Vad är en lan switch eller switch och vad är den för?

I nätverksvärlden är det alltid viktigt att veta hur man ska differentiera de olika enheterna som gör att vi kan skapa dem och koppla samman vår utrustning. Så idag ska vi lära oss allt om vad en switch är. Vi kommer också att se skillnaderna mellan denna och annan utrustning som routrar, nav eller till och med modem. Så låt oss komma igång!

Innehållsindex

Vad är en nätverksomkopplare eller switch:

Låt oss börja med att definiera vad en switch är, även kallad LAN- switch . Det är en enhet som gör att vi kan koppla samman olika utrustningar och noder i ett nätverk, alltid kabeldragna och detta kommer att vara viktigt att komma ihåg. I själva verket kommer en switch alltid att koppla samman enheter i ett lokalt nätverk, du vet, den vi känner som LAN.

Omkopplarna fungerar vid länklagret eller lagret 2 i OSI- modellen (Open System Interconection), en referensmodell som används för nätverksprotokoll och deras definition. Datalänkskiktet är det mellan lager 1 eller fysiskt (transportmedel och signaler) och lager 3 eller nätverk (routing och logisk adressering). Detta handlar om den fysiska adresseringen av paketen som reser över nätverket i enlighet med MAC-adressen associerad med varje enhet ansluten till det.

De tekniska och driftsspecifikationerna för omkopplarna definieras i IEEE 802.3- standarden för Ethernet- nätverksstandardisering. De är en uppsättning standarder som i grund och botten avgör hastigheten med vilken nätverksanslutningen kan fungera. Bland dem är standarderna 802.3i (10BASET-T 10 Mbps), 802.3u (100BASE-T 100 Mbps), 802.3z / ab (1000BASE-T 1 Mbps över fiber eller tvinnat par), etc. välkända.

För närvarande följs dessa standarder av alla dessa enheter, som alltid använder en stjärntopologi för att ansluta noderna, kärnteamet är själva Switch. Med hjälp av en serie portar eller RJ45- eller SFP- portar är noderna anslutna.

Vad en switch kan och inte kan göra

Det är mycket viktigt att veta vad arbetsområdet för en switch är eftersom det hjälper till att veta hur och var man ska ansluta den och vad den är designad för. Och naturligtvis för att skilja dem från andra nätverksenheter.

Vad du kan göra:

• Koppla samman enheter i ett trådbundet nätverk Växla och vidarebefordra paket från källa till destination med hjälp av dess nätverksskalade MAC-adresstabell och som en länk till IP-adressservern, som kan vara en router eller värddator

Vad du inte kan göra:

• Den kan inte ge oss anslutning till andra nätverk, som ligger utanför dess subnetmask. Följaktligen kan den inte tillhandahålla Internet-anslutning

Vi ser att det finns switchar som tack vare ett firmware eller ett litet operativsystem kan göra ännu fler saker som överskrider de funktioner som de är designade för.

Funktioner och element

Vi kan hitta switchar av praktiskt taget alla storlekar i form av portar, men de är nyckeln till att inrätta komplexa databehandlingscentra, med utrustning och skåp med hundratals portar.

Hamnar och hastighet

Drift av en switch utförs via nätverksportar, vilket möjliggör sammankoppling av de olika noderna i det interna nätverket. Antalet är det som kommer att bestämma dess kapacitet och effekt, såväl som dess hastighet. Det mest normala är att hitta dem mellan 4 och 20 hamnar, men det finns många fler inriktade på företag. Du kan ha:

• RJ45: egen port för tvinnade parkablar, de typiska 4 tvinnade paret UTP-kablar för LAN som arbetar på 10/100/1000/10000 Mbps

• SC: fiberoptisk port för höghastighetslänkar vid 1/10 Gbps.

• SFP- eller GBIC- portar: dessa kallas modulära portar eftersom de inte har ett specifikt kontaktdon, utan snarare ett hål för att sätta i kontakten med den typ av port vi vill ha. Detta kan vara en GBIC (Gigabit Interface Converter) vanligtvis med integrerade RJ45-portar eller SFP / SFP + (Small Form-Factor Pluggable), en mindre port antingen med RJ45 eller 10 Gbps fiberoptik.

• Combo-portar: de är inte en typ av port som sådan, utan ett sätt att förse Switch med ett större utbud av portar. De kommer vanligtvis i paneler med 2 RJ45 + 2 SFP eller 4 + 4, där vi antingen kan använda det ena eller det andra, men aldrig båda samtidigt eftersom de delar en buss.

Hastigheten definieras av de olika versionerna av 802.3-standarden som vi har sett i början. Vi hittar för närvarande switchar som kan leverera 10 Mbps, 100 Mbps, 1 Gbps och 10 Gbps.

Växlingsmetoder för en switch

Switch är det spanska namnet på en switch, vi tror att det är tydligt, det här namnet hänvisar till dess drift på Ethernet-standarden. Detta är baserat på överföring av data i LAN genom ramar som transporterar data med en rubrik som gör det möjligt att identifiera både avsändare och mottagare med hjälp av MAC-adressen. Var försiktig, vi talar om MAC-adress inte IP-adress, den fungerar i ett annat OSI-lager. Det finns två kommunikationsmetoder i nätverk:

• Half Duplex: i det här sammanhanget reser informationen i en eller annan riktning, men aldrig mot båda riktningarna samtidigt, till exempel en Full Duplex Walkie Talkie : det är den som använder skicka och ta emot kanaler samtidigt, till exempel, en telefon.

Ett mycket viktigt element som bestämmer omkopplingskapaciteten för en switch är buffertar, minneselement som tjänar till att lagra ramarna som ska vidarebefordras till motsvarande nod. Dessa buffertar utför cache-funktionen, särskilt viktigt att ansluta två noder till portar i olika hastigheter för att minska flaskhalseffekten.

Det finns flera växlingstekniker på en switch:

• Store-and-Forward Cut-Through Adaptive Cut-Through

(lagra och vidarebefordra)

I denna första metod lagrar omkopplaren hela dataramen i bufferten efter mottagande. Detta görs för att upptäcka eventuella fel i det och uppenbarligen för att analysera ursprung och destination. Därefter skickas det till mottagaren.

Den här metoden används alltid på switchar som har olika hastighetsportar, även om vi måste komma ihåg att det alltid kommer att finnas en liten fördröjning eller försening när du använder denna metod.

(direkt vidarebefordran)

I detta fall är ramen inte fullständigt buffrad utan bara dess rubrik läses för att känna till källan och destinations-MAC och sedan vidarebefordras.

Det är en snabbare teknik än den tidigare, men den ger inte felkontroll i skadade ramar. Dessutom måste enhetens portar fungera med samma hastighet.

(anpassande direkt vidarebefordran)

Det är inte en ny metod, men omkopplarens förmåga att välja mellan de två tidigare metoderna. Till exempel, när omkopplaren upptäcker att för många misslyckade och förlorade paket kommer in, växlar den automatiskt till lagring och vidarebefordran, medan om portarna har samma hastighet kommer den att använda direkt vidarebefordran.

Arbeta med Jumbo-ramar

När vi ska köpa en switch är det vanligt att de i dess specifikationer pratar om Jumbo-ramar om teamet kan arbeta med dem.

Vi har redan sagt att en switch fungerar med ethernet-ramar, som har en standardstorlek på 1500 byte. Men det är möjligt att göra dem större, upp till 9000 Bytes, som kallas Jumbo Frames. Dessa faller inte under 802.3-standarden.

Dessa ramar används för att arbeta med stora mängder information, vilket gör dataöverföring snabbare effektiv, även om det lägger latens till anslutningen på grund av att den måste bearbeta mer information. Av denna anledning används Jumbo Frames med ganska kraftfulla switchar.

Växla typer

Vi måste bara se de typer av switchar som vi hittar på marknaden, som kommer att vara inriktade på vissa uppgifter beroende på deras kapacitet, portar och andra standarder som de implementerar.

Växlar omhanterligt och hanterbart eller nivå 3/4

Generellt sett har omkopplarna inte haft förvaltningskapacitet, åtminstone i de mest grundläggande modellerna. Dessa fungerar enligt standarden 802.3u, vilket indikerar att en switch måste ha autoförhandlingskapacitet. Utan att behöva ingripa av en person, bestämmer kunden och omkopplaren hur omkopplingsparametrarna kommer att se ut. Dessa skulle vara de ostyrda switcharna.

Men med tiden har hårdvaran kommit långt, minskat storleken, ökat kraften och ge dessa enheter mer intelligens. Det är inte ovanligt att se switchar med 4-kärnprocessorer och RAM på 512 MB eller ännu mer. Men det viktigaste i dem är att de har firmware som är tillgänglig från webbläsaren eller någon särskild port för att ändra deras parametrar. Det här är de hanterade switcharna.

Denna kapacitet är nödvändig eller åtminstone valfri för de datorer som förutom växling också erbjuder möjligheten att skapa VPN-nätverk, Port Mirroring (portövervakning eller Port Trunking (länkaggregering). Dessa switchar kallas också nivå 3-switchar). när de kan utföra IP-routningsfunktioner, det vill säga arbeta i lager 3 i OSI-modellen, till exempel för att skapa en VPN. Om vi ​​lägger till detta kontrollen av logiska portar, kommer vi att prata om en nivå 3-switch / 4.

PoE-omkopplare

PoE (inte att förväxla med PPPoE) står för Power Over Ethernet eller Power over Ethernet. Det är en teknik som mycket väl kan likna USB eller Thunderbolt som vi alla känner, eftersom det förutom att tillåta sändning av data till klientomkopplaren också ger ström till det. Detta görs direkt via UTP-kabeln. Det är baserat på standarder:

• IEEE 802.3af: PoE med effekt upp till 15.4W IEEE 802.3at: PoE +: ökar kapaciteten upp till 30W 3bt: uPoE når 51W eller 71W

Strömkapaciteten är extremt användbar för att ansluta Wi-Fi-åtkomstpunkter, IP-övervakningskameror eller VoIP-telefoner. Så matas de flesta kameror i offentliga anläggningar.

Skrivbord, kant- och bagageutrymme

Desktop-switchar är de mest grundläggande av alla, som nästan aldrig kommer att hanteras eftersom de helt enkelt syftar till att utöka vårt hemnätverk utan större komplikationer. De erbjuder mellan 4 och 8 portar, på 100 Mbps med både halvduplex och full duplexfunktion. Egentligen har de flesta routrar redan integrerat minst 4 eller 5 portar med dessa egenskaper.

Den andra gruppen är omkretsomkopplarna, de har ett större antal portar, som lätt kan nå 24 eller till och med 48 portar. Dessa används för att skapa små subnät inriktade på datorrum i utbildningscentra, laboratorier, kontor etc. Din anslutning är vanligtvis 1 Gbps.

Trunk-switchar, förutom att erbjuda fler portar, kommer att vara hanterbara och kommer att erbjuda OSI Layer 2 och 3-funktioner för att hantera paketomkoppling och routing. Om vi ​​också lägger till modularitet genom rackskåp, kan vi ha flera hundra hamnar som arbetar med 1 Gbps eller till och med 10 Gbps för datacenter.

Skillnader mellan en switch och HUB

Efter att ha sett i detalj vad en switch är, bör den särskiljas från de nätverksenheter som är relaterade till den.

Den första och mest uppenbara är navet eller navet, en enhet som kan betraktas som föregångaren till omkopplaren. På samma sätt har den en panel med ett visst antal portar för att sammankoppla de olika noderna i den anslutna.

Den stora skillnaden är att navet inte kan skilja om informationen som passerar den riktas till en eller annan dator. Denna enhet är begränsad till att ta emot informationen och upprepa den för alla dess portar, oavsett vad du har anslutit till dem, som vi kallar sändning.

Skillnader mellan switch, router och modem

Nästa differentiering som vi måste göra är att växla med routrarna och modemet, och detta kommer att vara enkelt med förlust på OSI-nivåer.

Vi vet att omkopplaren fungerar naturligt i lager 2 i modellen, datalänksskiktet, eftersom den via sin MAC-tabell kan skicka paket till destinationsvärden. Även om det är sant att det finns datorer som också kan fungera i lager 3 och 4 tack vare deras firmware.

Å andra sidan fungerar ett modem bara i lager 1 eller fysiskt, det är endast tillägnat att konvertera och översätta signalerna som kommer till det från nätverket. Till exempel analoga i digitala, trådlösa i elektriska och optiska i elektriska.

Slutligen är routern en enhet som fungerar huvudsakligen i skikt 3, nätverkslagret, eftersom den ansvarar för paketrutning och överföring från det offentliga nätverket till det interna nätverket som skapas av det. Men naturligtvis är dagens routrar väldigt kompletta och inkluderar också funktionen Switch med flera portar, och till och med funktioner i lager 4 och 7 tack vare skapandet av VPN eller delade datatjänster.

Slutsatser om switchar

För närvarande behöver nästan ingen av oss en switch för att ansluta vår utrustning till nätverket, eftersom dagens routrar har upp till 8 portar för detta och Wi-Fi. Men de kommer och kommer att fortsätta användas otvivelaktigt i datacenter, utbildningscenter och många fler.

Den stora utvecklingen som dessa enheter har haft tack vare den ökade kraften i hårdvaran och komplexiteten i firmware, gör dem till verkliga datorer nästan på routernivå.

Vi lämnar dig nu med några nätverksartiklar:

Har du någonsin ägt eller har en switch, vilken kapacitet? Lämna dina kommentarer eller frågor som du anser lämpliga i rutan