компьютерам этой сети доступа в интернет. Имея в наличии свитч, можно сделать это быстро, просто и выгодно, без дополнительного подключения к провайдеру отдельно каждого компьютера, даже если интернет подведен всего лишь одним кабелем. В случае, когда услуга интернет предоставлена провайдером стационарной телефонной связи, доступ к всемирной паутине осуществляется посредством ADSL-модема, наиболее распространенные модели которого не имеют более одного порта Ethernet. Соответственно, подключить к нему можно только один компьютер. Для решения этой проблемы не обязательно приобретать дорогостоящий маршрутизатор со встроенным коммутатором, вполне достаточно и обычного свитча. Примерная схема подключения изображена на рисунке. (РИС. 2)
https://сайт/
Из схемы видно, ADSL-модем подключается не к компьютеру, а непосредственно к коммутатору. К нему же подсоединены все компьютеры локальной сети. Очень важный момент здесь — это правильная настройка свитча и параметров соединения компьютеров. У каждого устройства, включая модем, должен быть свой адрес IP внутри единой подсети, повторяться они не должны.
Кандидату на должность системного администратора часто задают вопрос про то, чем отличается маршрутизатор от коммутатора или роутер от свитча. Иногда могут подловить на вопросе об отличии хаба от сетевого концентратора. Предлагаю разобраться в названиях сетевых устройств и их различиях.
Маршрутизатор или роутер
Маршрутизатор или роутер (от английского router) - специализированный сетевой компьютер, имеющий минимум один сетевой интерфейс и пересылающий пакеты данных между различными сегментами сети, принимающий решения о пересылке на основании информации о топологии сети и определённых правил, заданных администратором.
Если есть возможность настройки таких сетевых служб как «NAT», «DHCP» или «Firewall» значит это маршрутизатор (роутер). К ним относится большинство ADSL модемов. Устройства настраиваются через web-интерфейс или специальное программное обеспечение.
Сетевой концентратор или хаб
Сетевой концентратор или хаб (от английского hub) - устройство для объединения компьютеров в сеть Ethernet c применением кабельной инфраструктуры типа витая пара. В настоящее время вытеснены сетевыми коммутаторами (свитчами).
Сетевой концентратор (хаб) довольно примитивное устройство. Поступающий пакет шлёт всем, кто к нему подключен. Таким образом, конечный компьютер сам должен определить, является он законным получателем пакета или нет. Если пакет предназначен не ему, тот уничтожается. Такой подход к передаче данных непрактичен и поэтому в современных сетевых устройствах не используется.
Коммутатор или свитч
Сетевой коммутатор или свитч (от английского switch) - устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного или нескольких сегментов сети. Коммутатор работает на канальном уровне модели OSI.
В отличие от концентратора (хаба), который распространяет трафик от одного подключенного устройства ко всем остальным, коммутатор передаёт данные только непосредственно получателю (исключение составляет широковещательный трафик всем узлам сети и трафик для устройств, для которых не известен исходящий порт коммутатора). Это повышает производительность и безопасность сети, избавляя остальные сегменты сети от необходимости обрабатывать данные, которые им не предназначались.
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:
- Вставьте кабель, который вам прокинул провайдер, в сетевую карту основного компьютера. В дальнейшем он у вас будет использоваться в качестве главного сервера.
- Вторая сетевая карта должна соединиться со свитчем через специализированный патч-корд.
- 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):
- Заходим в «Центр управления сетями» через «Панель управления».
- Кликаем на «Изменение параметров адаптера».
- Находим наше активное соединение и открываем его свойства.
- Ищем вкладку «Доступ» и отмечаем тот пункт, который позволяет остальным пользователям использовать подключение к интернету через этот компьютер.
- Зайдите в «Сеть», найдите протокол «TCP/IPv4» и откройте его свойства.
- Введите для изначального сервера стандартный адрес: 192.168. 0.1.
- 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.
