Сетевой свитч: что это такое и как он работает

Сетевой коммутатор — это небольшое аппаратное устройство, которое централизует связь между несколькими подключенными устройствами в одной локальной сети (LAN).

Автономные коммутаторы Ethernet обычно использовались в домашних сетях за многие годы до того, как популярность широкополосных маршрутизаторов стала популярной. Современные домашние маршрутизаторы интегрируют Ethernet-коммутаторы непосредственно в устройство как одну из основных функций.

Высокопроизводительные сетевые коммутаторы по-прежнему широко используются в корпоративных сетях и центрах обработки данных. Сетевые коммутаторы иногда называются коммутационными концентраторами, мостовыми концентраторами или мостами MAC. Примеры того, как они выглядят можно посмотреть на этой странице.

О сетевых коммутаторах

В то время как возможности переключения существуют для нескольких видов сетей, включая ATM , Fibre Channel и Token Ring , наиболее распространенными являются коммутаторы Ethernet.

Коммутаторы Mainstream Ethernet, такие как внутри широкополосных маршрутизаторов, поддерживают скорость Gigabit Ethernet для каждой отдельной линии связи, но высокопроизводительные коммутаторы, подобные тем, что находятся в центрах обработки данных, обычно поддерживают 10 Гбит / с на канал.

Различные модели сетевых коммутаторов поддерживают различное количество подключенных устройств. Сетевые коммутаторы потребительского класса обеспечивают подключение по четыре или восемь для Ethernet-устройств, в то время как корпоративные коммутаторы обычно поддерживают между 32 и 128 соединениями.

Кроме того, коммутаторы могут быть подключены друг к другу, метод последовательной привязки для добавления в сеть постепенно увеличивающегося количества устройств.

Управляемые и неуправляемые коммутаторы

Базовые сетевые коммутаторы, подобные тем, которые используются в потребительских маршрутизаторах, не требуют специальной настройки, кроме подключения кабелей и питания.

По сравнению с этими неуправляемыми коммутаторами, высокопроизводительные устройства, используемые в корпоративных сетях, поддерживают ряд расширенных функций, предназначенных для управления профессиональным администратором. Популярные функции управляемых коммутаторов включают мониторинг SNMP , агрегирование ссылок и поддержку QoS.

Традиционно управляемые коммутаторы построены для управления интерфейсами командной строки Unix. Более новая категория управляемых коммутаторов, называемая интеллектуальными коммутаторами, ориентированная на начальные и средние корпоративные сети, поддержка веб-интерфейсов, аналогичных домашнему маршрутизатору.

Сетевые коммутаторы или концентраторы и маршрутизаторы

Сетевой коммутатор физически напоминает сетевой концентратор . Однако, в отличие от концентраторов, сетевые коммутаторы способны проверять входящие сообщения по мере их поступления и направлять их на определенный коммуникационный порт — технологию, называемую коммутацией пакетов.

Коммутатор определяет исходные и целевые адреса каждого пакета и пересылает данные только определенным устройствам, тогда как концентраторы передают пакеты каждому порту, кроме тех, которые получили трафик. Он работает таким образом, чтобы сохранить пропускную способность сети и, как правило, повысить производительность по сравнению с концентраторами.

Коммутаторы также напоминают сетевые маршрутизаторы. В то время как маршрутизаторы и коммутаторы централизуют соединения локальных устройств, только маршрутизаторы поддерживают поддержку взаимодействия с внешними сетями, локальными сетями или Интернетом.

Свитчи уровня 3

Традиционные сетевые коммутаторы работают на уровне линии передачи данных уровня 2 модели OSI . Переключатели уровня 3, которые сочетают внутреннюю аппаратную логику коммутаторов и маршрутизаторов с гибридным устройством, также были развернуты в некоторых корпоративных сетях.

По сравнению с традиционными коммутаторами коммутаторы уровня 3 обеспечивают лучшую поддержку конфигураций виртуальной локальной сети (VLAN).

https://www.youtube.com/watch?v=w1oJDooI9X8



2018-10-22T13:12:02
Вопросы читателей

Зачем нужен MU-MIMO в Wi-Fi

Если вы изучите беспроводные маршрутизаторы, которые были запущены с лета 2015 года, вы заметите, что большинство из них рекламируют технологию MU-MIMO или многопользовательский MIMO, а также обещают беспроводные передачи, которые в четыре раза быстрее, чем на традиционных маршрутизаторах , Что такое MU-MIMO, за исключением смехотворного акронима, которое вы не понимаете? Что делает MU-MIMO на вашем беспроводном маршрутизаторе, и вы должны покупать маршрутизатор с помощью этой технологии? Прочтите это руководство и узнайте все, что вам нужно знать.

Как устройства подключаются к беспроводным маршрутизаторам при использовании более старых стандартов (SU-MIMO или 1×1 MU-MIMO)

Беспроводные маршрутизаторы, не поддерживающие MU-MIMO, используют так называемый метод SU-MIMO для передачи данных по беспроводному радиоканалу. SU-MIMO означает однопользовательский множественный вход с несколькими входами, а это означает, что один беспроводной канал может одновременно отправлять и получать данные от сетевого клиента. SU-MIMO является частью стандартного сетевого стандарта 802.11n, который был доработан и опубликован в октябре 2009 года. Все беспроводные маршрутизаторы с поддержкой окончательной версии стандарта 802.11n могут использовать SU-MIMO-метод для передачи данных. При использовании этого подхода маршрутизаторы умеют отправлять и получать данные, но только в одном направлении, одному клиенту за раз. Если у вас есть беспроводной маршрутизатор с одной антенной, который используется для приема и отправки данных, он может подключаться только к одному сетевому устройству за раз. Предположим, что у вас есть три пользователя, каждый со своим устройством, подключенным к Wi-Fi, транслируемым маршрутизатором. Маршрутизатор может отправлять и принимать данные только первому пользователю. Когда это делается с первым пользователем, он переходит ко второму пользователю, а затем к третьему.

Количество одновременных потоков данных ограничено минимальным количеством используемых антенн. Если ваш маршрутизатор имеет четыре антенны, в SU-MIMO вы можете одновременно иметь до четырех потоков данных. Например, беспроводной маршрутизатор, который может передавать или принимать на двух антеннах, может одновременно обрабатывать двух пользователей. Маршрутизатор с четырьмя антеннами может обрабатывать четыре отдельных потока и до четырех клиентов одновременно. Поскольку во многих WiFi-сетях у вас есть несколько беспроводных клиентов, которые подключены, каждый из которых запрашивает доступ к их потоку данных, маршрутизатор действует как пулемет, установленный на карусели. Он быстро сбивает бит данных с несколькими устройствами по очереди. Каждое устройство ждет своей очереди для отправки и приема данных, поэтому при подключении нового устройства линия и ожидание становятся длиннее. Таким образом, чем больше устройств вы подключаетесь к беспроводному маршрутизатору, использующему SU-MIMO, тем больше становится латентность и тем меньше скорость вы получаете для каждого устройства.

ПРИМЕЧАНИЕ. В некоторой технической документации SU-MIMO называется 1×1 MIMO. Имейте это в виду, когда вы видите 1×1 MIMO, который будет использоваться далее в этой статье.

Что делает MU-MIMO

MU-MIMO, многопользовательский MIMO или многопользовательский множественный входной множественный выход — это возможность передавать нескольким клиентам одновременно, а не только одну, или передавать данные сетевому клиенту с использованием нескольких потоков данных одновременно и, таким образом, увеличивать скорость передачи. С помощью этого способа передачи беспроводной маршрутизатор может «разговаривать» с несколькими пользователями одновременно на одном беспроводном радиоканале или с одним пользователем, используя несколько потоков данных на одном канале.

Существуют различные типы реализаций MU-MIMO, которые можно найти в беспроводных маршрутизаторах и устройствах:

  • 2×2 MIMO — он предлагает два пространственных потока беспроводной передачи и приема данных на одном канале или частоте. Для этой реализации вам нужны только две антенны, и вы можете одновременно подключить максимум два клиента, по одному на каждый поток.

  • 3×3 MIMO — он предлагает три пространственных потока, и вам нужны три антенны. Вы можете одновременно подключить максимум три клиента.

  • 4×4 MIMO — он предлагает четыре пространственных потока, вам нужны четыре антенны, и вы можете подключить максимум четыре клиента.

  • 8×8 MIMO — предлагает восемь пространственных потоков на одном и том же беспроводном канале или одну и ту же частоту максимум до четырех клиентов (да, это правильно). Для этой реализации вам понадобится восемь антенн. 8×8 MIMO еще не является основной технологией.

На рисунке ниже вы можете увидеть представление маршрутизатора с поддержкой 3×3 MIMO, сообщающегося одновременно с тремя устройствами.

Что происходит, когда ваши беспроводные устройства также поддерживают MU-MIMO?

Один из аспектов MU-MIMO заключается в том, что беспроводные клиенты могут также поддерживать эту технологию. У дешевых смартфонов и планшетов есть только одна беспроводная антенна для снижения производственных затрат, поэтому они предлагают 1×1 MIMO. Премиум-смартфоны и планшеты часто имеют две антенны и могут использовать 2×2 MIMO. Доступные ноутбуки имеют две антенны Wi-Fi и могут использовать 2×2 MIMO, в то время как более дорогие имеют три антенны и могут использовать 3×3 MIMO. Сетевой адаптер PCI-Express ASUS PCE-AC88 является первым в реализации 4×4 MIMO. Любой пользователь может использовать его на настольном компьютере для подключения к сети WiFi.

Идея MU-MIMO заключается не только в одновременном подключении большего количества устройств к беспроводной сети, но и к увеличению скорости беспроводного соединения. Поэтому сетевые устройства предлагают одну из следующих реализаций MU-MIMO:

  • 1×1 MIMO — такие устройства имеют одну антенну и могут подключаться только к одному беспроводному потоку.

  • 2×2 MIMO — они имеют две антенны и могут одновременно подключаться к двум потокам MIMO.

  • 3×3 MIMO — имеют три антенны и одновременно подключаются к трем потокам MIMO.

  • 4×4 MIMO — имеют четыре антенны и одновременно подключаются к четырем потокам MIMO.

В вашей сети вы используете различные типы беспроводных устройств, которые предлагают различные реализации MIMO. Предположим, что у вас есть беспроводной маршрутизатор с 4×4 MIMO. Этот маршрутизатор предоставляет четыре потока данных. Поэтому вы можете подключать и одновременно передавать данные на четыре смартфона с 1×1 MIMO, поскольку каждый смартфон использует только один поток. Кроме того, вы можете подключать и одновременно передавать данные на две таблетки с 2×2 MIMO, на один ноутбук с 3×3 MIMO и один смартфон с 1×1 MIMO или только на одно устройство, если оно поддерживает поддержку 4×4 MIMO. Однако это устройство с 4×4 MIMO будет иметь преимущества скорости передачи, которая намного быстрее, чем один смартфон с 1×1 MIMO.

В чем преимущества MU-MIMO?

Если вы покупаете беспроводной маршрутизатор или сеть Wi-Fi с поддержкой MU-MIMO, вы получаете следующие преимущества:

  1. Уменьшает время ожидания каждого устройства для получения данных.

  2. Увеличивает скорость загрузки, предлагаемую для всех устройств, поддерживающих беспроводные потоки MU-MIMO

  3. Оба устройства, которые поддерживают MU-MIMO и те, которые этого не делают, пользуются лучшими возможностями Wi-Fi

  4. Увеличивает емкость сети и количество устройств, с которыми этот маршрутизатор может работать одновременно.

Недостатки MU-MIMO

Также существуют недостатки в использовании беспроводных сетевых систем и маршрутизаторов с MU-MIMO:

  1. Он работает только при использовании беспроводного стандарта 802.11ac и частоты WiFi 5 ГГц . Вы не можете воспользоваться этим на частоте 2,4 ГГц и более старых стандартах, таких как 802.11n. Частота 2,4 ГГц задерживается при использовании SU-MIMO.

  2. MU-MIMO увеличивает скорость скачивания, а не скорость загрузки.

    Для ускорения загрузки вам нужен как маршрутизатор с MU-MIMO, так и сетевые устройства с MU-MIMO . При покупке новых компьютеров, смартфонов и других гаджетов вам необходимо убедиться, что они работают с беспроводными сетями 802.11ac и поддерживают MU-MIMO.

Когда был выпущен MU-MIMO?

Технология MU-MIMO является частью беспроводного стандарта 802.11ac Wave 2, который был выпущен альянсом Wi-Fi летом 2015 года. В июне 2016 года Wi-Fi Alliance расширил свою программу Wi-Fi CERTIFIED, включив в нее спецификации стандарта 802.11ac Wave 2. Wi-Fi Alliance — это всемирная сеть компаний, которые предоставляют нам беспроводные продукты, стандарты и технологии. Сеть включает более 500 компаний, включая такие крупные имена, как Cisco, Qualcomm, Microsoft, Dell, Samsung, Apple, Intel и так далее.

Нужен ли мне MU-MIMO?

В современных домах растет число интеллектуальных устройств, которые требуют постоянной беспроводной связи. Даже если некоторые из ваших устройств не поддерживают MU-MIMO, вы по-прежнему пользуетесь покупкой беспроводного маршрутизатора с MU-MIMO, потому что он может обрабатывать больше устройств одновременно. Если у вас также есть премиальные смартфоны, ноутбуки и консоли в вашем доме, тогда преимущество использования MU-MIMO увеличивается. Мы рекомендуем, если у вас есть восемь или более устройств, которые подключаются к беспроводной сети в вашем доме, вам следует подумать о покупке маршрутизатора Wi-Fi с MU-MIMO.

Какие беспроводные маршрутизаторы и сетевые WiFi-системы поддерживают MU-MIMO?

MU-MIMO предлагается во всех современных беспроводных маршрутизаторах и сетчатых WiFi-системах , которые были выпущены после того, как стандарт 802.11ac Wave 2 был завершен в 2015 году. Здесь, в Digital Citizen , мы протестировали многие маршрутизаторы MU-MIMO и беспроводные сетчатые системы. Вот лучшее, что мы рекомендуем:

  • Премиум: ASUS RT-AC86U , ASUS ROG Rapture GT-AC5300 , TP-LINK AC3200 , TP-LINK Archer C5400 и TP-Link Deco M5

  • Средний диапазон: голубая пещера ASUS , TP-LINK Archer C2600 и Linksys EA7500 v2.

  • Бюджетный уровень: ASUS RT-AC1200G + , TP-Link Archer C1200 и TP-Link Archer C5 v4.

Wi-Fi Alliance также предлагает портал, на котором вы можете найти все устройства, поддерживающие стандарт 802.11ac Wave 2, включая беспроводные маршрутизаторы, смартфоны, компьютеры и планшеты. Посетите их Product Finder и просмотрите типы продуктов, которые вас интересуют.

https://www.youtube.com/watch?v=W8fPXuSnOHk



2018-10-22T08:47:22
Вопросы читателей

Расследование инцидентов. Форензика – лекция

Добрый день!

Видео-лекцию от академии Яндекса касательно расследования инцидентов ИБ.

Автор рассказывает про  подходы к обнаружению и расследованию инцидентов и основные проблемы, с которыми приходится сталкиваться,  а также рассматривает некоторые инструменты, которые помогают в расследовании.