Ростелеком ТВ 

Основные характеристики коммутаторов. Какие коммутаторы бывают

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

Коммутатор , или свитч - прибор, объединяющий несколько интеллектуальных устройств в локальную сеть для обмена данными. При получении информации на один из портов, передает ее далее на другой порт, на основании таблицы коммутации или таблицы MAC-адресов . При этом процесс заполнения таблицы идет не пользователем, а самим коммутатором, в процессе работы – при первом сеансе передачи данных таблица пуста, и изначально коммутатор ретранслирует пришедшую информацию на все свои порты. Но в процессе работы он запоминает пути следования информации, записывает их к себе в таблицу и при последующих сеансах уже отправляет информацию по определенному адресу. Размер таблицы может включать от 1000 до 16384 адресов.

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:
  • Вид коммутатора – управляемый, неуправляемый и настраиваемый.
  1. Неуправляемые коммутаторы – не поддерживают протоколы сетевого управления. Наиболее просты, не требуют особых настроек, стоят недорого: от 440 до 2990 рублей. Оптимальное решение для маленькой локальной сети. Со сборкой локальной сети на их основе справится даже человек, далекий от этих дел – требуется лишь купить сам коммутатор, кабели необходимой длины для подключения оборудования (лучше, в виде атч-корда , т.е. «с вилками» в сборе – не забудьте перед покупкой осмотреть оборудование, к которому будет подключаться кабель, и уточнить, какой именно тип разъема вам понадобится), ну и собрать саму сеть. Простейшая настройка описана в документации к устройству.
  2. Управляемые коммутаторы – поддерживают протоколы сетевого управления, обладают более сложной конструкцией, предлагают более широкий функционал – с помощью WEB-интерфейса или специализированных программ ими можно управлять, прописывая параметры подключенной к ним сети, приоритеты отдельных устройств и пр. Именно этот тип коммутаторов может заменять маршрутизаторы. Цена на такие устройства колеблется в диапазоне от 2499 до 14490 рублей. Данный вид коммутаторов представляет интерес для специализированных локальных сетей – видеонаблюдение, промышленная сеть, офисная сеть.
  3. Настраиваемые коммутаторы – устройства, которые поддерживают некоторые настройки (к примеру – конфигурирование VLAN (создание подгрупп)), но все равно во многом уступают управляемым коммутаторам. Настраиваемые коммутаторы могут быть как управляемыми, так и неуправляемыми.
  • Размещение коммутатора – может быть трех типов:
  1. Настольный – компактное устройство, которое можно просто разместить на столе;
  2. Настенный – небольшое устройство, которое, как правило, можно расположить как на столе, так и на стене – для последнего предусмотрены специальные пазы/крепления;
  3. Монтируемый на стойку – устройство с предусмотренными пазами для монтажа в стойку сетевого оборудования, но которое, как правило, также можно расположить на столе.
  • Базовая скорость передачи данных – скорость, с которой работает каждый из портов устройства. Как правило, в параметрах коммутатора указывается сразу несколько цифр, к примеру: 10/100Мбит/сек – это означает, что порт может работать и со скоростью 10Мбит/сек, и 100Мбит/сек, автоматически подстраиваясь под скорость источника данных. Представлены модели с базовой скоростью:
  • Общее количество портов коммутатора – один из основных параметров, в принципе именно он больше всего влияет конфигурацию локальной сети, т.к. от него зависит, какой количество оборудования вы сможете подключить. Диапазон лежит в пределах от 5 до 48 портов. Коммутаторы с количеством портов 5-15  наиболее интересны для построения маленькой домашней сети, устройства с количеством портов от 15 до 48  ориентированы уже на более серьезные конфигурации.

  • – порты, поддерживающие скорость 100Мбит/сек, бывает до 48 ;
  • Количество портов со скоростью 1Гбит/сек – порты, поддерживающие скорость 1Гбит/сек – что особенно актуально для высокоскоростной передачи данных, бывает до 48 ;
  • Поддержка РоЕ – если такой параметр есть , то означает, что подключенное к порту с этой опцией устройство можно питать по сетевому кабелю (витой паре), при этом никакого влияния на передающийся сигнал информации не оказывается. Функция особенно привлекательна для подключения устройств, к которым нежелательно, либо невозможно подводить дополнительный кабель питания – к примеру, для WEB-камер.
  • SFP-порты  – порты коммутатора для связи с устройствами более высокого уровня, либо с другими коммутаторами. По сравнению с обычными портами могут поддерживать передачу данных на более дальние расстояния (стандартный порт с RJ-45 разъемом и подключенным кабелем «витая пара» поддерживает передачу в пределах 100м). Такой порт не оснащен приемо-передатчиком, это только слот, к которому можно подключить SFP-модуль, представляющий из себя внешний приемо-передатчик для подключения нужного кабеля – оптического, витой пары.

  • Скорость обслуживания пакетов – характеристика, обозначающая производительность оборудования, и измеряющаяся в миллионах пакетов в секунду – Мррs. Как правило, подразумеваются пакеты размеров 64 байта (уточняется производителем). Величина этой характеристики различных устройств лежит в пределах от 1,4 до 71,4 Мррs .

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ


Область применения коммутаторов широка, самые распространенные сферы применения:
  • маленькая домашняя локальная сеть , включающая, к примеру, несколько компьютеров, принтер, телевизор и музыкальный центр (при условии, что все оборудование поддерживает сетевое подключение);

Трафик приложений в сети предприятия постоянно растет, а с развитием виртуализации появляются новые решения и сервисы, для которых рекомендуемые скорости интерфейсов на оборудовании уже составляют 10Гбит/c. Для малого и среднего бизнеса на сегодняшний день выгодно использовать технологию Ethernet - как для подключения пользователей, серверов , телефонии и прочего, так и для подключения систем хранения , т.е. организации SAN. В данной статье представлен обзор коммутаторов с 24 10Gb оптическими портами. Для сравнения мы взяли 5 коммутаторов ведущих производителей:

  • Cisco Catalyst 4500X
  • Dell 8132F
  • Juniper EX4550

Для подключения к коммутатору серверов, систем хранения и коммутаторов подсетей пользователей нам понадобятся оптические трансиверы, которые обеспечивают передачу на разные расстояния:

Помимо 24-х портовых устройств, которые мы собираемся задействовать, бывают также и 48-ми портовые модели. Стоимость трансиверов, может привышать стоимость самого устройства в несколько раз.
Если необходимо подключение на небольшие расстояния до 7 метров, например в пределах серверной комнаты или стойки, можно использовать DAC кабель (direct attach copper cable, так же известен как Twinax). Его стоимость на порядок ниже стоимости трансиверов:

Не стоит забывать о технической поддержке и гарантии:

A. Коммутатор Dell Power Connect 8132F обладает «джентльменским» набором, который позволяет внедрить большинство современных медиа-услуг:

  • поддержка большинства стандартных L2-протоколов и безопасности (spanning-tree, LACP, VRRP, Dynamic ARP Inspection, 802.1x и т. д.)
  • поддержка маршрутизации - 512 IPv4 / 256 IPv6 статических маршрутов
  • поддержка RIP и OSPF
  • поддержка мультикаст-протоколов PIM-SM и PIM-DM
  • поддержка средств QoS и управления

Одно из многих достоинств коммутатора - возможность увеличения количества портов картами расширения с 24 до 32 портов 10Gbps или добавления карты с 2-мя интерфейсами по 40Gbps QSFP. Можно объединить до 6 коммутаторов в отказоустойчивый стек.
Отличительной особенностью серии коммутаторов 8100, наряду с поддержкой функционала DCB (data center bridging), является технология для оптимизации iSCSI, которая автоматически определяет и настраивает коммутатор при подключении систем хранения Dell EqualLogic. При покупке коммутатора Dell Power Connect 8132F техническая поддержка на 3 года уже входит в комплект поставки.
Кроме того существует модель с медными 10GbE портами Dell Power Connect 8132.

B. Коммутатор Cisco Catalyst 4500X традиционно имеет расширенный и гибкий функционал в области работы с QoS, средствами безопасности, мониторинга и управления, виртуализации сети, маршрутизации (в том числе мультикаст траффика) как правило, поддерживаемый исключительно на оборудовании Cisco. Коммутатор можно расширить с 24 до 32 портов 10Gb c помощью интерфейсной карты. Есть возможность объединения до 2 коммутаторов в стек по собственной технологии VSS. Поддерживаются такие протоколы как EIGRP, BGP, PBR, PIM. Решение больше подойдет для организации высокопроизводительного ядра сети с продвинутыми возможностями гибкого управления и мониторинга различного трафика на уровне приложений при поддержании повышенного уровня безопасности и отказоустойчивости. Если у вас какие-то особые функциональные требования, то вероятнее всего, что именно это оборудование справится с вашей задачей.

C. Коммутаторы Juniper часто сравнивают с Cisco. Juniper EX4550 так же имеет расширенный L2-функционал и поддержку протоколов OSPF, BGP, IS-IS, а так же DCB (data center bridging) и многое другое. Отличительной особенностью EX серии является технология стекирования Juniper Virtual Chassis, которая позволяет объединить в одно логическое устройство до 10 коммутаторов с помощью интерфейсных модулей 40Gbps QSFP или специальных модулей 128Gbps - при комбинации этих способов можно увеличить пропускную способность до 320Gbps. Коммутатор подойдет как для дата-центров, так и для создания высокопроизводительного ядра предприятия. Имеются так же модели с медными 10Gbps портами.

D. Коммутаторы HP 5820 располагают расширенным L2-функционалом и поддержкой протоколов OSPF, BGP, IS-IS, а так же DCB (data center bridging) с помощью дополнительных интерфейсных карт. С помощью собственной технологии Intelligent Resilient Framework (IRF) можно построить сетевую фабрику из 9 коммутаторов посредством объединения до 1024 портов 10GbE. Для централизованного управления всей фабрикой (как большим виртуальным коммутатором) HP предлагает графическую утилиту Intelligent Management Center (IMC). Стоит сказать, что в данной серии отсутствует поддержка интерфейсов 40Gbps QSFP.

иерархической модели сети, что помогает пользователям определить, какое оборудование оптимально использовать для решения поставленной задачи в конкретном случае.

Неуправляемые коммутаторы

Неуправляемые коммутаторы (Unmanaged Switches ) D-Link являются идеальным решением для развертывания сетей небольших рабочих групп или домашних сетей (SOHO, Small-Office-Home-Office). Также их можно использовать на уровне доступа сетей малых предприятий. Эти коммутаторы просты в установке и поддерживают (в зависимости от модели) такие функции, как Plug and Play , диагностика кабеля, управление потоком ( IEEE 802.3х), автоматическое определение полярности кабелей (MDI/MDIX), возможность передачи Jumbo-фреймов и приоритизацию трафика. Технологии Green Ethernet и энергоэффективный Ethernet ( IEEE 802.3az Energy - Efficient Ethernet , EEE) позволяют снизить электропотребление коммутаторов. Поддержка передачи питания через Ethernet позволяет использовать коммутаторы для питания устройств, расположенных в труднодоступных местах или при отсутствии требуемого количества электрических розеток.

Неуправляемые коммутаторы не поддерживают функции управления и обновления программного обеспечения.


Рис. 29.1.

Неуправляемые коммутаторы D-Link представлены сериями DES- 10xxА, DES-10xxС, DES-10xxD, DES-10xxP, DES-10xxG, DGS-10xxA, DGS-10xxC, DGS-10xxD и DGS-10xxP.

Серии DES-10ххА, DES-10xxС и DES-10ххD состоят из экономичных неуправляемых коммутаторов с различным количеством портов 10/100 Мбит/с (от 5 до 24) в настольном и стоечном исполнении.


Рис. 29.2.

Серии DGS-10xxA, DGS-10xxC и DGS-10xxD включают в себя модели неуправляемых коммутаторов Gigabit Ethernet с различным количеством портов 10/100/1000 Мбит/с (от 5 до 24), выполненные в настольном и стоечном исполнении.

Коммутаторы DES-1005D/1008D, DES-1016A, DES-1005P, DGS-1005D/1008D, DGS-1005A/1008A, DGS-1008P поддерживают стандарт IEEE 802.1р и четыре аппаратных очереди приоритетов на каждом физическом порте.

Коммутаторы DES-1026G/1050G, DES-1018P/1018MP оборудованы двумя комбо-портами 1000BASE-T/SFP, что обеспечивает гибкость при подключении к магистрали сети.

В неуправляемых коммутаторах DES-1005P, DES-1018P, DES-1018MP и DGS-1008P поддерживается передача питания через медные порты Ethernet по стандарту IEEE 802.3af, в коммутаторе DES-1008P+ ? по стандарту IEEE 802.3at-2009. Коммутатор DES-1018MP обладает повышенным энергетическим потенциалом, позволяющим осуществлять питание IP -камер с функциями поворота, ИК-подсветкой, со встроенными нагревателями и вентиляторами.

Практически все серии неуправляемых коммутаторов поддерживают энергосберегающие технологии Green Ethernet и энергоэффективный Ethernet (EEE).

Обе технологии позволяют сократить расходы на электроэнергию, при этом, не оказывая влияния на производительность и функциональность устройств. Технология ЕЕЕ автоматически уменьшает потребление энергии в то время, когда по каналам связи не ведется передача данных . Технология D-Link Green включает ряд функций, которые помогают регулировать потребление электроэнергии, основываясь на определении состояния канала связи и длины кабеля. Когда коммутатор с поддержкой этой технологии определяет, что питание подключенного к нему компьютера отключено, то переводит соответствующий порт в режим сохранения энергии ( power standby mode ). Также коммутатор может регулировать энергопотребление путем анализа длины кабеля Ethernet .

Так как в большинстве случаев для подключения пользователей домашних/офисных сетей используются кабели длиной менее 20 м, энергопотребление может быть снижено до 80%, благодаря чему коммутаторы выделяют меньше тепла, что увеличивает срок их эксплуатации и снижает расходы . Также данная технология подразумевает использование материалов, не наносящих вред окружающей среде.

В коммутаторах DGS-1005A/1008A, DGS-1005D/1008D реализована поддержка функции диагностики кабеля ( Cable Diagnostic ).