Что такое коммутатор уровня доступа и зачем он нужен вашей сети?
У интернет-сетей есть своя иерархия: трёхуровненвая модель, которая часто используется в промышленности. Она разделяет сети на три уровня: уровень доступа, агрегации и ядра. Каждый из них выполняет свою функцию. Мы расскажем о коммутаторах уровня доступа.
Если говорить о сети провайдера, то получается следующее:
Коммутатор уровня доступа – единственный, который напрямую взаимодействует с устройствами конечного пользователя. Именно от него тянутся кабели в наши квартиры, а, значит, он имеет самую высокую плотность портов среди всех типов коммутаторов. Но при этом – у него самая низкая пропускная способность на порт. Если коммутатор ядра и агрегации используют оптоволокно и передают от 10 до 100 Гбит/с, то устройства уровня доступа имеют медное покрытие и скорость от 10 до 1000 Мбит/с.
Особенности коммутатора уровня доступа
Коммутатор уровня доступа облегчает подключение устройств конечных узлов (ПК, модемы, принтеры и IP-телефоны) к сети. У них есть некоторые функции, которые не нужны устройствам верхнего уровня. К примеру, многие современные коммутаторы уровня доступа поддерживают Power over Ethernet. Эта технология позволяет питать электричеством некоторые удалённые устройства с помощью интернет-кабеля. Так работают камеры безопасности, IP-телефония и точки доступа беспроводных сетей.
Также коммутаторы уровня доступа лучше взаимодействуют с конечными устройствами с точки зрения безопасности. Коммутатор Hp 5130 48g имеет технологию проверки подлинности на основе 802.1X и MAC, встроенные непосредственно в его программное обеспечение. 802.1X – позволяет проверять не устройство, но пользователя (т.е. если ваш компьютер украдут, вор не сможет использовать сеть).
Пригодится ли коммутатор уровня доступа в быту?
Теперь мы знаем об иерархии сетей и для чего нужен коммутатор доступа, но можем ли мы использовать его дома?
Если у вас есть сеть VLAN (виртуальная локальная сеть) или вы собираетесь ее подключить; если к сети подключено более двухсот устройств; если у вас есть подсети, подключенные через роутер – да, вам идеально подойдёт коммутатор уровня доступа. В проблемных ситуациях лучше обратиться за помощью к специалистам, чтобы получить исчерпывающую консультацию по проблеме.
Для чего нужен коммутатор: назначение, виды и принцип работы
Что такое коммутатор, хаб, свитч простым языком
В сетевом пространстве тоже есть свои «распределители», где вместо электропитания пользователи активно передают трафик, пакеты данных и картинки с котиками. Погодите, скажете вы. Разве такие вещи делаются не через роутеры? Зачем тогда нужен коммутатор? Ответ достаточно прост. Роутер (или маршрутизатор) — это устройство, способное обмениваться данными с внешней сетью, оснащенное системой кодировки трафика, IP-телевидением, WPS, и еще массой полезных функций.
Основное, чем отличается роутер от коммутатора, — тем что последний имеет дело только с локальной сетью: домашней либо корпоративной. Таким образом понятия «свитч для интернета» в принципе не существует. Доступ к всемирной паутине пользователи локальной сети могут получить лишь в том случае, если к главному порту коммутатора присоединить роутер. И примерно так это обычно и работает.
Для чего нужен коммутатор и что он делает
Назначение коммутатора в том, чтобы объединять множество разных устройств (компьютеров, принтеров, серверов, МФУ и прочих) в одну общую локальную сеть, позволяя её пользователям обмениваться информацией. В любой сети, даже самой маленькой, где есть несколько устройств, чью совместную работу нужно организовать, требуется коммутатор, который служит своеобразным приемно-сортировочным пунктом, переправляющим пакеты данных от источника к адресату.
Чем отличается коммутатор от концентратора
Концентратор (иначе хаб) занимается тем же самым, что и коммутатор — передает данные по локальной сети. Отличие состоит в том, что хаб рассылает трафик от центральной машины (ПК, сервер) сразу всем компьютерам. Кому надо, тот читает, кому не надо — игнорирует. Однако при этом вероятность перехвата пакетов максимальна и неоправданно высока нагрузка на сеть, из-за чего подобный «широковещательный» способ передачи данных постепенно выходит из употребления.
В случае с коммутатором передача данных ведется адресно. Если в первом случае пакет с информацией получали все ПК в сети (5, 10, 100, 1000), то во втором — всё персонифицировано. Данные, предназначенные для условного Васи, никто кроме него прочесть не сможет. Отсюда второе название коммутатора — switch — или «переключатель», поскольку он, как стрелочник на железнодорожной развязке, переводит стрелки, направляя «состав» с информацией в конкретный пункт назначения.
Принцип работы коммутатора
Основные принципы мы разобрали, так что переходим к конкретным задачам. Алгоритм работы свитчей построен на системе самообучения, чтобы с каждым разом улучшать адресную передачу файлов между всеми устройствами в системе (компьютеры, ноутбуки, оргтехника, принтеры).
Перед началом работы свитч создает таблицу коммутации, привязывая каждому порту тот MAC-адрес, от которого запитывается конкретное устройство. При первичном подключении таблица пустая, а коммутатор обучается процессам, параллельно записывая данные в табличку и определяя основной хост (головную систему).
В дальнейшем, если на один из портов поступит сигнал для определенного MAC, который ассоциируется у свитча с одним из портов, информация сразу же полетит конечному адресату. Если же MAC и порт не связаны, а фрейм прилетел — его разбросают по всем свободным портам, таким образом определив нужный. Чем больше портов коммутатора занято, тем ниже загрузка, выше скорость передачи, меньше задержки.
Типы коммутаторов
Современные устройства можно разделить на три ключевых категории:
Неуправляемые, как можно определить из названия, работают по схеме «включил, подключил и забыл». Иным словами, они работают как классические сетевые удлинители, добавляя владельцу недостающее число Ethernet-портов. Такое решение отлично показывает себя в домашних условиях (организация сети, подключение умной техники, разводка IP-камер) и небольших офисах до 10 машин. Техника нетребовательна, но выдержать большой трафик неспособна. Да и проверить систему, если что-то где-то произойдет на линии, будет непросто.
Настраиваемые разработаны как раз под корпоративный сегмент с возможностью отслеживания трафика для каждого конкретного порта. Благодаря им можно отслеживать и поддерживать протоколы топологии, транковать и настраивать различные параметры VLAN, если железо это позволяет. Калибровка базовая, но зачастую и этого хватает.
Управляемые, как вы поняли, самые технологичные и умные. Для них предусмотрено автоматическое и ручное управление. Системный администратор может мониторить каждый порт, снимать статистику по трафику, отслеживать количество ошибок до определенного устройства. Для крупной сетевой компании это огромный плюс. Особенно, если кто-то любит посидеть на торрентах, и не признается в этом.
В действительности, типология коммутаторов значительно сложнее. Коммутаторы также подразделяются по уровням и положению в иерархии сети. И могут иметь разные характеристики и функции. Но всё это — темы для отдельных обзоров.
Если у вас еще остались вопросы по характеристикам и функциям коммутаторов, вы всегда можете задать их нашим специалистам. Закажите консультацию, и мы предоставим вам всю требуемую информацию.
Для чего нужен коммутатор: назначение, виды и принцип работы
Как выбрать коммутатор или гайд по покупке коммутатора уровня доступа
Начнём с места в карьер.
Что такое уровень доступа или Access Layer?
Этот трёхслойный пирог помогает с легкостью управлять работой даже очень больших сетей.
Иерархическая модель сети
Та часть сети, которая отвечает за соединение с пользователями, называется уровнем доступа или Access Layer.
В общем и целом, коммутатор с портом 10/100 Мбит/с и 1000 Мбит/с и с каскадным аплинком и является коммутатором уровня доступа, также узко известным в широких кружках как «гигабитный Ethernet коммутатор». В данном случае «1000 Мбит/с» является, мягко говоря, преувеличением, потому что такая скорость соединения достигается только на восходящей линии, остальные же порты являются 10/100М. Этот парень коммутатор способен создать гигабитную магистраль, от которой будут расходиться менее быстрые соединения.
Для предприятий малого и среднего бизнеса такое устройство очень ценно не только тем, что может обеспечить высокую производительность за относительно небольшую стоимость, но ещё и тем, что может даже использоваться в качестве ядра сети на малых предприятиях.
Пропускная способность в таких устройствах превосходит 8.8 Гбит/с и большинство из них поддерживает коммутацию Layer 3 и функции VLAN. Эти свичи обычно используются на предприятиях, которым необходима высокая пропускная способность сети, например для голосовой связи, видеосвязи. Чем более популярными становятся данные сервисы, тем более востребованными будут коммутаторы такого типа.
(статья писалась ДО всего этого коронавирусного безумия вокруг, честно-честно! Мы и думать не могли, что окажемся настолько правы 
)
Какова основная функция коммутаторов этого типа?
Уровень доступа позволяет пользователям подключаться к сетевым приложениям в локальной сети. Главным образом учитывается необходимость одновременного доступа нескольких пользователей и обеспечивается необходимая пропускная способность для каждого. В средних и больших сетях обеспечиваются также некоторые функции по управлению пользователями, например: аутентификация, биллинг и сбор информации.
Как выбрать коммутатор доступа?
Как выбрать коммутатор уровня доступа для ваших нужд?
Коммутаторы имеют фиксированную конфигурацию и 24 или 48 портов 10/100 Мбит/с. Для достижения высокой скорости соединения с магистралью или другими коммутаторами рабочей группы он может иметь до двух портов 1000 Мбит/с.
Если на требования безопасности сети могут возлагаться большие , то можно использовать неуправляемый коммутатор. Однако, с расширением масштаба сети и увеличения количества подключенных устройств возникает необходимость использовать управляемые коммутаторы для разделения VLAN, увеличения эффективности передачи данных, защиты приоритетных компонентов сети и т.п.
При выборе коммутатора уровня доступа обратите внимание на поддержку стекирования.
При наличии большого количества компьютеров в одном сегменте сети или в одной VLAN, возникает необходимость устойчивой и быстрой связи между этими устройствами, тогда как связь коммутатора с магистралью не является приоритетной задачей. В этом случае вам нужно несколько стекируемых коммутаторов. Если же количество подключенных к коммутатору устройств невелико, то зачем задумываться о стекировании?
На коммутаторах обычно есть три типа портов: оптоволоконные, порты для витой пары и слоты расширения GBIC или SFP. Для обеспечения возможности адаптации к возрастающим требованиям сетей оптоволоконные порты всё чаще заменяются слотами расширения. Помните, что коммутатор использует порты витой пары для подключения к компьютерам.
Если вы хотите реализовать гигабитное подключение между несколькими коммутаторами, у вас должно быть 1-2 модуля расширения GBIC или SFP. Обычно магистральные коммутаторы используются для объединения коммутаторов рабочей группы и обеспечения удаленных подключений к основным коммутаторам. Для этих случаев вам просто необходимо иметь несколько портов расширения GBIC или SFP.
Штош, поздравляем!
Теперь вы готовы выбрать свой первый коммутатор!
Как выбрать сетевой коммутатор
Сейчас, во время всевозможных гаджетов и электронных девайсов, которые переполняют среду обитания обычного человека, актуальна проблема – как эти все интеллектуальные устройства увязать между собой. Почти в любой квартире есть телевизор, компьютер/ноутбук, принтер, сканер, звуковая система, и хочется как-то скоординировать их, а не перекидывать бесконечное количество информации флешками, и при этом не запутаться в бесконечных километрах проводов. Та же самая ситуация касается офисов – с немалым количеством компьютеров и МФУ, или других систем, где нужно увязать разных представителей электронного сообщества в одну систему. Вот тут и возникает идея построения локальной сети. А основа грамотно организованной и структурированной локальной сети – сетевой коммутатор.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Для построения локальных сетей используются и другие устройства – концентраторы (хабы) и маршрутизаторы (роутеры). Сразу, во избежание путаницы, стоит указать на различия между ними и коммутатором.
Концентратор (он же хаб) – является прародителем коммутатора. Время использования хабов фактически ушло в прошлое, из-за следующего неудобства: если информация приходила на один из портов хаба, он тут же ретранслировал ее на другие, «забивая» сеть лишним трафиком. Но изредка они еще встречаются, впрочем, среди современного сетевого оборудования выглядят, как самоходные кареты начала 20-го века среди электрокаров современности.
Маршрутизаторы – устройства, с которыми часто путают коммутаторы из-за похожего внешнего вида, но у них более обширный спектр возможностей работы, и ввиду с этим более высокая стоимость. Это своего рода сетевые микрокомпьютеры, с помощью которых можно полноценно настроить сеть, прописав все адреса устройств в ней и наложив логические алгоритмы работы – к примеру, защиту сети.
Коммутаторы и хабы чаще всего используются для организации локальных сетей, маршрутизаторы – для организации сети, связанной с выходом в интернет. Однако следует заметить, что сейчас постепенно размываются границы между коммутаторами и маршрутизаторами – выпускаются коммутаторы, которые требуют настройки и работают с прописываемыми адресами устройств локальной сети. Они могут выполнять функции маршрутизаторов, но это, как правило, дорогостоящие устройства не для домашнего использования.
Самый простой и дешевый вариант конфигурации домашней локальной сети средних размеров (с количеством объектов более 5), с подключением к интернету, будет содержать и коммутатор, и роутер:
ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ
При покупке коммутатора нужно четко понимать – зачем он вам, как будете им использоваться, как будете его обслуживать. Чтобы выбрать устройство, оптимально отвечающее вашим целям, и не переплатить лишних денег, рассмотрим основные параметры коммутаторов:
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Область применения коммутаторов широка, самые распространенные сферы применения:
СТОИМОСТЬ
Ценовой разброс различных устройств велик – от 440 до 27999 рублей.
От 440 до 1000 рублей обойдутся простые устройства неуправляемого типа, с общим количеством портов до 5 штук, с наличием у некоторых устройств портов 1 Гбит/сек.
В сегменте от 1000 до 10000 рублей будут устройства как управляемого, так и не управляемого типов, с количеством портов до 24 портов, с возможностью РоЕ, с наличием SFP-порта.
За стоимость от 10000 до 27999 рублей вы сможете приобрести высокопроизводительное устройство, для высокоемких сетей.
Коммутаторы уровня доступа, распределения, ядра
Сетевое оборудование структурировано по модели OSI, которая включает 7 уровней. Более подробно об этом мы говорили в соответствующем материале. Однако чаще остальных в большинстве инструкций упоминают следующие уровни:
О том, что это значит, мы поговорим в этой статье.
Что такое «уровни управления коммутаторов»?
Трехуровневая модель сети впервые была предложена инженерами компании Cisco. Смысл этой модели состоит в том, чтобы объединить все устройства в архитектуре сети в группы по древовидному принципу. Если представить, что уровни доступа — это дерево (возможно, это звучит забавно, но древовидная структура почитается всеми сетевыми специалистами), то:
Так легче ориентироваться в уровнях, подуровнях и прочих хитросплетениях сетевого администрирования.
Такая иерархия в больших и сложных сетях позволяет распределять устройства по отдельным кластерам, согласно их функциям и техническим возможностям, а также упрощает контроль их работы. Трафик при этом передается от нижестоящего узла на вышестоящий, маршрутизируется и направляется по конечному адресу. По сути такая система служит огромным приемно-сортировочным пунктом, который вначале стремится к централизации данных, а затем рассылает пакеты по запрашиваемым портам-адресатам.
Коммутаторы уровня ядра
Основная задача такого оборудования — обеспечить быструю и безотказную транспортировку огромного объема трафика. Само собой, без задержек. Также предварительно надо озаботиться настройкой ACL и маршрутизации в целом, иначе поток сильно замедлится.
Зачастую при проблемах с пиковой производительностью приходится сжимать зубы и полностью менять сетевую инфраструктуру на более мощную. Классическим расширением тут не отделаешься, поскольку 8 портов по 100 Мбит + 8 портов по 100 Мбит будут на голову хуже 4 портов по 1 Гбит. И не забывайте про резервное кольцо на всякий случай.
Сетевые устройства уровня ядра зачастую работают по принципу VLAN на один узел Distribution-уровня. А это еще кто такие? А вот сейчас познакомим.
Коммутаторы уровня распределения (агрегации)
Говоря простым языком — распределители трафика между VLAN-сетями с последующей фильтрацией по ACL-протоколу. Такие устройства ориентированы на описание политики сети для конечного потребителя. Они же формируют широковещательные потоки Broadcast и Multicast-доменов и рассылок. Ваше IPTV — их рук дело.
Здесь периодически используют статические маршруты на базе динамических протоколов. Нередко можно встретить устройства распределения трафика с внушительной емкостью SFP-портов, которые одновременно являются и портами расширения (дополнительные устройства, объединение в кластер), и инструментом для использования связей с коммутаторами уровнем ниже. С их же помощью определенное число узлов объединяют в кольцо.
А еще подобные коммутаторы нередко встречаются с функционалом L2+ (L3 Lite) и принципом калибровки «VLAN каждого сервиса соответствует одному узлу Access».
Как вы понимаете, мы подобрались к третьей категории устройств
Access-коммутаторы (уровня доступа)
Эти устройства созданы для того, чтобы к ним подключались сами пользователи. Вы наверняка встречали маркировку DSCP, но не знали, что она значит. Все просто: трафик, маркированный меткой DSCP, приходит как раз от абонентов, чтобы его было легче отслеживать.
Зачастую это классические коммутаторы L2 (реже — L3) с классическим принципом настройки:
Как определить подходящее устройство
Вы уже поняли, что корпоративная сеть делится на три уровня. Преимущества такого подхода — оптимизация расходов, грамотный выбор оборудования L2 и L3 (иногда L2+). Если стоит выбор между уровнями, спросите себя, где оно будет стоять. Если компания небольшая, то выбор L2 очевиден.
Большая сеть по умолчанию должна быть надежной, так что здесь использование коммутаторов L3 — вопрос надежности. При этом устройство должно поддерживать VLAN, ACL и QoS.
Коммутаторы ядра по умолчанию бывают третьего уровня, при этом зачастую комплектуются жирными пропускными Ethernet-каналами:
Они не гоняют пакеты. Скорее выполняют роль меж-виртуальной маршрутизации:
Иными словами — делают все для максимальной скорости передачи под предельными нагрузками. Нередко на «ядерные» коммутаторы ложится и защита от DDoS с использованием протоколов третьего уровня. А потому такие устройства должны быть максимально отказоустойчивыми.
Коммутаторы уровня доступа, распределения, ядра
