Принцип работы коммутатора зажигания, какие виды бывают и как проверить неисправность

Вашей организации нужен роутер? Или достаточно концентратора или свитча, поддерживающего протоколы маршрутизации? В чем разница между роутером и коммутатором L3? Что такое многоуровневый коммутатор? Поскольку сетевые продукты стали более сложными, определения «коммутатор» и «маршрутизатор» эволюционировали. Понимание того, чем отличаются эти устройства друг от друга, является ключом к выбору правильного сетевого оборудования.

Различия между типами сетевых устройств

В прошлом различия между коммутатором и маршрутизатором были простыми. Всё дело в уровнях модели OSI, которая разбивает сетевое взаимодействие на семь ролей. Коммутаторы обрабатывают пакеты с использованием адресов уровня 2 – MAC адресов, в то время как маршрутизаторы обрабатывают пакеты на 3-ем уровне, с использованием адресов уровня 3 – IP адресов. Коммутатор будет пересылать пакеты на основе адреса назначения в заголовке кадра Ethernet. Маршрутизатор будет пересылать пакеты, используя IP адрес назначения в заголовке IP пакета. Это звучит по-разному, и это действительно так. В обоих случаях коммутатор или маршрутизатор ищет адрес назначения в таблице памяти, чтобы выяснить, какой интерфейс использовать для следующего перехода. Однако на практике характер схем адресации уровня 2 и уровня 3 отличает этот процесс.

Коммутатор Ethernet пересылает трафик на основе изучения того, какой MAC адрес доступен на каком интерфейсе. Каждый раз, когда он получает кадр, он ищет адрес получателя, чтобы определить, что делать с кадром дальше.

Основное назначение свитчей в том, что эти устройства предназначены для работы в локальной сети, которая имеет конечное количество компьютеров.

Обычно менее 2000, даже для крупных ЛВС. Из-за этого ограничения коммутаторы Ethernet проектируются с использованием аппаратных компонентов, оптимизированных для быстрого поиска в небольшой таблице CAM (Content Addressable Memory). Пока количество хостов в сети ограничено, коммутаторы могут выполнять поиск получателей пакетов и переадресацию с линейной скоростью.

Роутер, который пересылает данные на основе IP адреса получателя, не может искать адреса хостов назначения в небольшой таблице. Он должен иметь возможность искать любой IP адрес для любого устройства в любом месте. Для интернет маршрутизатора это означает хранение таблицы, которая содержит все IP адреса, используемые глобально. И маршрутизатор должен не только выполнять поиск получателя каждого пакета для пересылки, он также должен заполнять свои таблицы пересылки, используя полученную информацию из протоколов маршрутизации от других устройств. По этой причине маршрутизаторы изначально были специализированными устройствами с программным обеспечением для управления сложными алгоритмами и структурами данных, необходимых для больших IP сетей.

В последние годы грань между свитчами и роутерами размыта. Достижения в технологии CAM позволяют роутерам хранить большие таблицы маршрутизации и выполнять поиск на аппаратном уровне, метод, который первоначально был известен как «IP коммутация». Между тем, коммутаторы Ethernet получили возможность выполнять поиск на основе IP адреса как для пересылки, так и для применения политик обработки трафика. Коммутаторы с возможностью применять функции, основанные не только на уровне 2, называют «многоуровневыми коммутаторами» или «коммутаторами третьего уровня».

Дальнейшее размывание границы между сетевыми устройствами – это создание коммутаторов, которые реализуют протоколы динамической маршрутизации. Эти устройства имеют возможность выступать в качестве роутера в фундаментальном смысле, обмениваясь информацией о маршрутах с другими маршрутизаторами и принимая решения о пересылке пакета на основе IP адресов. В задачах, которые требуют использования протоколов маршрутизации, но где таблица IP маршрутизации имеет ограниченный объём, в качестве маршрутизатора может использоваться многоуровневый коммутатор с поддержкой протоколов маршрутизации. Примеры таких задач – это крупные корпоративные сети, где маршрутизация используется для связи между сегментами ЛВС, или крупные федеральные сети с несколькими тысячами узлов, подключенными по VPN каналам.

Учитывая функционал современного сетевого оборудования, нужен ли в организации маршрутизатор? Сегодня ответ на этот вопрос зависит от необходимости использования расширенных функций для взаимодействия с сетью Интернет. Многоуровневые коммутаторы с поддержкой маршрутизации могут обеспечивать пересылку на основе IP адреса, а также различные виды фильтрации и другие политики на основе заголовков L2-L4. Это означает, что даже большие локальные сети со сложными требованиями к политике сети могут быть построены на таких коммутаторах. Однако подключение ЛВС организации к внешним сетям требует использования на оборудовании сложного функционала. Когда организации требуется VPN, межсетевой экран с отслеживанием состояния канала, передаваемого трафика или управление загрузкой канала, то ответом может быть пограничный WAN router.

Таблица – Различия между сетевыми устройствами

Маршрутизатор	Коммутатор
Функции	Передаёт пакеты между локальной сетью и сетью интернет	Передаёт пакеты между компьютерами внутри локальной сети
Формат передачи	IP пакет	IP пакет и Ethernet кадр
Количество портов	2-8	8-48
Используется в	WAN	LAN
Таблица	IP-адреса в таблице маршрутизации	CAM-таблица, которую обрабатывают специализированные интегрированные микросхемы (ASIC)
Broadcast домен	У каждого порта свой собственный широковещательный домен	Один широковещательный домен (если не реализована VLAN)
Адрес, используемый для передачи	IP-адрес	MAC адрес
Безопасность	Безопасность сети	Безопасность порта
Используется для	Соединение сетей	Соединение узлов в одной сети (L2) или нескольких сетях (L3)
NAT	Поддерживает	Не поддерживает
Дополнительные функции	Межсетевой экран, VPN, управление скоростью каналов связи	Зеркалирование трафика, агрегирование каналов

Компания ВИСТЛАН – крупный системный интегратор, работающий со всеми известными производителями сетевого оборудования. Портфель решений компании закрывает все сетевые задачи. ВИСТЛАН поставляет и настраивает большое количество сетевых устройств: роутеры и свитчи, межсетевые экраны и системы обнаружения вторжения, ВПН сервера и балансировщики нагрузки.

Мы готовы решить любую вашу сетевую задачу и предложить различные сетевые устройства.

Серии сетевых устройств

Маршрутизаторы	Коммутаторы
Компания Cisco	Cisco ISR серии 4000: https://www.vistlan.ru/products/?q=cisco+isr%204	Cisco серии Catalyst 2960: https://www.vistlan.ru/products/?q=catalyst+2960&s=%D0%9D%D0%B0%D0%B9%D1%82%D0%B8
Компания HUAWEI	Huawei серии AR2000: https://www.vistlan.ru/products/?q=huawei+ar2	HUAWEI серии S5700: https://www.vistlan.ru/products/?q=HUAWEI+S57
Компания HP	HP серии HPE FlexNetwork HSR6600: https://www.hpe.com/ru/ru/product-catalog/networking/networking-routers/pip.hpe-flexnetwork-hsr6600-router-series.5354492.html	HP серии Aruba 2930: https://www.vistlan.ru/products/?q=aruba+2930

Сотрудники компании ВИСТЛАН имеют опыт проектирования, обслуживания локальных вычислительных сетей, сетей передачи данных, настройки сетевого оборудования. Воспользуйтесь знаниями инженеров компании для выбора типа оборудования, производителя и моделей.

коммутаторсуществительное

Словарь Ушакова

коммутатор

коммутатор [ому], коммутатора, муж. (лат. commutator) (тех., физ.). Прибор для замыкания и прекращения действия электрического тока, а также для перемены его направления.

Краткий словарь оперативно-тактических и общевоенных терминов

коммутатор

устройство, применяемое на узлах связи пунктов управления для подключения линий связи и оконечной аппаратуры, а также для соединения (коммута-‘ ции) проводных телефонных и телеграфных линий и радиолиний абонентов между собой. По своему устройству и назначению К. делятся на линейные, телефонные, телеграфные и радиокоммутаторы.

Тезаурус русской деловой лексики

коммутатор

1. Syn: центральная телефонная станция, цтс,2. Syn: переключатель

Энциклопедический словарь

коммутатор

(от лат. commuto — меняю), электромеханическое, электронное или электронно-лучевое устройство (переключатель, выключатель, распределитель), обеспечивающее выбор требуемой выходной электрической цепи и соединения с ней входной цепи. Выбор производится вручную либо автоматически. Простейшие электромеханические коммутаторы — рубильники, наборы электромагнитных реле, электромеханические искатели. Коммутатор входит в более сложные устройства, напр. телефонную станцию.

Словарь Ожегова

коммутатор

КОММУТАТОР, а, м.

1. Название различных устройств для изменения направления, переключения электрического тока.

2. Род местной телефонной станции с ручным соединением. Позвонить через к.

| прил. коммутаторный, ая, ое.

Словарь Ефремовой

коммутатор

1. м.
   1. Устройство для замыкания или размыкания электрической цепи или для перемены направления тока.
   2. Род местной телефонной станции, установка для ручного соединения двух или нескольких абонентов между собой.

Энциклопедия Брокгауза и Ефрона

коммутатор

(электрический) [Иногда словом К. обозначают также коллектор (см.) динамоэлектрической машины.]. Под названием К. понимают приборы трех родов: 1) приборы, служащие для изменения тока в одной и той же цепи, 2) приборы, служащие для перевода тока из одной цепи в другую, и 3) приборы, служащие для размыкания и замыкания цепи.

Приборы, служащие для изменения направления тока в одной и той же цепи, применяются, главным образом, при электрических измерениях и в научных исследованиях над электрическим током. Коммутатор Поля (Pohl) состоит из деревянной дощечки (фиг. 1), в которую вделано шесть чашечек, наполняемых ртутью.

Фиг. 1.

В эти чашечки опущены концы подвижной дужки, состоящей из стеклянной палки q, кончающейся металлическими ножками o и l и такими же полудугами pn и mk, сидящими на общих оправах. Ножки o и l опущены в средние чашечки l и b; наклонив подвижную часть направо (см. фиг.), опускают концы n и k в чашечки f и g, накрест соединенные проволоками h и i с другими чашечками c и d. К чашечке b присоединяют от источника тока анод, к l — катод, а к f и g — концы внешней цепи, направление тока в которой желательно менять. В изображенном положении ток идет из b через l и k в чашечку g, отсюда в цепь r, по направлению, указанному стрелкой, затем по пути fnoe возвращается в источник. Чтобы переменить направление тока в цепи r, достаточно перекинуть дужку налево: ток пойдет из b через lm в чашечку c, отсюда через i в f и внешнюю цепь, в направлении обратном предыдущему. Коммутатор Бертена (Bertin) состоит из деревянной дощечки (фиг. 2), к которой прикреплен подвижной кружок из эбонита, который можно поворачивать с помощью ручки m.

Фиг. 2.

На кружке приделана подковообразная металлическая часть ie, соединенная под кружком с зажимом N, и стержень o, соединенный с осью кружка и зажимом P. На той же доске закреплены пружины r и r’, кончающиеся зажимами b и b’ и касающиеся стержня o и одной из ножек подковы ie. Зажимы PN присоединяются к источнику тока, а b и b’ — к концам цепи. В данном на чертеже положении ток входит в P и через o и r проходит в цепь, откуда через b’, r’,i и N возвращается в источник тока. Чтобы переменить направление тока в цепи — рычаг m поворачивают так, чтобы o коснулось пружины r, а e коснулось пружины r’. К. Румкорфа состоит из непроводящего цилиндра c (из дерева, эбонита), насаженного на ось (фиг. 3) и могущего поворачиваться вокруг нее с помощью ручки a.

Фиг. 3.

На цилиндр насажены две выпуклые металлические части d и e, из которых одна сообщена посредством оси с зажимом g, а другая также с зажимом f. Ось состоит из двух изолированных друг от друга половин. С двух сторон цилиндра на него нажимают пружины k и e, сообщенные соответственно с зажимами h и i. Поворачивая цилиндр посредством рукоятки, мы заставляем попеременно пружины k и l касаться частей d и e. К зажимам g и f присоединяют проводники от источника тока. К зажимам h и i присоединяют внешнюю цепь. Когда цилиндр повернут так, что d касается k, а e касается l, то ток идет из g, через b и d, в k и h, а оттуда, по внешней цепи, по направлению указанному стрелкой и через ileaf возвращается к источнику тока. Если мы повернем цилиндр на пол-оборота, ток пойдет в обратном направлении.

При пользовании сильными токами, по причине самоиндукции цепи и значительной силы тока, появились бы в коммутаторе сильные искры, а в цепи большой силы экстраток. Поэтому ток ослабляют предварительно с помощью реостатов, меняют его направление посредством коммутатора и затем снова доводят до первоначальной силы выведением реостатов.

К., служащие для перевода тока из одной цепи в другую, применяются тогда, когда имеется один или несколько источников тока и одна или несколько цепей, и должна быть дана возможность производить любые соединения между цепями и источниками тока. Если имеется один источник и несколько цепей, то применяется следующий простой К.: на круглой дощечке (фиг. 4) закреплены изолированные друг от друга зажимы A, B, C и O.

Фиг. 4.

Один из зажимов O соединен с металлической пластинкой a, которая может поворачиваться с помощью рукоятки E. К зажимам A, B, C прикреплены пластинки nnn, по которым скользит пластинка a при вращении рукоятки E. Зажим O соединяют с одним полюсом источника тока, другой же его полюс соединяют с концами всех трех цепей R, R₁, R₂ (фиг. 5); начала цепей R, R₁, R₂ присоединяют соответственно к зажимам A, B и C.

Фиг. 5.

Если пластинка a стоит на nA, то ток идет по цепи R, если на nB, то по цепи R₁, если на nC — то по цепи R₂. Если существует несколько источников тока и несколько цепей (такие случаи встречаются в телеграфии) и должна существовать возможность производить любые комбинации первых и последних, то применяют более сложные К. Швейцарский К. (фиг. 6) состоит из ряда металлических брусков L¹, L², L³, расположенных параллельно и изолированных друг от друга; над ними накрест проложен другой ряд брусков A¹, A², A³, A⁴, отделенный от первого слоем изолировки.

Фиг. 6.

В местах скрещивания брусков просверлены отверстия, проходящие через оба бруска; в изображенном К. таких отверстий 16. Вставляя в любое из отверстий металлический штепсельP, мы можем любой из брусков L соединить с любым из брусков A. Один ряд брусков соединяют с источником тока, другой с цепями; очевидно, что швейцарский К, можно устроить на любое число цепей, но чем больше он становится, тем труднее его сборка и содержание в порядке. В телефонии условия еще сложнее, так как число цепей может достигнуть нескольких тысяч, а число возможных комбинаций — нескольких сотен тысяч; поэтому в телефонии применяют особого рода К., о которых см. Телефония.

Приборы, служащие для размыкания и замыкания слабых токов, бывают самых разнообразных типов. В телеграфии (см.) пользуются ключами, при проводке электрических звонков — кнопками, в лампах накаливания — особыми ламповыми выключателями и т. д. Конструкция выключателей для сильных токов сводится к нескольким типам, наиболее простой из которых представляет выключатель «рубильник». Такого рода выключатель (размыкатель и замыкатель) изображен на фиг. 7.

Фиг. 7.

Он состоит из прикрепленных к одной доске зажимов B и C, соединенных соответственно с пружинящими пластинками a и b. Вокруг B на шарнире, в вертикальной плоскости, поворачивается, с помощью ручки A, медная пластинка-«нож» H. Если опустить ручку A вниз, то нож H проникает между пластинок a и b и соединяет их металлически. При размыкании тока нож H вытягивают из a и b; при этом, если размыкание тока производится недостаточно быстро, а напряжение тока достаточно велико, то между a и b и ножом в момент размыкания образуется вольтова дуга, которая может испортить прибор, обжечь руки размыкающему и т. п. Ввиду этого обыкновенно к ножу приделывают сильные пружины, которые в тот момент, когда нож выходит из пластин, автоматически быстро выдергивают его вверх, причем вольтова дуга тотчас разрывается. Иногда к одной ручке прикреплены два ножа, размыкающих ток одновременно в двух частях цепи; такой выключатель называется «двухполюсным». Иногда пользуются автоматическими выключателями (размыкателями), т. е. приборами, которые сами собою размыкают цепь, когда ток в ней сделается больше или меньше некоторой определенной величины. Особенно часто применяются такие приборы в цепях, в которых заряжаются аккумуляторы (см.) от динамо-машин. Электровозбудительная сила машины должна быть больше таковой у аккумуляторной батареи, в противном случае ток из батареи может пойти обратно в динамо-машину и повредить ее; поэтому необходимо ввести в цепь прибор, который автоматически размыкал бы ее, когда ток в цепи сделается меньше известного предела. Такой прибор изображен на фиг. 8.

Фиг. 8.

На деревянной доске укреплен электромагнит O, один конец обмотки которого соединен с зажимом A, а другой с чашечкой a, содержащей ртуть; рядом находится ртутная чашечка a₁, соединенная с зажимом A’. Против накось срезанного сердечника электромагнита O висит якорь d, подвешенный на одном плече ломанного рычага; другое плечо рычага кончается медной дужкой, ножки которой погружаются при повороте рычага в чашечки a и a₁ и соединяют их. К якорю приделана на штифте гирька m; ее передвижением можно перемещать центр тяжести верхнего плеча. Действие прибора следующее: один из проводов, соединяющих динамо-машину с аккумуляторами в какой-либо точке, разрезается и два образовавшихся конца примыкают к зажимам A и A’. Рукой прижимают медную дужку в чашечки a и а₁, тогда ток идет через прибор по пути A-O-a -дужка- a₁-A’. Сердечник, при достаточной силе тока, притягивает якорь d, отчего дужка остается погруженной в чашечки aa₁ и ток остается замкнутым. Когда по каким-либо причинам сила тока сделается менее нормальной и аккумуляторам грозит опасность разрядиться, то, благодаря грузику m, якорь d отвалится и дужка, выскочив из ртутных чашечек aa₁, разомкнет ток. Перемещая грузик т, можно установить автоматический выключатель на различные силы тока. К автоматическим выключателям принадлежат также и предохранители (см.).

Для успешного действия все К. для сильных токов должны удовлетворять следующим условиям: 1) контактные поверхности должны быть достаточно велики — не менее 1 кв. см на каждые 5 ампер; 2) контактные поверхности должны всегда обуславливать достаточное соприкосновение и всегда быть чистыми; 3) размыкание должно производиться по возможности быстро.

А. Г.

Добавить свое значениеПредложите свой вариант значения к слову коммутатор

Значения слов синонимов к слову коммутатор

Синонимы к слову коммутатор

• агрегат
• аппарат
• аудиокоммутатор
• выключатель
• концентратор

• мюльтипль
• нумератор
• переключатель
• распределитель
• рубильник

• станция
• субкоммутатор
• тумблер
• установка
• цтс

Все синонимы к слову коммутатор

Однокоренные слова к слову коммутатор

• коммутант
• коммутативность
• коммутативный
• коммутационный

• коммутация
• коммутирование
• коммутировать
• коммутироваться

• коммутируемость
• коммутируемый
• коммутантный
• коммутаторный

Все однокоренные слова к слову коммутатор

Больше информации о слове коммутатор

Технические параметры коммутаторов.

К основным техническим параметрам, которыми можно оценить коммутатор, построенный с использованием любой архитектуры, является скорость фильтрации (filtering) и скорость продвижения (forwarding).

Скорость фильтрации определяет количество кадров в секунду, с которыми коммутатор успевает проделать следующие операции:

• прием кадра в свой буфер;
• нахождения порта для адреса назначения кадра в адресной таблице;
• уничтожение кадра (порт назначения совпадает с портом-источником).

Скорость продвижения, по аналогии с предыдущим пунктом, определяет количество кадров в секунду, которые могут быть обработаны по следующему алгоритму:

• прием кадра в свой буфер,
• нахождения порта для адреса назначения кадра;
• передача кадра в сеть через найденный (по адресной таблице соответствия) порт назначения.

По умолчанию считается, что эти показатели измеряются на протоколе Ethernet для кадров минимального размера (длиной 64 байта). Так как основное время занимает анализ заголовка, то чем короче передаваемые кадры, тем более серьезную нагрузку они создают на процессор и шину коммутатора.

Следующими по значимости техническими параметрами коммутатора будут:

• пропускная способность (throughput);
• задержка передачи кадра.
• размер внутренней адресной таблицы.
• размер буфера (буферов) кадров;
• производительность коммутатора;

Пропускная способностьВ измеряется количеством данных, переданных через порты в единицу времени. Естественно, что чем больше длина кадра (больше данных прикреплено к одному заголовку), тем больше должна быть пропускная способность. Так, при типичной для таких устройств «паспортной» скорости продвижения в 14880 кадров в секунду, пропускная способность составит 5.48 Мб/с на пакетах по 64 байта, и ограничение скорости передачи данных будет наложено коммутатором.

В то же время, при передаче кадров максимальной длины (1500 байт), скорость продвижения составит 812 кадров в секунду, а пропускная способность — 9,74 Мб/c. Фактически, ограничение на передачу данных будет определяться скоростью протокола Ethernet.

Задержка передачи кадраВ означает время, прошедшее с момента начала записи кадра в буфер входного порта коммутатора, до появления на его выходном порту. Можно сказать, что это время продвижения единичного кадра (буферизация, просмотр таблицы, принятие решения о фильтрации или продвижении, и получение доступа к среде выходного порта).

Величина задержки очень сильно зависит от способа продвижения кадров. Если применяется метод коммутации «на лету», то задержки невелики и составляют от 10 мкс до 40 мкс, в то время как при полной буферизации — от 50 мкс до 200 мкс (в зависимости от длины кадров).

В случае большой загруженности коммутатора (или даже одного из его портов), получается, что даже при коммутации «на лету» большая часть входящих кадров вынужденно буферизируется. Поэтому, наиболее сложные и дорогие модели имеют возможность автоматической смены механизма работы коммутатора (адаптацию) в зависимости от нагрузки и характера трафика.

Размер адресной таблицы (САМ-таблицы). Определяет максимальное количество MAC-адресов, которые содержатся в таблице соответствия портов и МАС-адресов. В технической документации обычно приводится на один порт, как число адресов, но иногда бывает, что указывается размер памяти под таблицу в килобайтах (одна запись занимает не менее 8 кб, и «подменить» число весьма выгодно недобросовестному производителю).

Для каждого порта САМ-таблица соответствия может быть разной, и при ее переполнении наиболее старая запись стирается, а новая — заносится в таблицу. Поэтому при превышении количества адресов сеть может продолжить работу, но при этом сильно замедлиться работа самого коммутатора, а подключенные к нему сегменты будут загружены избыточным трафиком.

Раньше встречались модели (например, 3com SuperStack II 1000 Desktop), в которых размер таблицы позволял хранить один или несколько адресов, из-за чего приходилось относиться очень внимательно к дизайну сети. Однако, сейчас даже самые дешевые настольные коммутаторы имеют таблицу из 2-3К адресов (а магистральные еще больше), и этот параметр перестал быть узким местом технологии.

Объем буфера.В Он необходим коммутатору для временного хранения кадров данных в тех случаях, когда нет возможности сразу их передать на порт назначения. Понятно, что трафик неравномерен, всегда есть пульсации, которые нужно сглаживать. И чем больше объем буфера, тем большую нагрузку он может «принять на себя».

Простые модели коммутаторов имеют буферную память в несколько сотен килобайт на порт, в более дорогих моделях это значение достигает нескольких мегабайт.

Производительность коммутаторов. Прежде всего, надо отметить, что коммутатор — сложное многопортовое устройство, и просто так, по каждому параметру в отдельности, нельзя оценить его пригодность к решению поставленной задачи. Существует большое количество вариантов трафика, с разной интенсивностью, размерами кадров, распределением по портам, и т.п. Общей методики оценки (эталонного трафика) до сих пор нет, и используются разнообразные «корпоративные тесты». Они достаточно сложны, и в данной книге придется ограничиться только общими рекомендациями.

Идеальный коммутатор должен передавать кадры между портами с той же самой скоростью, с которой их генерируют подключенный узлы, без потерь, и не вносить дополнительных задержек. Для этого внутренние элементы коммутатора (процессоры портов, межмодульная шина, центральный процессор и т.п.) должны справляться с обработкой поступающего трафика.

В то же время, на практике есть много вполне объективных ограничений на возможности свитчей. Классический случай, когда несколько узлов сети интенсивно взаимодействуют с одним сервером, неизбежно вызовет уменьшение реальной производительности из-за фиксированной скорости протокола.

На сегодня производители вполне освоили производство коммутаторов (10/100baseT), даже очень дешевые модели имеют достаточную пропускную способность, и достаточно быстрые процессоры. Проблемы начинаются, когда нужно применять более сложные методы ограничений скорости подключенных узлов (обратного давления), фильтрации, и других протоколов, рассмотренных ниже.

В заключение, нужно сказать, что лучшим критерием по-прежнему остается практика, когда коммутатор показывает свои возможности в реальной сети.

Дополнительные возможности коммутаторов.

Как уже говорилось выше, современные коммутаторы имеют настолько много возможностей, что обычная коммутация (казавшаяся технологическим чудом десять лет назад) уходит на второй план. Действительно, быстро, и относительно качественно, коммутировать кадры умеют модели стоимостью от $50 до $5000. Различие идет именно по дополнительным возможностям.

Понятно, что наибольшее количество дополнительных возможностей имеют управляемые коммутаторы. Далее в описании будут специально выделены опции, которые обычно нельзя корректно реализовать на настраиваемых коммутаторах.

Соединение коммутаторов в стек.В Эта дополнительная опция одна из наиболее простых, и широко используемых в больших сетях. Ее смысл — соединить несколько устройств скоростной общей шиной для повышения производительности узла связи. При этом иногда могут быть использованы опции единого управления, мониторинга и диагностики.

Надо заметить, что не все вендоры используют технологию соединения коммутаторов при помощи специальных портов (стекирование). В этой области все большее распространение получают линии Gigabit Ethernet, или при помощи группировки нескольких (до 8) портов в один канал связи.

Протокол покрывающего дерева (Spanning Tree Protocol, STP). Для простых ЛВС соблюдать в процессе эксплуатации правильную топологию Ethernet (иерархическая звезда) не сложно. Но при большой инфраструктуре это становится серьезной проблемой — неправильная кроссировка (замыкание сегмента в кольцо) может привести к остановке функционирования всей сети или ее части. Причем найти место аварии может быть совсем не просто.

С другой стороны, подобные избыточные связи часто удобны (многие транспортные сети передачи данных построены именно по кольцевой архитектуре), и могут сильно повысить надежность — при наличии корректного механизма обработки петель.

Для решения этой задачи используется Spanning Tree Protocol (STP), при котором коммутаторы автоматически создают активную древовидную конфигурацию связей, находя ее с помощью обмена служебными пакетами (Bridge Protocol Data Unit, BPDU), которые помещаются в поле данных кадра Ethernet. В результате, порты, на которых замыкаются петли, блокируются, но могут быть автоматически включены в случае разрыва основного канала.

Таким образом, технология STA обеспечивает поддержку резервных связей в сети сложной топологии, и возможность ее автоматическую изменения без участия администратора. Такая возможность более чем полезна в больших (или распределенных) сетях, но в силу своей сложности редко используется в настраиваемых коммутаторах.

Способы управления входящим потоком.В Как уже отмечалось выше, при неравномерной загрузке коммутатора он просто физически не сможет пропустить через себя поток данных на полной скорости. Но просто отбрасывать лишние кадры по понятным причинам (например разрыв TCP сессий) крайне не желательно. Поэтому приходится использовать механизм ограничения интенсивности передаваемого узлом трафика.

Возможно два способа — агрессивный захват среды передачи (например, коммутатор может не соблюдать стандартные временные интервалы). Но этот способ годится только для «общей» среды передачи, редко используемой в коммутируемом Ethernet. Этим же недостатком обладает метод обратного давления (backpressure), при котором узлу передаются фиктивные кадры.

Поэтому на практике востребована технология Advanced Flow Control (описанна в стандарте IEEE 802.3х), смысл которой в передаче коммутатором узлу специальных кадров «пауза».

Фильтрация трафика.В Часто бывает очень полезно задавать на портах коммутатора дополнительных условий фильтрации кадров входящих или исходящих кадров. Таким образом можно ограничивать доступ определенных групп пользователей к определенным сервисам сети, используя МАС-адрес, или тэг виртуальной сети.

Как правило, условия фильтрации записываются в виде булевских выражений, формируемых с помощью логических операций AND и OR.

Сложная фильтрация требует от коммутатора дополнительной вычислительной мощности, и при ее нехватке может существенно снизить производительность устройства.

Возможность фильтрации очень важна для сетей, в которых конечными пользователями выступают «коммерческие» абоненты, поведение которых невозможно регулировать административными мерами. Так как они могут предпринимать несанкционированные деструктивные действия (например, подделывать IP или MAC адрес своего компютера), желательно предоставить для этого минимум возможностей.

Коммутация третьего уровня (Layer 3). Из-за быстрого роста скоростей, и широкого применения коммутаторов, на сегодня образовался видимый разрыв между возможностями коммутации и классической маршрутизацией при помощи универсальных компьютеров. Наиболее логично в этой ситуации дать управляемому коммутатору возможность анализировать кадры на третьем уровне (по 7-ми уровневой модели OSI). Такая упрощенная маршрутизация дает возможность значительно поднять скорость, более гибко управлять трафиком большой ЛВС.

Однако в транспортных сетях передачи данных применение коммутаторов пока очень ограничено, хотя тенденция к стиранию их отличий от маршрутизаторов по возможностям прослеживается достаточно явно.

Управление и возможности мониторинга.В Обширные дополнительные возможности подразумевают развитые и удобные средства управления. Ранее простые устройства могли управляться несколькими кнопками через небольшой цифровой индикатор, или через консольный порт. Но это уже в прошлом — последнее время выпускаются коммутаторы с управлением через обычный порт 10/100baseT при помощи Telnet’а, Веб-браузера, или по протоколу SNMP. Если первые два способа по большому счету являются лишь удобным продолжением обычных стартовых настроек, то SNMP позволяет использовать коммутатор как поистине универсальный инструмент.

Для Etherenet интересны только его расширения — RMON и SMON. Ниже описан RMON-I, кроме него существует RMON-II (затрагивающий более высокие уровни OSI). Более того, в свитчах «среднего уровня» как правило, реализованы только группы RMON 1-4 и 9.

Принцип работы следующий: RMON-агенты на свитчах шлют информацию на центральный сервер, где специальное программное обеспечение (например, HP OpenView) обрабатывает информацию, представляя ее в удобном для администрирования виде.

Причем процессом можно управлять — удаленным изменением настроек привести работу сети в норму. Кроме мониторинга и управления, при помощи SNMP можно строить систему биллинга. Пока это выглядит несколько экзотично, но примеры реального использования данного механизма уже есть.

Стандарт RMON-I MIB описывает 9 групп объектов:

1. Statistics — текущие накопленные статистические данные о характеристиках кадров, количестве коллизий, ошибочных кадров (с детализацией по типам ошибок) и т.п.
2. History — статистические данные, сохраненные через определенные промежутки времени для последующего анализа тенденций их изменений.
3. Alarms — пороговые значения статистических показателей, при превышении которых агент RMON генерирует определенное событие. Реализация этой группы требует реализации группы Events — события.
4. Host — данные о хостах сети, обнаруженных в результате анализа MAC-адресов кадров, циркулирующих в сети.
5. Host TopN — таблица N хостов сети, имеющих наивысшие значения заданных статистических параметров.
6. Traffic Matrix — статистика о интенсивности трафика между каждой парой хостов сети, упорядоченная в виде матрицы.
7. Filter — условия фильтрации пакетов; пакеты, удовлетворяющие заданному условию, могут быть либо захвачены, либо могут генерировать события.
8. Packet Capture — группа пакетов, захваченных по заданным условиям фильтрации.
9. Event — условия регистрации событий и оповещения о событиях.

Более подробное рассмотрение возможностей SNMP потребует не меньшего объема, чем данная книга, поэтому будет целесообразно остановиться на этом, весьма общем описании этого сложного, но мощного инструмента .

Виртуальные сети (Virtual Local-Area Network, VLAN). Пожалуй, это наиболее важная (особенно для домашних сетей), и широко используемая возможность современных коммутаторов. Надо отметить, что существует несколько принципиально отличных способов построения виртуальных сетей с помощью коммутаторов. В связи с большим значением для Ethernet-провайдинга, ее развернутое описание технологии будет сделано в одной из следующих глав.

Краткий же смысл — средствами коммутаторов (2 уровня модели OSI) сделать несколько виртуальных (независимых друг от друга сетей) на одной физической ЛВС Ethernet, предоставив возможность центральному маршрутизатору управлять портами (или группами портов) на отдаленных коммутаторах. Что собственно и делает VLAN очень удобным средством для оказания услуг передачи данных (провайдинга).

Используемые источники:

• https://www.vistlan.ru/info/blog/sovety-pokupatelyam/chem-otlichaetsya-kommutator-ot-marshrutizatora/
• https://znachenie-slova.ru/%d0%ba%d0%be%d0%bc%d0%bc%d1%83%d1%82%d0%b0%d1%82%d0%be%d1%80
• https://plgn.ru/info/articles/%ea%ee%ec%ec%f3%f2%e0%f2%ee%f0%fb/