Для чего нужны сетевой концентратор и коммутатор

Концентратор, коммутатор и маршрутизатор: в чем разница

Концентратор, коммутатор и маршрутизатор – это термины, которые часто используются взаимозаменяемо. Задумывались ли вы, есть ли разница между ними или они все одинаковые? Давайте узнаем разницу между концентратором, коммутатором и маршрутизатором в следующей статье.

Маршрутизатор, коммутатор и концентратор: определение

Все три устройства, маршрутизатор, коммутатор и концентратор, отличаются друг от друга и также могут время от времени интегрироваться в одно устройство.

Маршрутизатор

Маршрутизатор – это устройство, которое пересылает пакеты данных по сети. Он помогает соединить две сети, например две локальные сети, глобальные сети или локальную сеть, с сетью интернет-провайдера. Маршрутизаторы становятся шлюзами или местами, где могут быть соединены две или более сетей.

Коммутатор

Коммутатор помогает в фильтрации и пересылке пакетов между сегментами локальной сети. Коммутаторы могут обрабатывать данные, а также знать конкретные адреса, которые помогают при отправке сообщений. Он может решить, на какое устройство отправлено сообщение, и отправит сообщение непосредственно на правильное устройство.

Концентратор (Hub)

Концентратор используется для соединения сегментов локальной сети. Он содержит несколько портов, и когда пакет поступает в порт, он копируется в другие порты. Это позволяет всем сегментам локальной сети видеть все пакеты и, таким образом, концентратор служит общей точкой подключения для устройств, подключенных к сети.

Разница между концентратором, коммутатором и маршрутизатором

Каждое устройство функционирует как центральное соединение для всего сетевого оборудования. Он обрабатывает тип данных, называемый кадрами, который переносит данные. Когда кадр получен, он усиливается перед передачей в порт на конечном компьютере. Разница заключается в способе доставки кадров тремя устройствами.

Концентратор передает или передает кадр на все свои порты. Неважно, предназначен ли фрейм для одного порта. Концентратор не может различить, к какому порту должен быть доставлен кадр. Он передается по всем портам, пока не достигнет порта назначения. Это вызывает большой трафик в сети, что приводит к низкой скорости сети.

В случае переключения он отслеживает MAC-адреса всех подключенных устройств. Используя эту информацию, он может идентифицировать системный порт. Таким образом, когда кадр получен, он знает, для какого порта он предназначен, и отправляет его туда напрямую. Это уменьшает время отклика сети и, таким образом, позволяет пользователям получать доступ к максимальной пропускной способности независимо от количества передающих компьютеров.

Маршрутизатор с другой стороны – это совершенно другое устройство. Он подключен к двум сетям, которые называются двумя локальными сетями (LAN) и глобальными сетями (WAN), или он может быть подключен к локальной сети и ее сети ISP. Они расположены на шлюзах, месте, где соединены две или более двух сетей. С помощью заголовков и таблиц пересылки маршрутизаторы используют лучший путь для пересылки пакетов данных. Маршрутизатор использует ICMP для связи и настройки наилучшего пути между любыми двумя хостами.

Это все о разнице между концентратором, коммутатором и маршрутизатором. Концентратор помогает склеить сегмент сети Ethernet, коммутатор помогает подключить несколько сегментов Ethernet, и маршрутизатор может выполнять обе эти функции, а также пакеты TCP / IP маршрутизатора между LAN и / или WAN.

Источник

В чем отличия между коммутатором и концентратором и для чего используются

Коммутатор и концентратор – сетевое оборудование. Оба устройства работают как центральный соединитель для сетевых узлов. Их задача – обработка типа данных, переносящих информацию. Когда данные приняты, следует их усиление перед отправкой в порт конечного устройства. Главное, чем сетевой коммутатор отличается от концентратора, – способ передачи данных. То есть оба прибора различаются, прежде всего, по принципу функционирования.

Определение терминов

Чтобы понять разницу между коммутатором и концентратором, необходимо знать, что представляют собой оба сетевых устройства.

Коммутатор

Это прибор, предназначенный для связывания узлов локальной сети. Технологические особенности таковы, что его можно назвать многопортовым мостом.

Концентратор

Это функционально простое оборудование, предназначенное для формирования компьютерной сети. Обычно таким словом называют любое сетевое оборудование, объединяющее персональные компьютеры. Если дать определение по технологическим особенностям, то это – многопортовый повторитель.

В чем между ними разница

Несмотря на сходство назначения, между устройствами есть различия, которые нужно учитывать для обеспечения корректной работы сети.

Устройство и назначение

Концентратор – обладающий меньшей функциональностью прибор. Он действует соответственно физическому уровню по сетевой модели OSI. Имеет несколько портов входа и выхода, причем вход в какой-либо порт – это выход для остальных портов, кроме того, в который он вставлен. Концентратор – просто передатчик получаемой информации. То есть приборы, соединенные с портами, получают одинаковую информацию.

Коммутаторы предназначены для целей контроля и маршрутизации трафика. Они анализируют точки назначения информации. Сетевое устройство умеет определять приборы, подключенные к его портам, поэтому отправляет информацию на нужные порты.

Принцип работы

Поскольку концентратор не умеет определять подключенные к нему приборы, отсылает пакеты разом на все активные порты, то это чревато серьезными проблемами. Снижается степень безопасности, на пропускную способность влияет число работающих узлов. Когда концентратор получает либо отправляет информацию, эта операция производится со скоростью самого медленного узла группы. В итоге сетевое устройство становится менее производительным.

Расширяя сеть посредством концентратора, нужно знать меру. Иначе придется столкнуться с большими объемами лишнего трафика. Концентратор, передавая пакет в сеть, не определяет точку назначения, а компьютеры, получающие информацию, используют имеющиеся в ней точки, чтобы определить, предназначена ли она им.

Если сеть небольшая, такой принцип работы корректен. Но если сеть средней величины, подразумевает довольно активный трафик, то лучше применять коммутацию.

Запоминая точки назначения и фиксируя подключение каждого узла к определенному порту, коммутатор сокращает до минимума лишний трафик. Пакет поставляется на конкретное устройство, остальные подключенные приборы поставку игнорируют. Такой принцип работы обеспечивает повышенную производительность сети.

Плюсы и минусы

У обоих видов сетевого оборудования есть достоинства и недостатки, которые нужно учитывать при выборе устройства.

Есть ли схожие моменты

Устройства похожи внешне: это небольшие коробки, одна из боковых поверхностей которых содержит входы для подключения портов. Еще одна схожесть заключается в том, что приборы применяются для соединения компьютеров, но не сетей. За сетевое соединение отвечает маршрутизатор.

Что лучше?

Говорить, что лучше – коммутатор или концентратор, некорректно, ведь приборы выполняют разные задачи. Второй повышает количество портов, а первый разделяет сеть на несколько менее загруженных частей.

Применять коммутацию актуально в больших сетях. В малых, не превышающих 20 точек, хватает одного или нескольких концентраторов. В этом случае приборы просто соединяют пользователей. Если насчитывается до 50 точек, коммутаторы становятся способом деления на части для уменьшения лишнего трафика.

Краткая сравнительная таблица

Рассмотрим еще раз различия между устройствами, чтобы правильно сформировать сеть.

Подведем итоги

Коммутация эффективнее, надежнее в плане сетевой безопасности. Изначально были востребованы концентраторы, так как коммутаторы стоили дорого. Но сейчас разница в цене убавилась.

Технология концентраторов устаревает, продолжает использоваться в особых случаях. Подавляющее большинство локальных сетей функционирует на коммутаторах. Для небольших офисных групп достаточно одноуровневого устройства, для больших сетей применяются многоуровневые.

Источник

Для чего нужен коммутатор: назначение, виды и принцип работы

Что такое коммутатор, хаб, свитч простым языком

В сетевом пространстве тоже есть свои «распределители», где вместо электропитания пользователи активно передают трафик, пакеты данных и картинки с котиками. Погодите, скажете вы. Разве такие вещи делаются не через роутеры? Зачем тогда нужен коммутатор? Ответ достаточно прост. Роутер (или маршрутизатор) — это устройство, способное обмениваться данными с внешней сетью, оснащенное системой кодировки трафика, IP-телевидением, WPS, и еще массой полезных функций.

Основное, чем отличается роутер от коммутатора, — тем что последний имеет дело только с локальной сетью: домашней либо корпоративной. Таким образом понятия «свитч для интернета» в принципе не существует. Доступ к всемирной паутине пользователи локальной сети могут получить лишь в том случае, если к главному порту коммутатора присоединить роутер. И примерно так это обычно и работает.

Для чего нужен коммутатор и что он делает

Назначение коммутатора в том, чтобы объединять множество разных устройств (компьютеров, принтеров, серверов, МФУ и прочих) в одну общую локальную сеть, позволяя её пользователям обмениваться информацией. В любой сети, даже самой маленькой, где есть несколько устройств, чью совместную работу нужно организовать, требуется коммутатор, который служит своеобразным приемно-сортировочным пунктом, переправляющим пакеты данных от источника к адресату.

Чем отличается коммутатор от концентратора

Концентратор (иначе хаб) занимается тем же самым, что и коммутатор — передает данные по локальной сети. Отличие состоит в том, что хаб рассылает трафик от центральной машины (ПК, сервер) сразу всем компьютерам. Кому надо, тот читает, кому не надо — игнорирует. Однако при этом вероятность перехвата пакетов максимальна и неоправданно высока нагрузка на сеть, из-за чего подобный «широковещательный» способ передачи данных постепенно выходит из употребления.

В случае с коммутатором передача данных ведется адресно. Если в первом случае пакет с информацией получали все ПК в сети (5, 10, 100, 1000), то во втором — всё персонифицировано. Данные, предназначенные для условного Васи, никто кроме него прочесть не сможет. Отсюда второе название коммутатора — switch — или «переключатель», поскольку он, как стрелочник на железнодорожной развязке, переводит стрелки, направляя «состав» с информацией в конкретный пункт назначения.

Принцип работы коммутатора

Основные принципы мы разобрали, так что переходим к конкретным задачам. Алгоритм работы свитчей построен на системе самообучения, чтобы с каждым разом улучшать адресную передачу файлов между всеми устройствами в системе (компьютеры, ноутбуки, оргтехника, принтеры).

Перед началом работы свитч создает таблицу коммутации, привязывая каждому порту тот MAC-адрес, от которого запитывается конкретное устройство. При первичном подключении таблица пустая, а коммутатор обучается процессам, параллельно записывая данные в табличку и определяя основной хост (головную систему).

В дальнейшем, если на один из портов поступит сигнал для определенного MAC, который ассоциируется у свитча с одним из портов, информация сразу же полетит конечному адресату. Если же MAC и порт не связаны, а фрейм прилетел — его разбросают по всем свободным портам, таким образом определив нужный. Чем больше портов коммутатора занято, тем ниже загрузка, выше скорость передачи, меньше задержки.

Типы коммутаторов

Современные устройства можно разделить на три ключевых категории:

Неуправляемые, как можно определить из названия, работают по схеме «включил, подключил и забыл». Иным словами, они работают как классические сетевые удлинители, добавляя владельцу недостающее число Ethernet-портов. Такое решение отлично показывает себя в домашних условиях (организация сети, подключение умной техники, разводка IP-камер) и небольших офисах до 10 машин. Техника нетребовательна, но выдержать большой трафик неспособна. Да и проверить систему, если что-то где-то произойдет на линии, будет непросто.

Настраиваемые разработаны как раз под корпоративный сегмент с возможностью отслеживания трафика для каждого конкретного порта. Благодаря им можно отслеживать и поддерживать протоколы топологии, транковать и настраивать различные параметры VLAN, если железо это позволяет. Калибровка базовая, но зачастую и этого хватает.

Управляемые, как вы поняли, самые технологичные и умные. Для них предусмотрено автоматическое и ручное управление. Системный администратор может мониторить каждый порт, снимать статистику по трафику, отслеживать количество ошибок до определенного устройства. Для крупной сетевой компании это огромный плюс. Особенно, если кто-то любит посидеть на торрентах, и не признается в этом.

В действительности, типология коммутаторов значительно сложнее. Коммутаторы также подразделяются по уровням и положению в иерархии сети. И могут иметь разные характеристики и функции. Но всё это — темы для отдельных обзоров.

Если у вас еще остались вопросы по характеристикам и функциям коммутаторов, вы всегда можете задать их нашим специалистам. Закажите консультацию, и мы предоставим вам всю требуемую информацию.

Для чего нужен коммутатор: назначение, виды и принцип работы

Источник

Что такое сетевой коммутатор и для чего он нужен?

Сетевой коммутатор — это электронный прибор, объединяющий несколько компьютеров и/или других цифровых устройств в локальную сеть и позволяющий им обмениваться данными. Имеет ещё одно распространённое название — свитч, которое происходит от английского слова switch (коммутатор, переключатель).

Что такое свитч простыми словами

С каждым годом нас окружает всё больше и больше компьютеров, ноутбуков, мобильных и других цифровых устройств. Они используются дома, в офисах, административных и многих других помещениях. Становится всё более актуальной проблема их соединения для передачи данных — такого, которое избавило бы от необходимости переносить информацию, например, на USB-флешке. В недавнем прошлом её решали с помощью концентраторов, но к настоящему моменту их почти вытеснили более интеллектуальные устройства — сетевые коммутаторы, или свитчи. Говоря простыми словами, это — устройства, позволяющие объединить несколько компьютеров в сеть и играющие в ней роль её ядра. Это действительно удобно, причём в самых разных ситуациях:

на предприятии или в офисе, в котором установлено большое количество компьютеров, сетевых принтеров и другой цифровой техники;

в небольшой домашней локальной сети — к примеру, состоящей из нескольких компьютеров, ноутбука и современного телевизора;

в составе масштабной системы видеонаблюдения с большим количеством камер;

в промышленной сети с многочисленными датчиками, контролирующими техпроцессы и передающими данные на диспетчерский пункт;

вомногих других случаях.

Принцип работы коммутатора

За вопросом о том, что такое коммутатор, закономерно следует ещё один: по какому принципу он работает? Всё одновременно и просто, и сложно. Свитч получает данные от обращающихся к нему устройств и постепенно заполняет таблицу коммутации их MAC-адресами. При последующих обращениях коммутатор считывает адрес устройства-отправителя, анализирует таблицу коммутации и определяет по ней, на какое устройство нужно переслать данные. Прочие компьютеры при этом не «знают» о факте передачи информации, поскольку она не имеет к ним отношения. Благодаря этому обеспечивается работа сети в так называемом полнодуплексном (full duplex) режиме.

Новый коммутатор на этапе обучения, не обнаруживая в своей таблице MAC-адрес получателя, рассылает данные на все подключенные к нему устройства (разумеется, кроме отправителя). Правильный получатель отвечает коммутатору, и последний создаёт новую запись в таблице коммутации. В дальнейшем свитч, принимая данные с этим же MAC-адресом, «понимает», куда именно их нужно направить, и производит уже не массовую рассылку, но строго адресную отправку. Трафик, таким образом, локализуется, а сеть — разгружается.

Выше был описан принцип действия так называемого неуправляемого коммутатора, который работает на втором (канальном) уровне OSI. Помимо таких, существуют более продвинутые модели, работающие на третьем и четвёртом уровнях. Они значительно функциональнее, поскольку допускают ручное управление (в частности, через интерфейс командной строки), поддерживают QoS, VLAN, зеркалирование, обнаружение штормов трафика, ограничение скоростей передачи данных для разных портов и многие другие полезные функции. Такие устройства включают в состав сложных и разветвлённых сетей — в частности, тех, что развёрнуты на больших предприятиях.

Режимы коммутации

Есть три режима, в которых свитч передаёт данные узлам-адресатам. Ключевые особенности каждого режима — степень надёжности передачи и связанное с ней время ожидания.

Первый режим называется Cut-Through — сквозной. Свитч принимает данные, считывает из них только адрес узла-получателя и без каких-либо дополнительных проверок отправляет их по назначению. Время ожидания в этом случае минимально, но возникает вероятность передачи данных с ошибками.

Второй режим называется Store and Forward — с промежуточным хранением. Коммутатор не только считывает адрес получателя, но и анализирует всю поступившую информацию с целью поиска ошибок. Лишь после этого данные передаются по назначению. Время ожидания в сравнении с предыдущим режимом увеличивается — оно необходимо свитчу для проверки.

Третий режим называется Fragment-Free — бесфрагментный, или гибридный. Он представляет собой сочетание двух описанных выше режимов. Коммутатор принимает кадр данных, считывает адрес получателя, а затем проверяет информацию на предмет ошибок, но не всю, а лишь первые 64 байта. После проверки свитч отправляет данные получателю.

Условия передачи данных непостоянны — они меняются со временем. Полезно иметь коммутатор, в котором реализована адаптивная подстройка под эти условия. В начале работы такое устройство включает сквозной режим коммутации для всех портов. Затем те порты, на которых появляется слишком много ошибок, автоматически переводятся в гибридный (бесфрагментный) режим. Наконец, если и после этого ошибок остаётся слишком много, порты переводятся в режим с промежуточным хранением данных.

Отличие коммутатора (switch) от концентратора (hub)

В недавнем прошлом были широко распространены концентраторы (hub). Эти устройства работают на основе широковещательной модели. Выражаясь проще, концентратор, принимая сетевой трафик, просто рассылает его всем без исключения подключенным к нему устройствам. Функция определения адресата, которая есть в коммутаторе, в нём не реализована, и в этом — основное отличие hub от switch. Широковещательная передача данных таит как минимум два подводных камня: во-первых, она сильно загружает сеть и заметно замедляет передачу данных, во-вторых, она влечёт риск появления большого количества ошибок, особенно — при добавлении в сеть новых компьютеров. Использование сетевых коммутаторов избавляет от этих проблем — и именно поэтому эти устройства к настоящему времени почти вытеснили собой концентраторы.

Отличие коммутатора (switch) от маршрутизатора (router)

Коммутатор более функционален, чем концентратор, но ещё больше функций реализовано в маршрутизаторе (или, как его ещё называют, роутере). Это устройство работает на третьем уровне OSI и отвечает не только за распределение трафика по узлам-адресатам, но и за связь между разными сетями с отличающимися архитектурами. В его память записана таблица маршрутизации, на основе данных из которой router решает, куда следует переслать поступивший пакет данных. Пересылка выполняется в соответствии с правилами, заданными администратором при настройке маршрутизатора.

Роутер позволяет снизить загрузку сети, разделяя её на широковещательные домены и фильтруя пакеты. Он даёт возможность объединить Ethernet-сеть и соединения WAN — например, для организации выхода в Интернет. В этом случае маршрутизатор не только транслирует адреса, но и играет роль межсетевого экрана, обеспечивая тем самым информационную безопасность. По сути, любой маршрутизатор — это миниатюрный компьютер с большим количеством настраиваемых параметров. К слову, именно поэтому роль роутера может играть любой персональный компьютер — при условии, что на нём установлено и настроено специализированное программное обеспечение для маршрутизации.

Как выбрать коммутатор

В продаже представлено великое множество моделей коммутаторов, которые существенно отличаются друг от друга как по функциональности, так и по цене. IT-специалисту нужно знать основные характеристики свитчей (читай — критерии выбора).

Базовая скорость передачи

В большинстве случаев в характеристиках коммутаторов указано сразу несколько значений скорости (пример записи — 10/100 Мбит/сек). Нужно ориентироваться на высшее значение — это максимум для данного устройства. Если данные будут поступать на свитч со скоростью меньшей, чем этот максимум, он автоматически подстроится под неё. Модели верхнего ценового диапазона могут работать на скоростях 10/20/100/200/1000/2000Мбит/сек. Принимайте во внимание особенности вашей сети и характеристики входящих в неё устройств и делайте правильный выбор.

Количество портов

В продаже представлены модели с количеством портов от 5 до 48. Выбирайте свитч с учётом не только фактического количества устройств, которые будут к нему подключены немедленно, но и перспективы расширения сети в будущем. Опыт показывает, что для сетей, развёрнутых дома и в небольших офисах, оптимальны коммутаторы с количеством портов от 5 до 15. Для предприятия подойдёт устройство с количеством портов от 15 до 48.

Исполнение (способ установки)

настольные коммутаторы. Это — компактные модели для небольших сетей. Они не вызывают ни малейших сложностей при установке — их можно просто положить на стол;

настенные модели. Также сравнительно компактны, однако имеют специальные пазы, позволяющие зафиксировать их на стене. Как показывает опыт, многие настенные свитчи можно и не крепить на вертикальном основании, а просто положить на стол;

стоечные коммутаторы. В эту категорию входят наиболее продвинутые модели для предприятий, которые устанавливаются в стандартную 19-дюймовую стойку для телекоммуникационного оборудования.

Возможность управления

Одну категорию образуют неуправляемые коммутаторы. Они не позволяют выполнить тонкую настройку, что минус для крупного предприятия, но плюс для использования дома или в небольшом офисе. Неуправляемые модели, как правило, компактны и имеют невысокую стоимость.

Ко второй категории относятся управляемые модели. Они допускают гибкую настройку с помощью специализированного ПО или web-интерфейса. Администратор может менять многочисленные параметры управляемого коммутатора — приоритеты подключенных устройств, общие параметры сети и другие. Такие модели хорошо подходят для использования в сложных и разветвлённых сетях, однако для их настройки нужны специальные познания и определённый опыт.

Поддержка PoE

Выбирайте коммутатор с этой функцией, если вам нужна подача питания к устройствам непосредственно по сетевому кабелю (витой паре). Один из возможных примеров — IP-камеры, включенные в локальную сеть. PoE (Power over Ethernet) — очень удобная функция: она избавляет от необходимости использовать силовые кабели, нисколько не снижая качество передачи данных.

Наличие портов SFP

Свитч с такими портами понадобится, если нужно соединить его с другими коммутаторами или устройствами более высокого уровня. Обратите внимание: SFP — это лишь порт, в него нужно предварительно установить специальный модуль, который, в свою очередь, даст возможность нестандартного подключения (например, по оптоволокну).

Наличие функции энергосбережения

Коммутаторы с такой функцией становятся всё более востребованными — играет роль растущий интерес к защите экологии. Эти интеллектуальные модели следят за подключенными к ним устройствам, выявляют неактивные порты и временно переводят их в спящий режим. Производители утверждают, что функция энергосбережения, реализованная в свитчах, позволяет сэкономить до 80% (!) электроэнергии.

Поддержка VLAN

Выбирайте модель с такой функцией, если нуждаетесь в логическом разграничении отдельных участков локальной сети. Вы сможете создать свои сегменты для разных отделов, подразделений и филиалов компании, организовать сеть общего доступа.

Наличие функции сегментации трафика

Коммутаторы с такой функцией позволяют настраивать порты или их группы так, чтобы они были полностью отделены друг от друга, но при этом имели доступ к серверу.

Поддержка стекирования

Устройство с такой функцией понадобится, если вам нужно создать единый логический коммутатор с количеством портов большим, чем 48. Несложно понять, что поддержка стекирования требуется в масштабных, разветвлённых сетях, развёрнутых на крупных предприятиях.

Наличие защиты от широковещательного шторма

Одно из частных проявлений такого шторма — DDoS-атака на локальную сеть. Если в последнюю входит обычный коммутатор без защиты от широковещательного шторма, в результате атаки вся сеть может попросту «лечь». Модели, в которых такая защита реализована, выявляют флуд и своевременно отсекают его, благодаря чему сеть остаётся стабильной.

Источник