Комутатори

Комутатори (Switches) за изграждане и разширяване на локални мрежи

Комутаторът (switch) свързва множество Ethernet устройства в локална мрежа и препраща Ethernet кадрите към съответните портове. Чрез него могат да бъдат свързани компютри, сървъри, принтери, точки за достъп, IP камери и други мрежови устройства.

В Digit.bg можете да разгледате комутатори с различен брой и скорост на портовете, управляеми функции, PoE възможности и предназначение. Категорията е част от раздел Мрежово оборудване.

Как работи мрежовият комутатор?

При стандартна Ethernet мрежа switch-ът научава през кои портове са достъпни определени MAC адреси и използва тази информация при препращането на Ethernet кадри.

Това го различава от традиционния Ethernet hub, който работи по различен начин и не извършва същото адресирано препращане на трафика.

Комутаторът обаче не трябва да се бърка с рутер. Типичният Layer 2 switch свързва устройства в Ethernet инфраструктурата, докато рутерът маршрутизира трафик между различни IP мрежи. При Layer 3 комутаторите могат да бъдат налични и определени routing функции.

Управляем или неуправляем комутатор?

Неуправляеми комутатори

Unmanaged switch обикновено е предназначен за сравнително директно разширяване на Ethernet свързаността без необходимост от конфигуриране на разширени мрежови функции.

Това може да бъде подходящо, когато основната задача е към мрежата да бъдат добавени допълнителни кабелни устройства и не са необходими специфични функции за сегментация, мониторинг или управление.

Управляеми комутатори

Managed switch предоставя възможности за конфигуриране и наблюдение, като конкретният набор функции зависи от модела и платформата.

При различните устройства могат да се срещнат функции като VLAN, STP/RSTP, LACP, QoS, port mirroring, управление на портовете, мониторинг и други възможности.

Не приемайте, че всеки управляем комутатор поддържа всички тези функции или ги реализира по един и същи начин. Проверете спецификацията на конкретния модел.

Колко порта са необходими?

Броят портове трябва да бъде съобразен с устройствата, които ще бъдат свързани, както и с връзките към останалата инфраструктура.

Не забравяйте, че порт може да бъде необходим не само за компютър или принтер, но и за uplink към рутер, друг switch, Access Point, сървър, IP камера или друго мрежово устройство.

Разумен резерв от свободни портове може да улесни бъдещото разширяване, но няма универсален брой, който да е подходящ за всяка мрежа.

Скорост на Ethernet портовете

При комутаторите могат да се срещнат портове с различни номинални Ethernet скорости. Не е задължително всички портове на даден модел да имат еднакви характеристики.

Реалната скорост между две устройства зависи от цялата комуникационна верига:

• мрежовите интерфейси на крайните устройства;
• портовете на комутатора;
• кабелната инфраструктура;
• евентуалните междинни мрежови устройства;
• възможностите на самите устройства да генерират или приемат данните;
• конкретния тип трафик и натоварване.

Например Multi-Gigabit порт на switch не превръща автоматично устройство с по-бавен мрежов интерфейс в Multi-Gigabit клиент.

Скорост на порта и общ капацитет на комутатора

При по-натоварени мрежи не е достатъчно да се гледа само максималната скорост на един порт. Значение могат да имат общият switching capacity, forwarding rate и архитектурата на конкретния модел.

Няколко устройства могат да обменят данни едновременно, затова при среди с интензивен трафик е важно да се прецени не само скоростта на отделните връзки, но и какъв общ трафик трябва да обработва комутаторът.

Обявените технически стойности трябва да се разглеждат според начина, по който производителят ги дефинира и измерва.

Какво е PoE комутатор?

PoE (Power over Ethernet) позволява при съвместимо оборудване електрическо захранване и данни да бъдат пренасяни чрез Ethernet инфраструктурата.

PoE switch може например да захранва съвместими точки за достъп, IP камери и други PoE устройства без отделно захранване непосредствено до тях.

Самото означение PoE обаче не е достатъчно за определяне на съвместимостта.

PoE стандарт, мощност на порт и Power Budget

При избор на PoE switch проверете какви PoE стандарти поддържат комутаторът и захранваните устройства, както и необходимата мощност.

Особено важен е общият PoE power budget на комутатора. Той определя каква обща мощност може да бъде предоставена на свързаните PoE устройства при съответните условия.

Дори когато отделните портове могат да предоставят необходимата мощност, общият бюджет може да ограничи броя устройства, които могат да бъдат захранвани едновременно при максимално натоварване.

Затова при PoE инфраструктура трябва да бъдат проверени едновременно:

• PoE стандартът;
• възможностите на конкретния порт;
• изискванията на всяко захранвано устройство;
• общият PoE power budget на switch-а.

Какво е VLAN?

VLAN позволява логическо разделяне на Ethernet инфраструктурата на отделни broadcast домейни при подходящо конфигурирано оборудване.

Това може да бъде използвано например за организиране на различни групи устройства или потребители в отделни логически мрежи.

Самото създаване на VLAN върху switch не определя автоматично какъв трафик е разрешен между различните IP мрежи. За комуникацията между тях са необходими подходящо маршрутизиране и, когато е необходимо, правила за контрол на достъпа.

В подобна архитектура защитната стена или друго routing/security решение може да участва в контрола на комуникацията според конкретната конфигурация.

Layer 2 и Layer 3 комутатори

Layer 2 комутаторите работят основно с Ethernet комуникацията на втория слой на мрежовия модел, докато Layer 3 модели могат да предоставят и определени функции за IP маршрутизация.

Обозначението Layer 3 обаче не означава, че устройството има всички функции на специализиран рутер или firewall. Поддържаните routing протоколи, ACL, security функции и останалите възможности зависят от конкретния модел.

Uplink и високоскоростни портове

Някои комутатори разполагат с портове, предназначени или подходящи за високоскоростни връзки към други switch-ове, сървъри или останалата инфраструктура.

По-бърз uplink може да бъде полезен, когато множество клиентски връзки генерират трафик към общ ресурс или към друга част на мрежата.

Необходимата uplink скорост трябва да се определя според реалния трафик, а не просто като сбор от максималните номинални скорости на всички клиентски портове.

RJ45, SFP и SFP+ портове

В зависимост от модела могат да бъдат налични стандартни медни Ethernet портове и слотове за различни типове трансивъри или модули.

Наличието на SFP или SFP+ слот не означава автоматична съвместимост с всеки трансивър, кабел или скорост. Проверете поддържаните модули, интерфейси и ограниченията на конкретния switch.

STP и резервни мрежови връзки

При Ethernet инфраструктура с множество връзки неправилно създаден физически loop може да доведе до сериозни проблеми в мрежата.

Управляемите комутатори могат да поддържат Spanning Tree технологии и други механизми за работа с определени топологии и резервни пътища.

Това обаче не означава, че произволното свързване на допълнителни кабели между switch-ове автоматично създава безопасна резервираност. Топологията и протоколите трябва да бъдат правилно планирани и конфигурирани.

Link Aggregation

При определени управляеми комутатори може да се поддържа агрегиране на няколко физически връзки в логическа връзка, например чрез LACP.

Това може да увеличи общия наличен капацитет между съвместими устройства и да предостави други възможности според конфигурацията.

Не трябва обаче да се приема, че една единична мрежова сесия автоматично ще използва сумарната скорост на всички агрегирани връзки. Разпределението на трафика зависи от използвания механизъм и конкретните потоци.

QoS и приоритизация на трафика

Някои управляеми комутатори предоставят QoS функции за класифициране и приоритизиране на определен трафик.

QoS не увеличава физически наличната пропускателна способност. То може да влияе върху начина, по който ограничените мрежови ресурси се използват при определени условия и конфигурации.

Наличието на QoS функция само по себе си не гарантира по-ниска латентност или по-висока производителност за всяко приложение.

Switch за IP камери

При мрежа за видеонаблюдение комутаторът трябва да бъде съобразен с броя камери, скоростта на техните връзки, генерирания трафик и, когато се използва PoE, необходимата електрическа мощност.

Не избирайте PoE switch само по броя портове. Проверете общия power budget и необходимата мощност на камерите, особено ако се използват устройства с допълнителни функции или по-висока консумация.

Switch за Wi-Fi Access Points

При инфраструктура с няколко точки за достъп switch-ът може да осигурява едновременно Ethernet backhaul и PoE захранване, ако оборудването е съвместимо.

Проверете скоростта на Ethernet портовете спрямо възможностите на Access Point устройствата. При определени безжични конфигурации може да има смисъл от Ethernet връзка над 1 Gbit/s, но това зависи от конкретните AP устройства и очакваното натоварване.

Комутаторът и мрежовото окабеляване

Крайният резултат зависи и от физическата инфраструктура. Кабелите, конекторите, пач панелите и останалите елементи трябва да бъдат подходящи за използваната Ethernet технология и условията на инсталацията.

По-бърз switch не може самостоятелно да отстрани ограничение, причинено от неподходяща или проблемна кабелна връзка.

При изграждане и поддръжка на инфраструктурата могат да бъдат полезни и подходящите мрежови аксесоари.

Монтаж в комуникационен шкаф

При rack инфраструктура проверете дали комутаторът е предназначен за съответния начин на монтаж и какво пространство изисква.

При по-големи инсталации комуникационният шкаф може да събере switch-ове, пач панели, firewall устройства и останалото съвместимо мрежово оборудване на едно организирано място.

Проверете физическите размери, необходимата дълбочина, захранването, достъпа до портовете и изискванията за охлаждане.

Fanless или активно охлаждане?

Някои комутатори използват пасивно охлаждане без вентилатори, а други разполагат с активно охлаждане.

Fanless конструкцията може да бъде полезна в среда, в която шумът е важен фактор, но не означава автоматично по-ниска консумация или по-добра надеждност.

При по-мощни PoE и високопроизводителни модели охлаждането и допустимата работна температура трябва да бъдат съобразени с мястото на монтаж.

Какво да проверите преди покупка?

Какво често се подценява?

• Скоростта на един порт не определя скоростта на цялата мрежа – крайните устройства и останалата инфраструктура също могат да бъдат ограничение.
• PoE не се избира само по броя PoE портове – стандартът и общият power budget са критични при множество устройства.
• Managed не означава един и същ набор функции – проверете какво действително поддържа конкретният модел.
• VLAN не е автоматично firewall правило – логическото разделяне и контролът на комуникацията са различни части от архитектурата.
• Layer 3 switch не е автоматично заместител на рутер или firewall – функциите на конкретните устройства се различават.
• Link Aggregation не означава непременно двойна скорост за една връзка – трафикът се разпределя според използвания механизъм.
• QoS не създава допълнителна пропускателна способност – то управлява начина, по който наличният ресурс се използва.
• Допълнителен кабел между два switch-а може да създаде loop – резервните топологии трябва да бъдат правилно конфигурирани.

Избор на комутатор според мрежата

Разгледайте комутаторите в Digit.bg и сравнете моделите според броя и скоростта на портовете, PoE възможностите, управляемите функции, uplink интерфейсите и изискванията на вашата мрежова инфраструктура.