Лекция 7. Назначение и принцип работы коммутатора

• Коммутатор соединяет узлы компьютерной сети в пределах одного или нескольких сегментов.  

• Работает на канальном и физическом уровнях эталонной модели взаимодействия открытых систем.  

• Использует мостовые технологии и часто рассматривается как многопортовый мост.  

• Коммутатор передает данные только получателю, исключая широковещательный трафик.  

• Повышает производительность и безопасность сети, избегая обработки ненужных данных.  

• Коммутатор хранит таблицу коммутации с номерами портов и MAC-адресами.  

• При включении коммутатор работает в режиме обучения, анализируя кадры и записывая MAC-адреса в таблицу.  

• Если MAC-адрес получателя отсутствует в таблице, кадр передается на все порты, кроме отправителя.  

• Таблица коммутации показывает, какие порты подключены к каким устройствам.  

• Один порт может быть подключен к нескольким устройствам, например, к другому коммутатору.  

• Системный модуль управляет коммутатором и ведет таблицу коммутации.  

• Коммутационная матрица используется для передачи кадров между портами.  

• Каждый порт оснащен процессором пакетов и буферной памятью.  

• Коммутация на лету: низкая задержка, но отсутствие метода поиска ошибок.  

• Промежуточное хранение: чтение всей информации кадра, затем проверка на ошибки.  

• Бесфрагментная буферизация: чтение только адреса назначения, проверка первых байт, отправка кадра.  

• Симметричная коммутация: одинаковые полосы пропускания для всех портов, отсутствие необходимости в большом буфере.  

• Асимметричная коммутация: поддержка разных полос пропускания, требуется большой буфер.  

• Буфер памяти временно хранит передаваемые кадры.  

• Используется для передачи данных на занятые порты и при отсутствии MAC-адреса получателя в таблице.  

• Коммутатор заполняет таблицу коммутации в режиме обучения.  

• При отсутствии MAC-адреса получателя включается режим затопления, кадр передается на все порты.  

• Коммутатор работает на канальном и физическом уровнях.  

• Читает заголовок интернет-кадра, включая адрес  

• Четвертый компьютер отправляет кадр первым.  

• Оба коммутатора добавляют информацию об адресе четвертого компьютера в свои таблицы.  

• Коммутаторы не различают одиночные компьютеры и коммутаторы с несколькими компьютерами.  

• Коммутаторы удаляют информацию об адресах сетевых адаптеров, если они не отправляют кадры.  

• Внешний вид и надписи коммутаторов могут указывать на их характеристики.  

• Примеры: восьмипортовый коммутатор со скоростью 100 Мбит/с, шестнадцатипортовый коммутатор с двумя скоростями 10 и 100 Мбит/с.  

• Коммутаторы могут иметь комбо порты для витой пары и оптического волокна.  

• Пример: двадцатичетырехпортовый коммутатор с портами 10/100/1000 Мбит/с.  

• Коммутаторы с гигабитными портами могут быть дороже, но обеспечивают более высокую производительность.  

• Размер таблицы коммутации влияет на работу сети.  

• Пример: 48-портовый коммутатор со скоростью 100 Мбит/с может поддерживать больше устройств, чем коммутатор с гигабитными портами.  

• Переполнение таблицы коммутации может привести к режиму затопления и снижению пропускной способности.  

• Технология питания по кабелю интернет позволяет экономить на проводах и источниках питания.  

• Примеры устройств: точки доступа, камеры видеонаблюдения, IP-телефоны.  

• Стандарты: 802.3af, 802.3at, 802.3bt.  

• Инжекторы используются для подключения устройств без поддержки технологии питания по кабелю интернет.  

• Пример подключения: инжектор с портом RG-45 и разъемом для питания.  

• Инжекторы могут быть в комплекте с оборудованием или приобретаться отдельно.  

• Позволяет строить виртуальные сети независимо от физического устройства.  

• Можно объединить в одну сеть устройства из разных зданий или создать отдельные сети для устройств на одном коммутаторе.  

• Обеспечивает гибкое построение сети и увеличение производительности за счет уменьшения широковещательного трафика.  

• Гибкое построение сети: сегментация по функциональному признаку независимо от территориального расположения.  

• Увеличение производительности: уменьшение широковещательного трафика снижает нагрузку на сетевые устройства.  

• Улучшение безопасности: устройства из разных подсетей не могут общаться напрямую, что уменьшает риски несанкционированного доступа.  

• Объединение в единую сеть групп компьютеров, подключенных к разным коммутаторам.  

• Разделение на разные сети компьютеров, подключенных к одному коммутатору.  

• У каждой подсети есть свой идентификатор, добавляемый в тело интернет-кадра.  

• Стандарт 802.1Q описывает процедуру тегирования трафика.  

• Тэг состоит из четырех полей: идентификатор протокола, приоритет пакета, идентификатор формата MAC-адреса и идентификатор VLAN.  

• Сетевое оборудование определяет принадлежность пакета к VLAN и фильтрует их.  

• Коммутаторы без поддержки VLAN удаляют четырехбайтовое поле из интернет-кадра.  

• Лекция завершена, рассмотрены назначение и общее устройство коммутатора.