Jeśli znasz konfigurację sieci domowej, poznasz podstawy routera. Router definiuje sieć i działa jako brama do innych sieci. W sieci domowej tymi innymi sieciami są zazwyczaj Internet. Jednak nie musi tak być. W sieciach klasy korporacyjnej często można znaleźć szereg sieci połączonych różnymi routerami i różnymi portami na tych routerach.
Często zdarza się, że routery nie mają tylu portów Ethernet. Wiele routerów domowych oferuje co najwyżej dwa, trzy lub cztery porty, a niektóre oferują tylko jeden. Routery klasy korporacyjnej zawsze zapewniają więcej niż cztery porty, ale generalnie nie oferują dziesiątek portów. Oznacza to, że możesz nie mieć wystarczającej liczby portów na routerze, aby podłączyć wszystkie urządzenia, które muszą być podłączone.
Aby to obejść, mogą pomóc dwa urządzenia sieciowe. Pierwszy to koncentrator sieciowy. Zapewnia to większą liczbę portów, ale przekazuje cały ruch przychodzący do wszystkich innych portów wychodzących. Wszystkie urządzenia współdzielą przepustowość, co może powodować problemy, zwłaszcza w dużych sieciach. Inną opcją jest przełącznik sieciowy. Przełącznik oferuje również wiele portów.
Ale w przeciwieństwie do koncentratora, przekazuje tylko ruch sieciowy do urządzenia, do którego ma się udać. Oznacza to, że przepustowość do każdego hosta jest niezależna od jakiegokolwiek innego hosta. Przełączniki sieciowe są znacznie bardziej popularne niż koncentratory ze względu na ich lepszą przepustowość.
Podstawy przełącznika
Przełącznik sieciowy zazwyczaj oferuje dużą liczbę portów Ethernet. Przełączniki dla małych firm/biur domowych oferują cztery, osiem lub dwanaście portów i zwykle ich nie przekraczają. Są to małe urządzenia przeznaczone do siedzenia na blacie lub pod biurkiem, podobnie jak router. Routery klasy Enterprise są montowane w stojaku, podobnie jak routery Enterprise. Zazwyczaj są to maksymalnie 48 standardowych portów na przełącznik 1U. Jednak mają one również zwykle niewielką liczbę innych portów, w tym porty Ethernet. Są one zazwyczaj przeznaczone do połączeń o wyższej przepustowości z routerami.
Przełączniki zazwyczaj oferują porty Ethernet, chociaż niektóre urządzenia klasy korporacyjnej mogą oferować inne opcje łączności. Większość przełączników zapewnia tylko jedną opcję łączności. Niektóre jednak są modułowe i mogą oferować więcej niż jeden, zazwyczaj Ethernet i światłowód. Chociaż dostępne są inne opcje łączności.
Podstawowa cecha
Podstawową cechą przełącznika jest to, że działa on w warstwie 2 modelu OSI, warstwie łącza danych. Oznacza to, że kieruje dane za pośrednictwem adresów MAC, a nie adresów IP. Przełączniki nasłuchują ruchu ARP w sieci i tworzą wewnętrzną tabelę, w której dostępne są adresy MAC na którym porcie fizycznym. Oznacza to, że gdy ruch jest przeznaczony dla określonego adresu MAC, przełącznik dokładnie wie, do którego portu fizycznego należy skierować ruch w dół, aby skierować go do właściwego hosta.
Niektóre przełączniki, zwłaszcza te z wieloma nośnikami łączności, działają zarówno na poziomie 2, jak i 3 modelu OSI. Przełączniki, które nie są oparte wyłącznie na warstwie 2, nazywane są przełącznikami wielowarstwowymi.
Przełączniki podstawowe nie mają żadnych konfigurowalnych opcji i są nazywane niezarządzanymi. Wiele przełączników do domowego biura oferuje interfejs zarządzania przez sieć z podstawową funkcjonalnością. Przełączniki klasy Enterprise są zarządzane i oferują przede wszystkim konfigurację opartą na CLI. Często przez port konsoli, chociaż może być możliwa konfiguracja sieci.
Burze rozgłoszeniowe
Ogólnie rzecz biorąc, siatka połączeń między urządzeniami jest pożądana w sieciach komputerowych. Topologia siatki zapewnia nadmiarowość w przypadku awarii łącza lub urządzenia. Jest jednak problem z przełącznikami. Ponieważ przełączniki znajdują się w domenie rozgłoszeniowej, przesyłają każdy otrzymany pakiet rozgłoszeniowy na wszystkich innych portach. Jeśli istnieje siatka, w systemie jest pętla, która powoduje, że pakiety rozgłoszeniowe wchodzą w nieskończoną pętlę.
Ta pętla rozgłoszeniowa zajmuje miejsce w buforze w stosunkowo krótkim czasie. Przytłaczająca zdolność przełącznika do przesyłania danych i powodowanie burzy rozgłoszeniowej. To sprawia, że sieć staje się bezużyteczna. Duży ruch sieciowy może również spowodować znaczny wzrost wykorzystania procesora przez urządzenia podłączone do sieci, potencjalnie czyniąc je bezużytecznymi. Jeśli sieć może dostać się do burzy rozgłoszeniowej, jedynym sposobem jej rozwiązania jest przerwanie pętli, zazwyczaj przez odłączenie niewłaściwego kabla Ethernet.
Oprogramowanie istnieje, aby zneutralizować ryzyko burzy rozgłoszeniowej. Rapid Spanning Tree Protocol, RSTP, zgodny wstecznie następca protokołu Spanning Tree. Umożliwia sieci określenie preferowanych tras i tymczasowe wyłączenie niepreferowanych tras. Po wprowadzeniu jakiejkolwiek zmiany w sieci, na przykład w urządzeniu. Jeśli lub łącze nie powiedzie się, obliczenia są wykonywane ponownie automatycznie, co może ponownie włączyć wcześniej wyłączone łącze zapasowe. STP potrzebował około minuty, aby uzyskać zbieżność w preferowanej konfiguracji. RSTP może zakończyć cały proces w 6 sekund.
Niektóre przełączniki zarządzane zawierają opcje odrzucania ruchu rozgłoszeniowego, gdy zużywa on więcej niż określoną przepustowość. Ta technika dopuszcza pętle, ale neutralizuje ryzyko burz rozgłoszeniowych.
Wniosek
Przełącznik sieciowy to komputerowe urządzenie sieciowe, które oferuje kilka portów łączności, zazwyczaj porty Ethernet. Każdy port może wykorzystywać swoją całkowitą przepustowość niezależnie od przepustowości wszystkich innych portów.
Urządzenia do domowego biura, które mogą siedzieć na biurku i zazwyczaj oferują do 12 portów, a jednocześnie mają ogólnie podstawowe opcje konfiguracji, jeśli są dostępne. Przełączniki klasy korporacyjnej są montowane w stojaku, oferują do 48 portów w przełączniku 1U i są wyposażone w pełne opcje zarządzania. Przełączniki działają w warstwie 2 modelu OSI, kierując ruch według adresu MAC.