Kaj je lan stikalo ali stikalo in čemu služi?

V svetu omrežij je vedno pomembno vedeti, kako razlikovati različne naprave, ki nam omogočajo, da jih ustvarjamo in povezujemo svojo opremo. Danes bomo izvedeli vse o tem, kaj je stikalo. Videli bomo tudi razlike med to in drugo opremo, kot so usmerjevalniki, vozlišča ali celo modemi. Torej, začnimo!

Kazalo vsebine

Kaj je omrežno stikalo ali stikalo:

Začnimo z opredelitvijo, kaj je stikalo, imenovano tudi stikalo LAN. To je naprava, ki nam bo omogočila medsebojno povezovanje različnih naprav in vozlišč v omrežju, ki so vedno ožičene, kar je treba upoštevati. Dejansko bo stikalo vedno povezovalo naprave v lokalnem omrežju, ki ga poznamo kot LAN.

Stikala delujejo na povezavi ali 2. sloju modela OSI (Open System Interconection), referenčnem modelu, ki se uporablja za omrežne protokole in njihovo opredelitev. Sloj podatkovne povezave je tisti med plastjo 1 ali fizično (prevozno sredstvo in signali) in tretjo plastjo ali omrežjem (usmerjanje in logično naslavljanje). Ta zadeva fizično naslavljanje paketov, ki potujejo po omrežju glede na MAC naslov, povezan z vsako napravo, ki je nanj povezana.

Tehnične in delovne specifikacije stikal so opredeljene v standardu IEEE 802.3 za standardizacijo omrežja Ethernet. So niz standardov, ki v bistvu določajo hitrost, s katero bo omrežna povezava lahko delovala. Med njimi so dobro znani standardi 802.3i (10BASET-T 10 Mbps), 802.3u (100BASE-T 100 Mbps), 802.3z / ab (1000BASE-T 1Gbps preko vlaken ali zvitega para) itd.

Trenutno tem standardom sledijo vse te naprave, ki vedno uporabljajo zvezdasto topologijo za povezavo vozlišč, osrednja ekipa pa je sam Switch. S serijo vrat ali vrat RJ45 ali SFP so vozlišča povezana.

Kaj lahko Switch in česa ne

Zelo pomembno je vedeti, kakšno je delovno področje stikala, saj bo to pomagalo vedeti, kako in kje ga povezati in za kaj je zasnovano. In seveda, da jih razlikujemo od drugih omrežnih naprav.

Kaj lahko storite:

• Medsebojno povezovanje naprav v ožičenem omrežju Preklopite in preusmerite pakete od vira do cilja z uporabo svoje omrežne tabele MAC z naslovom MAC in kot povezavo do strežnika IP, ki je lahko usmerjevalnik ali gostiteljski računalnik

Česa ne morete storiti:

• Ne more nam dati povezave z drugimi omrežji, ki so zunaj njegove podomrežne maske. Posledično ni sposobna zagotoviti internetne povezave

Videli bomo, da obstajajo stikala, ki so po zaslugi vdelane programske opreme ali majhnega operacijskega sistema sposobna narediti še več stvari, ki presegajo funkcije, za katere so zasnovani.

Funkcije in elementi

Glede na pristanišča lahko najdemo stikala skoraj vseh velikosti, vendar so ključna za vzpostavitev zapletenih centrov za obdelavo podatkov, z opremo in omarami z več sto vrati.

Pristanišča in hitrost

Delovanje stikala poteka prek mrežnih vrat, ki omogočajo medsebojno povezavo različnih vozlišč v notranjem omrežju. Številka je tista, ki bo določila njegovo zmogljivost in moč ter hitrost. Najbolj normalno bo, da jih najdete med 4 in 20 pristanišči, vendar je veliko več usmerjenih v podjetja. Lahko imate:

• RJ45: lastno pristanišče za kable z dvojnimi pari, tipični 4 UTP kabli z zasuženimi pari za LAN, ki delujejo pri 10/100/1000/10000 Mbps

• SC: optična vrata za visoke hitrosti pri hitrosti 1/10 Gbps.

• SFP ali GBIC vrata: ti se imenujejo modularna vrata, ker nimajo posebnega priključka, temveč luknjo, v katero vstavimo konektor z vrsto vrat, ki jih želimo. To je lahko GBIC (Gigabit Interface Converter), ki je običajno z vgrajenimi vrati RJ45 ali SFP / SFP + (Small Form-Factor Pluggable), manjša vrata bodisi z optičnimi vlakni RJ45 ali 10 Gbps.

• Kombinirana vrata: niso vrsta vrat kot taka, ampak način, kako stikalu zagotoviti večjo raznolikost vrat. Običajno so na voljo v ploščah 2 RJ45 + 2 SFP ali 4 + 4, kjer lahko uporabimo enega ali drugega, vendar nikoli oba hkrati, ker si delijo avtobus.

Hitrost je določena z različnimi različicami standarda 802.3, ki smo jih videli na začetku. Trenutno najdemo stikala, ki lahko oddajo 10 Mbps, 100 Mbps, 1 Gbps in 10 Gbps.

Načini preklopa stikala

Switch je špansko ime stikala, menimo, da je to jasno, to ime se nanaša na njegovo delovanje po standardu Ethernet. To temelji na prenosu podatkov v LAN prek okvirjev, ki podatke prevažajo z glavo, ki omogoča prepoznavanje pošiljatelja in prejemnika z uporabo MAC naslova. Bodite previdni, govorimo o naslovu MAC in ne IP naslovu, deluje pa v drugi plasti OSI. Obstajata dva načina komunikacije v omrežjih:

• Half Duplex: v tej povezavi podatki potujejo v eno ali drugo smer, vendar nikoli v obe smeri hkrati, na primer Full Duplex Walkie Talkie : je tisti, ki hkrati pošilja in sprejema kanale, npr. telefon.

Zelo pomemben element, ki določa preklopno zmogljivost stikala, so vmesni pomnilniki, pomnilniški elementi, ki služijo za shranjevanje okvirjev, ki jih je treba posredovati v ustrezno vozlišče. Ti medpomnilniki izvajajo funkcijo predpomnilnika, še posebej pomembno, da povežete dve vozlišči s pristanišči z različnimi hitrostmi, da zmanjšate učinek ozkega grla.

Na stikalu je več tehnik preklopa:

• Prilagodljiv prerez skozi shranjevanje in naprej

(shranjevanje in posredovanje)

V tej prvi metodi stikalo shrani celoten podatkovni okvir v medpomnilnik ob prejemu. To se naredi za odkrivanje možnih napak v njej in očitno za analizo izvora in cilja. Po tem bo poslano prejemniku.

Ta metoda se vedno uporablja na stikalih, ki imajo različna hitrostna vrata, čeprav moramo upoštevati, da bo pri uporabi te metode vedno majhen zaostanek ali zamuda pri pošiljanju.

(neposredno posredovanje)

V tem primeru okvir ni popolnoma zaščiten, ampak se prebere samo njegova glava, da se pozna izvor in ciljni MAC, nato pa se posreduje.

Gre za hitrejšo tehniko kot prejšnja, vendar ne omogoča nadzora napak v poškodovanih okvirih. Poleg tega morajo vrata v napravi delovati z isto hitrostjo.

(prilagodljivo direktno posredovanje)

Ne gre za novo metodo, temveč za možnost stikala, da izbira med dvema predhodnima metodama. Na primer, ko stikalo zazna, da prihaja preveč neuspelih in izgubljenih paketov, se samodejno preklopi na shranjevanje in posredovanje, medtem ko če imajo vrata enake hitrosti, bo uporabila direktno posredovanje.

Delo z Jumbo Frames

Ko bomo kupili stikalo, je običajno, da v njegovih specifikacijah govorijo o okvirjih Jumbo, če ekipa lahko dela z njimi.

Rekli smo že, da Switch deluje z ethernetnimi okviri, ki imajo običajno velikost 1500 bajtov. Vendar jih je mogoče narediti večje, do 9000 bajtov, ki se imenujejo okvirji Jumbo. Te ne sodijo v standard 802.3.

Ti okviri se uporabljajo za delo z velikimi količinami informacij, kar omogoča hitrejši prenos podatkov, čeprav dodaja zamudo pri povezavi zaradi dejstva, da mora obdelati več informacij. Zaradi tega se Jumbo Frames uporabljajo s precej močnimi stikali.

Vrste stikal

Videti moramo le vrste stikal, ki jih najdemo na trgu, ki bodo usmerjeni v določene naloge, odvisno od njihove zmogljivosti, pristanišč in drugih standardov, ki jih izvajajo.

Stikala neobvladljiva in obvladljiva ali raven 3/4

Na splošno stikala niso imela upravljavskih zmogljivosti, vsaj v najosnovnejših modelih. Ta delajo na standardu 802.3u, kar pomeni, da mora imeti stikalo zmogljivost za samodejno pogajanje. Brez potrebe po posredovanju osebe, kupec in stikalo "odločita", kakšni bodo parametri preklopa. To bi bila nenadzorovana stikala.

Toda sčasoma je strojna oprema že daleč zmanjšala velikost, povečala moč in dala tem napravam več inteligence. Ni redkost videti stikala s 4-jedrnimi procesorji in RAM-om 512 MB ali celo več. Najpomembneje pa je, da imajo vdelano programsko opremo, ki je dostopna prek brskalnika ali nekega namenskega pristanišča, da spremenijo svoje parametre. To so upravljana stikala.

Ta zmogljivost je potrebna ali vsaj neobvezna za tiste računalnike, ki poleg preklopa ponujajo tudi možnost ustvarjanja omrežij VPN, Port Mirroring (nadzor vrat ali Port Trunking (združevanje povezav). Ta stikala imenujemo tudi stikala 3. stopnje). ko bodo lahko izvajali funkcije usmerjanja IP, torej delali na primer na ravni 3 modela OSI, da bi ustvarili VPN. Če temu dodamo nadzor logičnih vrat, bomo govorili o stikalu 3. stopnje / 4.

PoE stikalo

PoE (ne zamenjujemo s PPPoE) pomeni Power Over Ethernet ali Power over Ethernet. Gre za tehnologijo, ki je morda podobna USB-ju ali Thunderboltu, ki jo vsi poznamo, saj poleg tega, da omogoča pošiljanje podatkov odjemalcu-Switch, tudi zanjo zagotavlja moč. To se izvede neposredno preko UTP kabla. Temelji na standardih:

• IEEE 802.3af: PoE z močjo do 15, 4 W IEEE 802.3at: PoE +: poveča zmogljivost do 30 W 3bt: uPoE doseže 51W ali 71W

Zmogljivost moči je izredno uporabna za povezovanje dostopnih točk Wi-Fi, IP nadzornih kamer ali telefonov VoIP. Tako se hrani večina kamer v javnih obratih.

Namizna, robna in robna stikala

Namizna stikala so najosnovnejše od vseh, česar skoraj nikoli ne bomo mogli upravljati, saj so preprosto usmerjeni v širjenje domačega omrežja brez večjih zapletov. Ponujajo med 4 in 8 pristanišč, s hitrostjo 100 Mb / s, s pol-dupleksom in s polno dupleksno funkcijo. Pravzaprav večina usmerjevalnikov že ima vsaj 4 ali 5 vrat s temi lastnostmi.

Druga skupina so stikala po obodu, imajo večje število vrat, ki zlahka dosežejo 24 ali celo 48 vrat. Te se uporabljajo za ustvarjanje majhnih podomrežij, usmerjenih v računalniške prostore izobraževalnih centrov, laboratorijev, pisarn itd. Vaša povezava je ponavadi 1 Gbps.

Stikala prtljažnika bodo poleg ponujanja več vrat tudi obvladljiva in bodo ponujala funkcije 2 in 3 sistema OSI za upravljanje preklapljanja in usmerjanja paketov. Če dodamo modularnost tudi z omaricami za stojala, bi lahko imeli več sto portov, ki delujejo pri podatkovnih centrih s hitrostjo 1 Gbps ali celo 10 Gbps.

Razlike med stikalom in HUB

Potem ko smo podrobno videli, kaj je stikalo, ga je treba razlikovati od tistih omrežnih naprav, ki so z njim povezane.

Prva in najbolj očitna je pesto ali pesto, naprava, ki jo lahko štejemo za predhodnico stikala. Tako ima ploščo z določenim številom vrat, ki lahko med seboj povežejo različna vozlišča.

Velika razlika je v tem, da vozlišče ne more razločiti, ali so informacije, ki gredo skozi njega, usmerjene v en ali drug računalnik. Ta naprava je omejena na sprejemanje informacij in ponovitev za vsa njegova vrata, ne glede na to, kaj ste z njimi povezali, čemur pravimo oddaja.

Razlike med stikalom, usmerjevalnikom in modemom

Naslednja razlika, ki jo moramo narediti, je stikalo z usmerjevalniki in modemom, in to bo enostavno, zanašajoč se na ravni OSI.

Vemo, da stikalo deluje naravno v 2. sloju modela, sloju podatkovne povezave, saj lahko prek svoje tabele MAC pošlje pakete ciljnemu gostitelju. Čeprav je res, da obstajajo računalniki, ki lahko tudi zaradi svoje strojne programske opreme delujejo v 3. in 4. sloju.

Namesto tega modem deluje samo na nivoju 1 ali fizično, namenjen je samo pretvarjanju in prevajanju signalov, ki do njega prihajajo iz omrežja. Na primer analogni v digitalni, brezžični v električni in optični v električni.

Končno je usmerjevalnik naprava, ki deluje večinoma v tretji plasti omrežja, saj je zadolžena za usmerjanje paketov in prenos iz javnega omrežja v notranje omrežje, ki ga ustvari. Seveda pa so današnji usmerjevalniki zelo popolni in vključujejo tudi funkcijo Switch z več vrati in celo funkcijo plasti 4 in 7 zahvaljujoč ustvarjanju VPN ali skupnih podatkovnih storitev.

Sklepi o stikalu

Trenutno skoraj nihče od nas ne potrebuje stikala za povezavo naše opreme v omrežje, saj imajo danes usmerjevalniki do 8 vrat za to in Wi-Fi. Kljub temu jih je in bodo še naprej nesporno uporabljali v podatkovnih centrih, izobraževalnih centrih in še marsičem.

Zaradi velikega razvoja teh naprav zaradi večje moči strojne opreme in zapletenosti vdelane programske opreme so pravi računalniki skoraj na ravni usmerjevalnikov.

Zdaj vam puščamo nekaj mrežnih člankov:

Ste bili kdaj v lasti ali imate stikalo, kakšne zmogljivosti? Pustite svoje pripombe ali vprašanja, ki se vam zdijo primerna v polju