Εάν είστε εξοικειωμένοι με τη διαμόρφωση ενός οικιακού δικτύου, θα γνωρίζετε τα βασικά ενός δρομολογητή. Ο δρομολογητής ορίζει το δίκτυο και λειτουργεί ως πύλη προς άλλα δίκτυα. Σε ένα οικιακό δίκτυο, αυτά τα άλλα δίκτυα είναι γενικά το Διαδίκτυο. Δεν χρειάζεται να συμβαίνει αυτό, όμως. Σε δίκτυα εταιρικής κλάσης, θα βρείτε συχνά μια σειρά από δίκτυα που συνδέονται μεταξύ τους από διαφορετικούς δρομολογητές και διαφορετικές θύρες σε αυτούς τους δρομολογητές.
Συχνά θα διαπιστώσετε ότι οι δρομολογητές δεν έχουν τόσες πολλές θύρες ethernet. Πολλοί οικιακόι δρομολογητές προσφέρουν το πολύ δύο, τρεις ή τέσσερις θύρες, ενώ ορισμένοι προσφέρουν μόνο μία. Οι δρομολογητές εταιρικής ποιότητας θα παρέχουν πάντα περισσότερες από τέσσερις θύρες, αλλά γενικά δεν προσφέρουν δεκάδες θύρες. Αυτό σημαίνει ότι ενδέχεται να μην έχετε αρκετές θύρες στο δρομολογητή σας για να συνδέσετε όλες τις συσκευές που πρέπει να συνδεθούν.
Για να το αντιμετωπίσετε, δύο συσκευές δικτύου μπορούν να βοηθήσουν. Το πρώτο είναι ένας κόμβος δικτύου. Αυτό προσφέρει έναν πιο σημαντικό αριθμό θυρών, αλλά προωθεί οποιαδήποτε εισερχόμενη κίνηση σε όλες τις άλλες θύρες εξερχόμενων. Όλες οι συσκευές μοιράζονται εύρος ζώνης, το οποίο μπορεί να προκαλέσει προβλήματα, ειδικά σε μεγάλα δίκτυα. Η άλλη επιλογή είναι ο διακόπτης δικτύου. Ο διακόπτης προσφέρει επίσης πολλές θύρες.
Αλλά σε αντίθεση με το hub, προωθεί μόνο την κυκλοφορία δικτύου στη συσκευή στην οποία υποτίθεται ότι πηγαίνει. Αυτό σημαίνει ότι το εύρος ζώνης σε κάθε κεντρικό υπολογιστή είναι ανεξάρτητο από οποιονδήποτε άλλο κεντρικό υπολογιστή. Οι μεταγωγείς δικτύου είναι σημαντικά πιο δημοφιλείς από τους διανομείς λόγω των καλύτερων δυνατοτήτων εύρους ζώνης τους.
Τα βασικά ενός διακόπτη
Ένας μεταγωγέας δικτύου προσφέρει συνήθως μεγάλο αριθμό θυρών ethernet. Οι διακόπτες Small Business/Home Office προσφέρουν τέσσερις, οκτώ ή δώδεκα θύρες και συνήθως δεν το ξεπερνούν. Είναι μικρές συσκευές που έχουν σχεδιαστεί για να κάθονται πάνω ή κάτω από ένα γραφείο, σε αντίθεση με ένα δρομολογητή. Οι δρομολογητές της κατηγορίας Enterprise είναι τοποθετημένοι σε rack όπως οι δρομολογητές Enterprise. Αυτά γενικά υπερβαίνουν τις 48 τυπικές θύρες ανά μεταγωγέα 1U. Ωστόσο, αυτές τείνουν επίσης να έχουν μικρό αριθμό άλλων θυρών, συμπεριλαμβανομένων των θυρών ethernet. Συνήθως έχουν σχεδιαστεί για συνδέσεις μεγαλύτερου εύρους ζώνης σε δρομολογητές.
Οι διακόπτες προσφέρουν γενικά θύρες ethernet, αν και ορισμένες συσκευές εταιρικής κατηγορίας μπορεί να προσφέρουν άλλες επιλογές συνδεσιμότητας. Οι περισσότεροι διακόπτες παρέχουν μόνο μία επιλογή συνδεσιμότητας. Ορισμένα, ωστόσο, είναι αρθρωτά και μπορούν να προσφέρουν περισσότερα από ένα, συνήθως ethernet και οπτικές ίνες. Αν και άλλες επιλογές συνδεσιμότητας είναι διαθέσιμες.
Το βασικό χαρακτηριστικό
Το βασικό χαρακτηριστικό ενός διακόπτη είναι ότι λειτουργεί στο επίπεδο 2 του μοντέλου OSI, το επίπεδο σύνδεσης δεδομένων. Αυτό σημαίνει ότι δρομολογεί δεδομένα μέσω διευθύνσεων MAC και όχι μέσω διευθύνσεων IP. Οι διακόπτες ακούν την κίνηση ARP στο δίκτυο και δημιουργούν έναν εσωτερικό πίνακα με τον οποίο οι διευθύνσεις MAC είναι διαθέσιμες σε ποια φυσική θύρα. Αυτό σημαίνει ότι όταν η κίνηση προορίζεται για μια συγκεκριμένη διεύθυνση MAC, ο μεταγωγέας γνωρίζει ακριβώς ποια φυσική θύρα θα κατευθύνει την κίνηση προς τα κάτω για να τη μεταφέρει στον σωστό κεντρικό υπολογιστή.
Ορισμένοι διακόπτες, ειδικά αυτοί με πολλαπλά μέσα συνδεσιμότητας, λειτουργούν τόσο στο επίπεδο 2 όσο και στο επίπεδο 3 του μοντέλου OSI. Οι διακόπτες που δεν βασίζονται αποκλειστικά στο επίπεδο 2 ονομάζονται διακόπτες πολλαπλών επιπέδων.
Οι βασικοί διακόπτες δεν έχουν παραμετροποιήσιμες επιλογές και ονομάζονται μη διαχειριζόμενοι. Πολλοί διακόπτες γραφείου στο σπίτι προσφέρουν μια διεπαφή διαχείρισης ιστού με βασική λειτουργικότητα. Διαχειρίζονται οι διακόπτες κατηγορίας Enterprise και προσφέρουν κυρίως διαμόρφωση που βασίζεται σε CLI. Συχνά μέσω μιας θύρας κονσόλας, αν και μπορεί να είναι δυνατή η διαμόρφωση δικτύου.
Broadcast Storms
Γενικά, ένα πλέγμα συνδεσιμότητας μεταξύ συσκευών είναι επιθυμητό στη δικτύωση υπολογιστών. Μια τοπολογία πλέγματος προσφέρει πλεονασμό σε περίπτωση αστοχίας σύνδεσης ή συσκευής. Ωστόσο, υπάρχει πρόβλημα με τους διακόπτες. Επειδή οι μεταγωγείς βρίσκονται εντός ενός τομέα εκπομπής, μεταδίδουν οποιοδήποτε πακέτο εκπομπής λαμβάνουν σε όλες τις άλλες θύρες. Εάν υπάρχει ένα πλέγμα στη θέση του, υπάρχει ένας βρόχος στο σύστημα που αναγκάζει τα πακέτα εκπομπής να εισέλθουν σε έναν αόριστο βρόχο.
Αυτός ο βρόχος εκπομπής καταναλώνει τον χώρο προσωρινής αποθήκευσης σε σχετικά σύντομο χρονικό διάστημα. Συντριπτική ικανότητα του διακόπτη να μεταδίδει δεδομένα και προκαλεί καταιγίδα εκπομπής. Αυτά τείνουν να καθιστούν το δίκτυο άχρηστο. Ο μεγάλος όγκος κίνησης δικτύου μπορεί επίσης να προκαλέσει σημαντική αύξηση στη χρήση της CPU των συσκευών που είναι συνδεδεμένες στο δίκτυο, δυνητικά καθιστώντας τις άχρηστες. Εάν ένα δίκτυο μπορεί να μπει σε μια καταιγίδα εκπομπής, ο μόνος τρόπος για να το επιλύσετε είναι να σπάσετε τον βρόχο, γενικά αποσυνδέοντας ένα προσβλητικό καλώδιο ethernet.
Το λογισμικό υπάρχει για να εξουδετερώσει τον κίνδυνο μιας καταιγίδας εκπομπής. Πρωτόκολλο Rapid Spanning Tree Protocol, RSTP, το συμβατό προς τα πίσω, διάδοχο του Spanning Tree Protocol. Επιτρέπει σε ένα δίκτυο να προσδιορίζει τις προτιμώμενες διαδρομές και να απενεργοποιεί προσωρινά τις μη προτιμώμενες διαδρομές. Όταν γίνεται οποιαδήποτε αλλαγή στο δίκτυο, όπως μια συσκευή. Εάν ή ο σύνδεσμος αποτύχει, ο υπολογισμός εκτελείται ξανά αυτόματα, κάτι που μπορεί να ενεργοποιήσει εκ νέου τον προηγουμένως απενεργοποιημένο σύνδεσμο δημιουργίας αντιγράφων ασφαλείας. Το STP χρειαζόταν περίπου ένα λεπτό για να συγκλίνει σε μια προτιμώμενη διαμόρφωση. Το RSTP μπορεί να ολοκληρώσει όλη τη διαδικασία σε 6 δευτερόλεπτα.
Ορισμένοι διαχειριζόμενοι διακόπτες περιλαμβάνουν επιλογές μείωσης της κυκλοφορίας μετάδοσης όταν καταναλώνει περισσότερο από ένα καθορισμένο εύρος ζώνης. Αυτή η τεχνική επιτρέπει βρόχους, αλλά στειρώνει τον κίνδυνο καταιγίδων μετάδοσης.
συμπέρασμα
Ο διακόπτης δικτύου είναι μια συσκευή δικτύωσης υπολογιστών που προσφέρει πολλές θύρες συνδεσιμότητας, συνήθως θύρες ethernet. Κάθε θύρα μπορεί να χρησιμοποιήσει το συνολικό εύρος ζώνης της ανεξάρτητα από την απόδοση όλων των άλλων θυρών.
Συσκευές οικιακού γραφείου που μπορούν να τοποθετηθούν σε ένα γραφείο και συνήθως προσφέρουν έως και 12 θύρες, ενώ έχουν γενικά βασικές επιλογές διαμόρφωσης, εάν υπάρχουν διαθέσιμες. Οι διακόπτες της κατηγορίας Enterprise είναι τοποθετημένοι σε rack, προσφέρουν έως και 48 θύρες σε διακόπτη 1U και διαθέτουν πλήρεις επιλογές διαχείρισης. Οι διακόπτες λειτουργούν στο επίπεδο 2 του μοντέλου OSI, δρομολογώντας την κυκλοφορία κατά διεύθυνση MAC.