Подобрать коммутатор по параметрам

Коммутаторы

Цены на коммутаторы

Вспомогательное сетевое оборудование, предназначенное для распределения трафика между отдельными компьютерами локальной сети, часто обозначают общим термином «роутер». Тем не менее, такое оборудование включает несколько типов устройств, и коммутаторы являются всего лишь одним из таких типов.

Коммутаторы (или «свичи», от switch) предназначены в основном для того, чтобы организовывать обмен трафиком между компьютерами в пределах одной сети. В этом заключается их отличие от маршрутизаторов, способных наладить взаимодействие между несколькими сетями сразу. В то же время существуют модели, способные работать с сетями, разделёнными на отдельные сегменты; а свичи 3 уровня (см. ниже) имеют многие функции маршрутизаторов и часто являются даже более производительными.

Существует несколько типов коммутаторов, и выбор между ними зависит от сложности сети и задач, которые предстоит решать при работе с ней.

Простейшая разновидность «свичей» — неуправляемые. По сути, задача такого устройства заключается только в отправке сетевых пакетов по назначению; никакие дополнительные возможности (вроде отключения портов, ограничений по трафику и т.п.) в таких моделях не доступны. Простой и недорогой неуправляемый свич пригодится для небольшой домашней или офисной сети.

Настраиваемые коммутаторы имеют несколько больше возможностей: к примеру, они позволяют менять параметры работы отдельных портов. Этого часто бывает достаточно даже для организации крупной сети; поэтому среди таких устройств встречаются модели как начального, так и профессионального уровня.

Наиболее продвинутая разновидность коммутаторов — управляемые, в которых параметры работы можно менять «на ходу», без перезагрузки. Здесь выделяют управляемые коммутаторы 2 уровня, работающие с MAC-адресами (физическая адресация), и 3 уровня, поддерживающие адреса IP (логическая адресация). В любом случае подобные устройства позволяют не только распределять трафик, но и управлять этим распределением: применять переадресацию, блокировать определённые адреса и т.п. Для большинства случаев достаточно управления на 2 уровне; свичи 3 уровня считаются профессиональным оборудованием и стоят соответственно.

В идеале коммутатор должен иметь достаточное количество сетевых портов «для всех желающих». Но на случай, если портов одного устройства не хватает, можно использовать стекирование — объединить несколько свичей в «связку», работающую как один устройство. Разумеется, соответствующая функция должна поддерживаться всеми объединяемыми свичами.

Отметим также, что помимо Ethernet, современные коммутаторы могут иметь и другие разъёмы — например, для крупных сетей, использующих оптоволокно, пригодится разъём SFP. А некоторые модели позволяют подавать питание подключенное оборудование по технологии PoE — прямо через LAN-кабель.

Источник

Коммутаторы: характеристики, типы, виды

— Неуправляемый. Простейшая разновидность коммутатора, не имеющая, как следует из названия, возможности управления; да и возможности наблюдения за состоянием устройства ограничиваются обычно простейшими индикаторами в виде лампочек (питание, активность порта). Достоинствами таких моделей являются автономность, простота в использовании и невысокая стоимость. Главный недостаток этот типа очевиден — невозможность настройки параметров работы. Неуправляемые коммутаторы хорошо подходят для небольших локальных сетей вроде дома или малого офиса, где не требуется особых ухищрений с администрированием; а вот для крупных организаций их использовать не следует.

— Настраиваемый. В данную категорию отнесены коммутаторы, допускающие изменение некоторых параметров работы. В то же время возможности таких изменений значительно уже, чем в управляемых моделях, и дело обычно ограничивается отключением отдельных портов, переключением стандартных скоростей для разъёмов Ethernet (например, со 100 Мбит/с на 10 Мбит/с) и простейшими инструментами мониторинга вроде просмотра сетевой статистики. К тому же после перенастроки устройство, как правило, нужно перезагрузить — иными словами, управлять работой коммутатора «на лету» невозможно. Тем не менее, к подобному типу могут относиться и профессиональные модели, рассчитанные на крупные сети.

— Управляемый 3 уровня. Разновидность управляемых коммутаторов (см. выше) поддерживающая третий уровень сетевой модели OSI. Этот уровень отвечает за логическую адресацию и определение маршрутов, что позволяет устройству работать с IP-адресами. Благодаря этому модели данного типа считаются наиболее продвинутыми, в них часто предусматриваются не только традиционные для «свичей» возможности, но и отдельные функции маршрутизаторов. С другой стороны, обилие возможностей заметно сказывается на цене. Подобные коммутаторы обычно применяются в дата-центрах, телекоммуникационных компаниях и других местах, связанных с профессиональным использованием сетей; приобретать такое устройство для дома или небольшого офиса навряд ли имеет смысл.

Форм-фактор

— Настольный. Устройства, предназначенные для размещения на ровной поверхности вроде столешницы или полки; некоторые модели допускают также подвешивание на стену. Значительно проще в установке, чем оборудование, размещаемое на стойке или DIN-рейке (см. ниже), однако большинство настольных коммутаторов относится к начальному, максимум — среднему уровню. Это связано с тем, что настольное размещение менее надежно, чем крепление в стойку или на рейку, из-за чего оно считается менее подходящим для профессиональной аппаратуры.

— Монтируемый в стойку. Коммутаторы, рассчитанные на монтаж в телекоммуникационную стойку. Для этого в конструкции предусматривается соответствующий набор креплений, а корпус выполняется в стандартном размере. Этот размер довольно крупный, что позволяет предусмотреть большое количество сетевых портов; а сам монтаж в стойку отличается надежностью. Поэтому именно данный вариант использует большинство коммутаторов профессионального уровня, хотя встречаются и сравнительно простые модели с таким способом установки.

— Уличный (на мачту). Коммутаторы, допускающие установку вне помещения. Характерной особенностью такого оборудования является усиленная защита корпуса, предохраняющая внутренние компоненты от пыли, влаги, высоких и низких температур и т. п.

Fast Ethernet

Количество стандартных сетевых разъемов LAN формата Fast Ethernet, предусмотренное в конструкции коммутатора.

Fast Ethernet в наше время является наиболее скромным из форматов проводного подключения по сетевому кабелю типа «витая пара» — он обеспечивает скорость передачи данных до 100 Мбит/с. Тем не менее, даже такой скорости нередко оказывается вполне достаточно для относительно несложных задач, не связанных с большими объемами данных. Поэтому этот интерфейс все еще широко распространен в современных коммутаторах.

Что касается количества разъемов, то оно соответствует числу сетевых устройств, которое можно подключить к «свичу» напрямую, без использования дополнительного оборудования. В случае Fast Ethernet число разъемов до 10 включительно считается сравнительно небольшим, от 10 до 25 — средним, а наличие более чем 25 портов этого типа характерно для моделей профессионального уровня.

Gigabit Ethernet

Количество стандартных сетевых разъемов LAN формата Gigabit Ethernet, предусмотренное в конструкции коммутатора.

В соответствии с названием, такие разъемы обеспечивают скорость передачи данных до 1 Гбит/с. Изначально Gigabit Ethernet считался профессиональным стандартом, да и сейчас реальные потребности в таких скоростях возникают в основном при выполнении специальных задач. Тем не менее, гигабитными сетевыми адаптерами в наше время оснащаются даже относительно недорогие компьютеры, не говоря уже о более продвинутой технике.

Что касается количества разъемов, то оно соответствует числу сетевых устройств, которое можно подключить к «свичу» напрямую, без использования дополнительного оборудования. В случае Gigabit Ethernet число разъемов до 10 включительно считается сравнительно небольшим, от 10 до 25 — средним, а наличие более чем 25 портов этого типа характерно для моделей профессионального уровня. В то же время стоит отметить, что в некоторых «свичах» отдельные разъемы этого типа совмещаются с оптическими SFP или SFP+ (см. ниже). Такие разъемы имеют маркировку «combo» и учитываются как при подсчете LAN, так и при подсчете SFP/SFP+.

2.5 Gigabit Ethernet

10Gigabit Ethernet

Количество стандартных сетевых разъемов LAN формата 10Gigabit Ethernet, предусмотренное в конструкции коммутатора.

Этот формат относится к профессиональным: он обеспечивает скорости до 10 Гбит/с (что и отражено в названии) и предназначается в основном для задач, связанных с обработкой больших объемов трафика. Тем не менее, поддержка Gigabit Ethernet в наше время встречается даже в сетевых контроллерах ПК и ноутбуков, не говоря уже о более специализированной технике. А количество разъемов соответствует числу устройств, которое можно одновременно напрямую подключить к коммутатору по этому интерфейсу. При этом стоит учитывать, что в некоторых «свичах» отдельные разъемы данного типа совмещаются с оптическими SFP или SFP+ (см. ниже). Такие разъемы имеют маркировку «combo» и учитываются как при подсчете LAN, так и при подсчете SFP/SFP+.

SFP (оптика)

Количество оптических портов стандарта SFP, предусмотренное в конструкции коммутатора.

Передача данных по оптоволоконному кабелю удобна тем, что такой кабель не подвержен электромагнитным помехам; а скорости подключения по SFP могут достигать 2,7 Гбит/с. В то же время в чистом виде оптоволокно используется редко, поэтому даже в продвинутых коммутаторах предусматривается небольшое количество портов SFP — намного меньше, чем Ethernet того или иного типа (см. выше). Так, наибольшее распространение получили решения на 2 разъема или 4 разъема этого типа, хотя встречается и большее количество — 6, 8, а то и 10 и более. При этом стоит учитывать, что в коммутаторах могут использоваться так называемые combo-разъемы, сочетающие в себе SFP и Ethernet; наличие таких портов уточняется в примечаниях, они учитываются как при подсчете LAN, так и при подсчете SFP. В любом случае оптоволоконное подключение часто используется в роли выхода Uplink (см. ниже).

Отметим также, что в данном случае речь идет об оригинальном стандарте SFP; данные по разъемам формата SFP+ указываются отдельно (см. ниже).

SFP+ (оптика)

Количество оптических портов SFP+, предусмотренное в конструкции коммутатора.

Передача данных по оптоволоконному кабелю удобна тем, что такой кабель не подвержен электромагнитным помехам. А SFP+ представляет собой развитие оригинального стандарта SFP (см. выше), отличающееся прежде всего увеличенной скоростью — до 16 Гбит/с. В то же время наличие таких разъемов заметно влияет на цену устройства, а подобные скорости требуются на практике не так часто. Поэтому порты SFP+ устанавливаются преимущественно в коммутаторы профессионального класса, а их число невелико — чаще всего 1 – 2 либо 4, значительно реже — 5 и более. Также отметим, что такие порты нередко используются в роли выходов Uplink (см. ниже).

Uplink

Количество разъемов Uplink, предусмотренное в конструкции коммутатора.

«Uplink» в данном случае — это не тип, а специализация разъема: так называют сетевой интерфейс, через который коммутатор (и подключенные к нему сетевые устройства) связываются с внешними сетями (включая Интернет) или сегментами сети. Иными словами, это своего рода «ворота», через которые весь трафик из сегмента сети, обслуживаемого коммутатором, передается дальше. Uplink, в частности, может использоваться для подключения к аналогичному «свичу» (для горизонтального расширения сети) или к устройству более высокого уровня (вроде коммутатора ядра).

Соответственно, число разъемов Uplink — это максимальное число внешних подключений, которое может обеспечить коммутатор без использования дополнительного оборудования. Конкретный же тип такого разъема может быть разным, однако это обычно одна из разновидностей LAN или SFP; подробнее см. «Тип Uplink».

Консольный порт

Управление

Способы и протоколы управления, поддерживаемые коммутатором.

— SSH. Аббревиатура от Secure Shell, т.е. «Безопасная оболочка». Протокол SSH обеспечивает довольно высокую степень безопасности, т.к. шифрует все передаваемые данные, в т.ч. пароли. Пригоден для управления практически всеми основными сетевыми протоколами, но для работы требуется специальная утилита на управляющем компьютере.

— Telnet. Сетевой управляющий протокол, обеспечивающий настройку при помощи текстовой командной строки. Не использует шифрования и не защищает передаваемые данные, а также лишён графического интерфейса, из-за чего во многих сферах вытеснен более безопасными (SSH) или удобными (web-интерфейс) вариантами. Тем не менее, всё ещё применяется в современном сетевом оборудовании.

— Web-интерфейс. Данная функция позволяет открывать интерфейс управления коммутатором в обычном Интернет-браузере. Главное удобство web-интерфейса состоит в том, что он не требует дополнительного ПО — достаточно браузера (а он имеется в любой «уважающей себя» современной ОС). Таким образом, зная адрес устройства, логин и пароль, можно управлять настройками практически с любого компьютера сети (если, разумеется, иное не прописано в параметрах доступа).

Отметим, что данный список не является исчерпывающим — в современных коммутаторах могут предусматриваться и другие возможности управления, например, поддержка фирменных утилит и специальных технологий от того же производителя.

Базовые возможности

— DHCP-сервер. Функция, облегчающая управление IP-адресами подключенных к коммутатору устройств. Без собственного IP-адреса корректная работа сетевого устройства невозможна; а поддержка DHCP позволяет присваивать эти адреса как вручную, так и полностью автоматически. При этом для автоматического режима администратор может задать дополнительные параметры (диапазон адресов, максимальное время использования одного адреса). И даже в полностью ручном режиме работа с адресами производится только средствами самого коммутатора (тогда как без DHCP пришлось бы прописывать эти параметры еще и в настройках каждого устройства в сети).

— Поддержка стекирования. Возможность работы устройства в режиме стека. Стек представляет собой несколько коммутаторов, воспринимаемых сетью как один «свич», с одним MAC-адресом, одним IP-адресом и с общим количеством разъемов, равным суммарному количеству портов во всех задействованных устройствах. Эта функция пригодится, если Вы хотите построить обширную сеть, на которую не хватает возможностей одного «свича», но не хотите усложнять топологию.

— VLAN. Поддержка коммутатором функции VLAN — виртуальных локальных сетей. В данном случае смысл этой функции заключается в возможности создавать отдельные логические (виртуальные) локальные сети в пределах физической «локалки». Таким образом можно, к примеру, разделить отделы в крупной организации, создав для каждого из них свою локальную сеть. Организация VLAN позволяет снизить нагрузку на сетевое оборудование, а также повысить степень защиты данных.

— Защита от петель. Наличие в коммутаторе функции защиты от петель. Петлю в данном случае можно описать как ситуацию, когда один и тот же сигнал запускается в сети по бесконечному циклу. Это может быть следствием некорректного подключения кабелей, использования избыточных соединений (redundant links) и некоторых других причин, но в любом случае подобное явление может «положить» сеть, а значит, является крайне нежелательным. Защита позволяет избежать появления петель — обычно путём отключения «зацикленных» портов.

— Ограничение скорости доступа. Возможность ограничить скорость обмена данными для отдельных портов коммутатора. Таким образом можно снизить нагрузку на сеть и предотвратить «забивание» канала отдельными терминалами.

Отметим, что данным списком дело не ограничивается: в современных коммутаторах могут встречаться и другие возможности.

Маршрутизация

Виды маршрутизации, поддерживаемые коммутатором.

Напомним, маршрутизацией называют определение наилучшего пути, по которому каждый пакет данных можно доставить получателю. Для этого используются специальные таблицы, хранящиеся в памяти управляющего сетевого устройства с функцией маршрутизации. По способу заполнения этих таблиц данную процедуру и делят на две основных разновидности — статическую и динамическую. При этом первая осуществляется по стандартной схеме, а вот для второй используются разные протоколы; наиболее популярный — динамическая маршрутизация RIP.

Что касается динамической маршрутизации, то ее идея заключается в том, что таблица маршрутов постоянно редактируется программным способом, в автоматическом режиме. Для этого сетевые устройства (точнее, работающие на них программы маршрутизации) обмениваются между собой служебной информацией, на основании которой в таблицу и записываются оптимальные адреса. Одним из фундаментальных понятий динамической маршрутизации является метрика — комплексный показатель, определяющий условное расстояние до конкретного адреса (иными словами — насколько тот или иной маршрут близок к оптимальному). Разные протоколы используют разные способы определения метрик и обмена данными о них; вот некоторые из наиболее распространенных вариантов:

— RIP. Один из самых распространенных протоколов динамической маршрутизации; был впервые применен еще в 1969 году в сети ARPANET, ставшей предшественницей современного Интернета. Относится к так называемым дистанционно-векторным алгоритмам: метрика в протоколе RIP указывается по вектору расстояния между маршрутизатором и узлом сети, а каждый такой вектор включает информацию о направлении передачи данных и количестве «хопов» (участков между промежуточными узлами) до соответствующего сетевого устройства. При использовании RIP метрики рассылаются по сети каждые 30 секунд; при этом, получив от «соседа» данные об известных ему узлах, маршрутизатор вносит в эти данные ряд уточнений и дополнений (в частности, информацию о самом себе и о подключенных напрямую сетевых устройствах) и передает дальше. После получения актуальных данных по всей сети маршрутизатор выбирает для каждого отдельного узла самый короткий маршрут из нескольких полученных альтернативных вариантов и записывает его в таблицу маршрутизации.
К достоинствам протокола RIP можно отнести простоту реализации и нетребовательность. С другой стороны, он плохо подходит для обширных сетей: максимальное число хопов в RIP ограничивается 15-ю, а усложнение топологии ведет к значительному росту служебного трафика и нагрузки на вычислительную часть оборудования — как следствие, снижается фактическое быстродействие сети. В свете этого для профессиональных задач большее распространение получили более продвинутые протоколы, такие как (E)IGRP и OSPF (см. ниже).

— IGRP. Фирменный протокол маршрутизации, созданный компанией Cisco для автономных систем (проще говоря — локальных сетей с единой политикой маршрутизации с Интернетом). Также, как и RIP (см. выше), относится к дистанционно-векторным протоколам, однако использует намного более сложную процедуру определения метрики: при этом учитывается не только число хопов, но и задержка, пропускная способность, фактическая загруженность сети и т. п. Кроме того, в протоколе реализован ряд специфических механизмов для повышения надежности связи. Благодаря этому IGRP хорошо подходит даже для довольно сложных сетей с разветвленной топологией.

— EIGRP. Улучшенный и модернизированный наследник описанного выше протокола IGRP, разработанный той же Cisco. Создан как альтернатива OSPF (см. ниже), сочетает в себе свойства дистанционно-векторных протоколов и стандартов с отслеживанием состояния канала. Одним из основных преимуществ перед оригинальным IGRP стало улучшение алгоритма распространения данных об изменении топологии в сети, благодаря чему вероятность зацикливания (характерная для всех дистанционно-векторных стандартов) была сведена практически к нулю. А среди отличий данного протокола от OSPF заявлены более высокое быстродействие и более совершенный алгоритм вычисления метрики при меньшей сложности настройки и требовательности к ресурсам.

— OSPF. Открытый протокол маршрутизации для автономных систем, созданный IETF (советом разработчиков Интернета) и впервые реализованный в 1988 году. Относится к протоколам с отслеживанием состояния канала, использует для построения маршрутов так называемый алгоритм Дейкстры (алгоритм нахождения кратчайших путей). Процесс маршрутизации по OSPF осуществляется следующим образом. Изначально маршрутизатор обменивается данными с аналогичными устройствами, устанавливая «соседские отношения»; соседями называются маршрутизаторы в пределах одной автономной зоны. Затем соседи обмениваются между собой метриками, синхронизируя данные, и после такой синхронизации все маршрутизаторы получают полную базу данных о состоянии всех каналов в сети (LSDB). Уже на основании этой базы каждое из этих устройств строит свою таблицу маршрутов, используя алгоритм Дейкстры. Главными достоинствами OSPF считаются высокая скорости работы (скорость сходимости), высокая степень оптимизации использования каналов и возможность работы с сетевыми масками переменной длины (что, в частности, особенно удобно при ограниченном ресурсе IP-адресов). К недостаткам можно отнести требовательность к вычислительным ресурсам маршрутизаторов, значительное увеличение нагрузки при большом числе таких устройств в сети и необходимость усложнять топологию в обширных сетях, деля такие сети на отдельные зоны (area). Кроме того, в OSPF нет четких критериев определения метрики: «стоимость» каждого хопа может вычисляться по разным параметрам, в зависимости от производителя свича и выбранных администратором настроек. Это расширяет возможности по настройке маршрутизации и в то же время значительно усложняет эту процедуру.

В современных коммутаторах могут предусматриваться и другие протоколы маршрутизации, помимо описанных выше.

Данная функция позволяет подавать с коммутатора на сетевые устройства питание по тому же кабелю Ethernet, через который осуществляется передача данных. Это уменьшает количество проводов и упрощает организацию питания, что особенно удобно, если устройство устанавливается в труднодоступном месте, где розетки рядом нет, а тянуть дополнительный кабель — сложно. В качестве примера можно привести IP-камеру наблюдения, установленную под потолком.

Количество выходов с поддержкой PoE может быть разным. Также нужно учитывать, что при одновременном подключении нескольких потребителей действуют специфические ограничения по мощности; подробнее см. «Суммарная мощность PoE».

Соответственно и стоят такие устройства значительно дороже, нежели коммутаторы без PoE.

Выходов с поддержкой PoE

Мощность на выход PoE

30 Вт) и IEEE 802.3bt (PoE++, ≥40 Вт)

Отметим, что при одновременном подключении нескольких PoE-устройств нужно принимать во внимание еще и суммарную мощность PoE — подробнее см. ниже.

Суммарная мощность PoE

Суммарная выходная мощность, обеспечиваемая коммутатором при питании устройств по стандарту PoE (см. выше).

Этот показатель обычно соответствует сумме мощностей всех выходов — то есть мощности одного PoE-порта, умноженной на их общее количество. Однако ограничения по мощности на один выход и на весь коммутатор несколько различаются: если к единичному разъему можно подключить нагрузку с мощностью, равной выходной мощности питания на этом разъеме, то суммарное энергопотребление всех подключенных по PoE устройств в идеале не должно превышать 75 % от суммарной мощности питания — это дает дополнительную гарантию на случай неполадок. На практике это значит, что все PoE-выходы нельзя использовать «на полную» одновременно. К примеру, если таких выходов два, и один загружен на 100 %, то второй можно загрузить максимум на 50 % — суммарная потребляемая мощность в таком случае составит те самые 75 % от суммарной выходной. Поэтому большая суммарная мощность необходима при использовании устройства по максимуму.

Блок питания

— Встроенный. Встроенный блок питания не занимает места снаружи, однако может заметно увеличить габариты и вес всего коммутатора. Из-за этого данный вариант встречается довольно редко — в основном среди моделей с монтажом в стойку (см. «Форм-фактор»), где внешний блок может создать значительные неудобства, а также среди наиболее мощных настольных коммутаторов, для которых ограничения по габаритам и весу некритичны.

— Внешний. Теоретически внешний блок питания требует дополнительного места, а потому не столь удобно, как внутреннее. На практике же большинство блоков этого типа имеет довольно компактные размеры и оснащается «вилками» для розеток прямо на корпусе — иными словами, блок устанавливается на розетке, и уже оттуда провод тянется к коммутатору. А отсутствие схем питания и трансформаторов внутри корпуса положительно сказывается на компактности. Благодаря всему этому данный вариант весьма популярен среди настольных моделей (см. «Форм-фактор»), в первую очередь начального и среднего уровня.

Напряжение питания

Потребляемая мощность

Рабочая температура

Диапазон рабочих температур, допустимых для коммутатора, иными словами — температура воздуха, при которой устройство гарантированно сохраняет работоспособность.

Также отметим, что, помимо температуры, большинство коммутаторов имеют ограничения по относительной влажности воздуха; эти ограничения обычно уточняются в документации.

Источник