Τι είναι ένας διακόπτης LAN ή διακόπτης και τι είναι για;

Στον κόσμο των δικτύων, είναι πάντα σημαντικό να γνωρίζουμε πώς να διαφοροποιούμε τις διαφορετικές συσκευές που μας επιτρέπουν να τις δημιουργήσουμε και να διασυνδέσουμε τον εξοπλισμό μας. Έτσι σήμερα θα μάθουμε όλα σχετικά με το τι είναι ένας διακόπτης. Θα δούμε επίσης τις διαφορές μεταξύ αυτού και άλλου εξοπλισμού, όπως δρομολογητές, κόμβους ή ακόμα και μόντεμ. Ας αρχίσουμε λοιπόν!

Ευρετήριο περιεχομένων

Τι είναι ένας διακόπτης δικτύου ή ένας διακόπτης δικτύου:

Ας ξεκινήσουμε καθορίζοντας τι είναι ένας διακόπτης, που ονομάζεται επίσης διακόπτης LAN. Είναι μια συσκευή που θα μας επιτρέψει να διασυνδέσουμε το διαφορετικό εξοπλισμό και τους κόμβους σε ένα δίκτυο, πάντα ενσύρματο και αυτό θα είναι σημαντικό να έχουμε κατά νου. Στην πραγματικότητα, ένας διακόπτης θα συνδέει πάντα συσκευές σε ένα τοπικό δίκτυο, ξέρετε, αυτό που γνωρίζουμε ως LAN.

Οι διακόπτες λειτουργούν στο στρώμα συνδέσμου ή στη στρώση 2 του μοντέλου OSI (Open System Interconection), ένα μοντέλο αναφοράς που χρησιμοποιείται για πρωτόκολλα δικτύου και τον ορισμό τους. Το στρώμα ζεύξης δεδομένων είναι το ένα μεταξύ του στρώματος 1 ή του φυσικού (μέσα μεταφοράς και σήματα) και του στρώματος 3 ή του δικτύου (δρομολόγηση και λογική διεύθυνση). Αυτό αφορά τη φυσική διεύθυνση των πακέτων που ταξιδεύουν στο δίκτυο σύμφωνα με τη διεύθυνση MAC που σχετίζεται με κάθε συνδεδεμένη συσκευή.

Οι τεχνικές και λειτουργικές προδιαγραφές των διακοπτών καθορίζονται στο πρότυπο IEEE 802.3 για τυποποίηση δικτύου Ethernet. Πρόκειται για ένα σύνολο προτύπων που καθορίζουν βασικά την ταχύτητα με την οποία θα είναι σε θέση να λειτουργήσει η σύνδεση δικτύου. Μεταξύ αυτών, είναι πολύ γνωστά τα πρότυπα 802.3i (10BASET-T 10 Mbps), 802.3u (100BASE-T 100 Mbps), 802.3z / ab (1000BASE-T 1Gbps πάνω σε ίνες ή συνεστραμμένο ζεύγος) κ.λπ.

Επί του παρόντος τα πρότυπα αυτά ακολουθούνται από όλες αυτές τις συσκευές, οι οποίες χρησιμοποιούν πάντα μια τοπολογία αστέρα για να συνδέσουν τους κόμβους, ενώ η κεντρική ομάδα είναι ο ίδιος ο διακόπτης. Μέσω μιας σειράς θυρών ή θυρών RJ45 ή SFP, οι κόμβοι συνδέονται.

Τι ένας διακόπτης μπορεί και δεν μπορεί να κάνει

Είναι πολύ σημαντικό να γνωρίζουμε ποια είναι η περιοχή εργασίας ενός Διακόπτη, καθώς αυτό θα βοηθήσει να μάθει πώς και πού να συνδεθεί και για τι έχει σχεδιαστεί. Και φυσικά να τα διαφοροποιήσουμε από άλλες συσκευές δικτύου.

Τι μπορείτε να κάνετε:

• Διασύνδεση συσκευών σε ενσύρματο δίκτυο Εναλλαγή και προώθηση πακέτων από την πηγή στον προορισμό χρησιμοποιώντας τον πίνακα διεύθυνσης MAC με κλίμακα δικτύου και ως σύνδεσμος προς τον διακομιστή διευθύνσεων IP, ο οποίος μπορεί να είναι δρομολογητής ή κεντρικός υπολογιστής

Τι δεν μπορείτε να κάνετε:

• Δεν είναι σε θέση να μας δώσει τη δυνατότητα σύνδεσης με άλλα δίκτυα, τα οποία βρίσκονται εκτός της μάσκας υποδικτύου της. Συνεπώς, δεν είναι σε θέση να παρέχει σύνδεση στο Internet

Θα δούμε ότι υπάρχουν διακόπτες που χάρη σε ένα firmware ή μικρό λειτουργικό σύστημα είναι σε θέση να κάνουν ακόμη περισσότερα πράγματα που ξεπερνούν τις λειτουργίες για τις οποίες έχουν σχεδιαστεί.

Χαρακτηριστικά και στοιχεία

Μπορούμε να βρούμε διακόπτες σχεδόν κάθε μεγέθους από άποψη λιμένων, αλλά είναι το κλειδί για τη δημιουργία πολύπλοκων κέντρων επεξεργασίας δεδομένων, με εξοπλισμό και ερμάρια με εκατοντάδες θύρες.

Λιμάνια και ταχύτητα

Η λειτουργία ενός διακόπτη πραγματοποιείται μέσω θυρών δικτύου, οι οποίες επιτρέπουν τη διασύνδεση των διαφόρων κόμβων στο εσωτερικό δίκτυο. Ο αριθμός είναι αυτός που θα καθορίσει την ικανότητα και την ισχύ του, καθώς και την ταχύτητά του. Το πιο συνηθισμένο θα είναι να τα βρείτε ανάμεσα σε 4 και 20 λιμάνια, αλλά υπάρχουν πολλά περισσότερα προσανατολισμένα στις επιχειρήσεις. Μπορείτε να έχετε:

• RJ45: δική του θύρα για καλώδια συνεστραμμένου ζεύγους, τα τυπικά καλώδια UTP σε συνεστραμμένο ζεύγος για LAN που λειτουργούν στα 10/100/1000/10000 Mbps

• SC: θύρα οπτικών ινών για συνδέσεις υψηλής ταχύτητας με ταχύτητα 1/10 Gbps.

• Οι θύρες SFP ή GBIC: αυτές ονομάζονται αρθρωτές θύρες επειδή δεν διαθέτουν συγκεκριμένο σύνδεσμο αλλά μάλλον μια οπή στην οποία να εισάγεται ο σύνδεσμος με τον τύπο θύρας που θέλουμε. Αυτό μπορεί να είναι ένα GBIC (Gigabit Interface Converter) κανονικά με ενσωματωμένες θύρες RJ45 ή SFP / SFP + (Μικρή Μορφή-Παράγοντας Pluggable), μικρότερη θύρα είτε με οπτικές ίνες RJ45 είτε 10 Gbps.

• Συνδεδεμένες θύρες: δεν είναι ένας τύπος θύρας ως τέτοιος, αλλά ένας τρόπος να παρασχεθεί στον Switch ένας μεγαλύτερος αριθμός θυρών. Έρχονται συνήθως σε πάνελ 2 RJ45 + 2 SFP ή 4 + 4, όπου μπορούμε είτε να χρησιμοποιήσουμε το ένα είτε το άλλο, αλλά ποτέ και τα δύο ταυτόχρονα επειδή μοιράζονται ένα λεωφορείο.

Η ταχύτητα ορίζεται από τις διαφορετικές εκδόσεις του προτύπου 802.3 που έχουμε δει στην αρχή. Αυτή τη στιγμή βρίσκουμε switches που μπορούν να αποδώσουν 10 Mbps, 100 Mbps, 1 Gbps και 10 Gbps.

Μέθοδοι εναλλαγής ενός διακόπτη

Ο διακόπτης είναι το ισπανικό όνομα ενός διακόπτη, πιστεύουμε ότι είναι σαφές, αυτό το όνομα αναφέρεται στη λειτουργία του στο πρότυπο Ethernet. Αυτό βασίζεται στη μετάδοση δεδομένων στο LAN μέσω πλαισίων που μεταφέρουν τα δεδομένα με μια κεφαλίδα που επιτρέπει τον εντοπισμό τόσο του αποστολέα όσο και του δέκτη χρησιμοποιώντας τη διεύθυνση MAC. Να είστε προσεκτικοί, μιλάμε για διεύθυνση MAC δεν IP διεύθυνση, λειτουργεί σε άλλο επίπεδο OSI. Υπάρχουν δύο μέθοδοι επικοινωνίας στα δίκτυα:

• Half Duplex: Σε αυτό το πλαίσιο, τα δεδομένα ταξιδεύουν προς τη μία ή την άλλη κατεύθυνση, αλλά ποτέ και προς τα δύο ταυτόχρονα, για παράδειγμα, ένα πλήρες διπλό Walkie Talkie : είναι αυτό που χρησιμοποιεί τα κανάλια αποστολής και λήψης ταυτόχρονα, ένα τηλέφωνο.

Ένα πολύ σημαντικό στοιχείο που καθορίζει την ικανότητα μεταγωγής ενός διακόπτη είναι τα buffer, στοιχεία μνήμης που χρησιμεύουν για την αποθήκευση των πλαισίων που πρόκειται να προωθηθούν στον αντίστοιχο κόμβο. Αυτά τα Buffers εκτελούν τη λειτουργία cache, ιδιαίτερα σημαντική για τη σύνδεση δύο κόμβων με θύρες σε διαφορετικές ταχύτητες, προκειμένου να μειωθεί το φαινόμενο bottleneck.

Υπάρχουν αρκετές τεχνικές μεταγωγής σε έναν Διακόπτη:

• Αποθήκευση-Και-Προώθηση Αποκοπή- Προσαρμοσμένη Cut-Through

(αποθήκευση και προώθηση)

Σε αυτή την πρώτη μέθοδο, ο διακόπτης αποθηκεύει ολόκληρο το πλαίσιο δεδομένων στο buffer κατά την παραλαβή. Αυτό γίνεται για να εντοπίσει πιθανά σφάλματα σε αυτό και προφανώς να αναλύσει την προέλευση και τον προορισμό. Μετά από αυτό, θα σταλεί στον παραλήπτη.

Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται πάντα σε διακόπτες που έχουν διαφορετικές θύρες ταχύτητας, αν και πρέπει να έχουμε κατά νου ότι θα υπάρχει πάντα μια μικρή καθυστέρηση ή καθυστέρηση στην αποστολή όταν χρησιμοποιείτε αυτή τη μέθοδο.

(απευθείας προώθηση)

Σε αυτήν την περίπτωση, το πλαίσιο δεν είναι πλήρως ρυθμισμένο, αλλά μόνο η κεφαλίδα του διαβάζεται για να γνωρίζει την πηγή προέλευσης και προορισμού MAC και μετά προωθείται.

Είναι μια ταχύτερη τεχνική από την προηγούμενη, αλλά δεν παρέχει έλεγχο σφαλμάτων στα κατεστραμμένα πλαίσια. Επιπλέον, οι θύρες της συσκευής πρέπει να λειτουργούν με την ίδια ταχύτητα.

(προσαρμοστική άμεση προώθηση)

Δεν είναι μια νέα μέθοδος, αλλά η δυνατότητα του διακόπτη να επιλέξει μεταξύ των δύο προηγούμενων μεθόδων. Για παράδειγμα, όταν ο διακόπτης ανιχνεύσει ότι εισέρχονται πάρα πολλά αποτυχημένα και χαμένα πακέτα, μεταβαίνει αυτόματα σε αποθήκευση και προώθηση, ενώ αν οι θύρες έχουν την ίδια ταχύτητα, θα χρησιμοποιήσει την άμεση προώθηση.

Εργασία με πλαίσια Jumbo

Όταν πρόκειται να αγοράσουμε ένα διακόπτη, είναι συνηθισμένο ότι στις προδιαγραφές του μιλούν για τα πλαίσια Jumbo αν η ομάδα μπορεί να συνεργαστεί μαζί τους.

Έχουμε ήδη πει ότι ένας διακόπτης λειτουργεί με πλαίσια ethernet, τα οποία έχουν ένα τυποποιημένο μέγεθος 1500 byte. Αλλά είναι δυνατό να γίνουν μεγαλύτεροι, μέχρι 9000 Bytes, οι οποίοι ονομάζονται Jumbo Frames. Αυτά δεν εμπίπτουν στο πρότυπο 802.3.

Αυτά τα πλαίσια χρησιμοποιούνται για την εργασία με μεγάλους όγκους πληροφοριών, καθιστώντας την μεταφορά δεδομένων πιο αποτελεσματική γρήγορα, αν και προσθέτει λανθάνοντα χρόνο στη σύνδεση λόγω του γεγονότος ότι πρέπει να επεξεργαστεί περισσότερες πληροφορίες. Για το λόγο αυτό, τα Jumbo Frames χρησιμοποιούνται με πολύ ισχυρούς διακόπτες.

Τύποι διακοπτών

Πρέπει να δούμε μόνο τους τύπους Switch που βρίσκουμε στην αγορά, οι οποίοι θα είναι προσανατολισμένοι σε ορισμένα καθήκοντα ανάλογα με την ικανότητά τους, τα λιμάνια και άλλα πρότυπα που εφαρμόζουν.

Διακόπτες ανεξέλεγκτες και διαχειρίσιμες ή επίπεδο 3/4

Σε γενικές γραμμές, οι διακόπτες δεν είχαν ικανότητα διαχείρισης, τουλάχιστον στα πιο βασικά μοντέλα. Αυτές οι εργασίες στο πρότυπο 802.3u, το οποίο υποδηλώνει ότι ένας διακόπτης πρέπει να έχει ικανότητα αυτοδιαπραγμάτευσης. Χωρίς την ανάγκη παρέμβασης ενός ατόμου, ο πελάτης και ο διακόπτης "αποφασίζουν" ποια θα είναι οι παράμετροι μεταγωγής. Αυτοί είναι οι μη διαχειριζόμενοι διακόπτες.

Αλλά με την πάροδο του χρόνου το υλικό έχει προχωρήσει πολύ, μειώνοντας το μέγεθος, αυξάνοντας την ισχύ και δίνοντας αυτές τις συσκευές περισσότερη ευφυΐα. Δεν είναι ασυνήθιστο να βλέπετε switches με επεξεργαστές 4 πυρήνων και μνήμη RAM 512 MB ή ακόμα περισσότερο. Αλλά το πιο σημαντικό πράγμα σε αυτά είναι ότι έχουν firmware που είναι προσβάσιμα από το πρόγραμμα περιήγησης ή κάποιο ειδικό λιμάνι, προκειμένου να τροποποιηθούν οι παράμετροί τους. Αυτοί είναι οι διαχειριζόμενοι διακόπτες.

Αυτή η χωρητικότητα είναι απαραίτητη ή τουλάχιστον προαιρετική για εκείνους τους υπολογιστές που εκτός από την εναλλαγή προσφέρουν επίσης τη δυνατότητα δημιουργίας δικτύων VPN, Port Mirroring (Παρακολούθηση θυρών) (παρακολούθηση θύρας ή θύρα θύρας) . όταν μπορούμε να κάνουμε λειτουργίες δρομολόγησης IP, δηλαδή να δουλέψουμε στο επίπεδο 3 του μοντέλου OSI για να δημιουργήσουμε ένα VPN.Αν προσθέσουμε σε αυτό τον έλεγχο των λογικών θυρών, τότε θα μιλήσουμε για ένα switch 3 / 4.

Διακόπτης PoE

Το PoE (δεν πρέπει να συγχέεται με το PPPoE) σημαίνει Power Over Ethernet ή Power over Ethernet. Πρόκειται για μια τεχνολογία που μπορεί να είναι παρόμοια με USB ή Thunderbolt που όλοι γνωρίζουμε, καθώς εκτός από το να επιτρέπει την αποστολή δεδομένων στον πελάτη-διακόπτη, παρέχει επίσης δύναμη σε αυτό. Αυτό γίνεται απευθείας μέσω του καλωδίου UTP. Βασίζεται σε πρότυπα:

• IEEE 802.3af: PoE με ισχύ μέχρι 15.4W IEEE 802.3at: PoE +: αυξάνει τη χωρητικότητα έως 30W 3bt: Το uPoE φθάνει 51W ή 71W

Η χωρητικότητα είναι εξαιρετικά χρήσιμη για τη σύνδεση σημείων πρόσβασης Wi-Fi, κάμερες παρακολούθησης IP ή VoIP. Έτσι τροφοδοτούνται οι περισσότερες κάμερες σε δημόσια ιδρύματα.

Επιτραπέζιους, ακροδέκτες και διακόπτες κορμού

Οι διακόπτες επιφάνειας εργασίας είναι οι πιο βασικοί από όλους, οι οποίοι σχεδόν ποτέ δεν θα διαχειριστούν, δεδομένου ότι αποσκοπούν απλώς στην επέκταση του οικιακού μας δικτύου χωρίς μεγάλες επιπλοκές. Προσφέρουν μεταξύ 4 και 8 θυρών, στα 100 Mbps με λειτουργίες ημι-αμφίδρομης και πλήρους αμφίδρομης λειτουργίας. Στην πραγματικότητα, οι περισσότεροι δρομολογητές ενσωματώνουν ήδη τουλάχιστον 4 ή 5 θύρες με αυτά τα χαρακτηριστικά.

Η δεύτερη ομάδα είναι οι περιμετρικοί διακόπτες, έχουν μεγαλύτερο αριθμό θυρών, οι οποίοι μπορούν εύκολα να φτάσουν σε 24 ή ακόμα και 48 θύρες. Χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία μικρών υποδικτύων προσανατολισμένων σε αίθουσες υπολογιστών εκπαιδευτικών κέντρων, εργαστηρίων, γραφείων κλπ. Η σύνδεσή σας είναι συνήθως 1 Gbps.

Οι διακόπτες κορμού, πέραν του ότι προσφέρουν περισσότερες θύρες, θα είναι διαχειρίσιμοι και θα προσφέρουν λειτουργίες OSI Layer 2 και 3 για να διαχειριστούν τη μεταγωγή πακέτων και τη δρομολόγηση. Αν προσθέσουμε επίσης modularity μέσω rack cabinets, θα μπορούσαμε να έχουμε αρκετές εκατοντάδες θύρες που λειτουργούν με ταχύτητα 1 Gbps ή ακόμα και 10 Gbps για κέντρα δεδομένων.

Διαφορές μεταξύ διακόπτη και διανομέα

Αφού δει λεπτομερώς τι είναι ένας διακόπτης, θα πρέπει να διακρίνεται από εκείνες τις συσκευές δικτύου που σχετίζονται με αυτό.

Το πρώτο και πιο προφανές είναι ο Hub ή ο διανομέας, μια συσκευή που μπορεί να θεωρηθεί ως ο προκάτοχος του Switch. Έτσι έχει ένα πάνελ με έναν ορισμένο αριθμό θυρών για τη διασύνδεση των διαφορετικών κόμβων στο συνδεδεμένο.

Η μεγάλη διαφορά είναι ότι το Hub δεν είναι σε θέση να διακρίνει εάν οι πληροφορίες που περνούν μέσα από αυτό κατευθύνονται σε έναν ή τον άλλο υπολογιστή. Αυτή η συσκευή περιορίζεται στη λήψη των πληροφοριών και στην επανάληψή τους για όλες τις θύρες τους, ανεξάρτητα από το τι έχετε συνδέσει με αυτές, τις οποίες ονομάζουμε εκπομπή.

Διαφορές μεταξύ διακόπτη, δρομολογητή και μόντεμ

Η επόμενη διαφοροποίηση που πρέπει να κάνουμε είναι αυτή του διακόπτη με τους δρομολογητές και το μόντεμ, και αυτό θα είναι εύκολο, βασιζόμενο στα επίπεδα OSI.

Γνωρίζουμε ότι ο διακόπτης λειτουργεί φυσικά στο επίπεδο 2 του μοντέλου, το στρώμα σύνδεσης δεδομένων, αφού μέσω του πίνακα MAC του είναι σε θέση να στείλει πακέτα στον κεντρικό υπολογιστή προορισμού. Παρόλο που είναι αλήθεια ότι υπάρχουν υπολογιστές που μπορούν επίσης να λειτουργούν στο επίπεδο 3 και 4 χάρη στο υλικολογισμικό τους.

Από την άλλη πλευρά, ένα μόντεμ λειτουργεί μόνο στο επίπεδο 1 ή φυσικό, είναι αποκλειστικά αφιερωμένο στη μετατροπή και μετάφραση των σημάτων που έρχονται σε αυτό από το δίκτυο. Για παράδειγμα, αναλογική σε ψηφιακή, ασύρματη σε ηλεκτρική και οπτική σε ηλεκτρική.

Τέλος, ο δρομολογητής είναι μια συσκευή που λειτουργεί κυρίως στο επίπεδο 3, το στρώμα δικτύου, επειδή είναι υπεύθυνο για τη δρομολόγηση πακέτων και τη μεταφορά από το δημόσιο δίκτυο στο εσωτερικό δίκτυο που δημιουργείται από αυτό. Αλλά φυσικά, οι σημερινοί δρομολογητές είναι πολύ πλήρεις και περιλαμβάνουν τη λειτουργία του Switch με πολλαπλές θύρες και ακόμη και τις λειτουργίες του στρώματος 4 και 7 χάρη στη δημιουργία υπηρεσιών VPN ή κοινών δεδομένων.

Συμπεράσματα σχετικά με τους διακόπτες

Επί του παρόντος σχεδόν κανένας από μας δεν χρειάζεται έναν διακόπτη για να συνδέσει τον εξοπλισμό μας στο δίκτυο, αφού οι σημερινοί δρομολογητές έχουν μέχρι και 8 θύρες για αυτό και Wi-Fi. Ωστόσο, είναι και θα συνεχίσουν να χρησιμοποιούνται αναμφισβήτητα σε κέντρα δεδομένων, εκπαιδευτικά κέντρα και πολλά άλλα.

Η μεγάλη εξέλιξη που είχαν αυτές οι συσκευές χάρη στην αυξημένη ισχύ του υλικού και την πολυπλοκότητα του υλικολογισμικού, τους καθιστούν αληθινούς υπολογιστές σχεδόν στο επίπεδο των δρομολογητών.

Σας αφήνουμε τώρα με λίγα άρθρα δικτύωσης:

Έχετε ποτέ στην κατοχή σας ή έχετε διακόπτη, ποια χωρητικότητα; Αφήστε τα σχόλια ή τις ερωτήσεις που θεωρείτε κατάλληλα στο πλαίσιο