Что такое сетевой коммутатор и как он работает

С увеличением количества устройств с доступом в Интернет в современном домашнем хозяйстве потребность в большем количестве портов LAN становится распространенной проблемой. Хотя точки доступа Wi-Fi заботятся о мобильных устройствах, таких как телефоны и планшеты, проводное соединение по-прежнему предпочтительнее для компьютеров, игровых приставок, смарт-телевизоров и важных устройств IoT, которые, как ожидается, будут работать на 100 % время.

Маршрутизаторы часто имеют от трех до пяти портов LAN. Но что, если вам нужно больше? Здесь в игру вступает изящное устройство, известное как сетевой коммутатор. Давайте поговорим об этом!

Что такое сетевой коммутатор?

Сетевой коммутатор — это многопортовый сетевой мост, который пересылает пакеты данных через аппаратный адрес (MAC) на клиентских устройствах. Некоторые специальные коммутаторы также передают данные через сетевой уровень (IP), что еще больше расширяет возможности управления и функциональности сети.

По сути, сетевой коммутатор — это устройство, которое вы подключаете к маршрутизатору, чтобы предоставить больше портов локальной сети, поэтому вы можете добавить в свою сеть больше устройств с доступом в Интернет.

Сетевой коммутатор также часто используется для организации множества клиентских устройств (компьютер, Smart TV, игровая консоль, устройство IoT и т. д.) в более крупной сети. Наличие организованного кластера небольших сетей в более крупной сети может помочь вам быстрее управлять всей вашей настройкой, обеспечить лучшую безопасность и уменьшить количество единых точек отказа в системе.

Управляемый против. Неуправляемые коммутаторы

Существует две классификации сетевых коммутаторов: управляемые и неуправляемые. Первым и наиболее распространенным типом сетевого коммутатора является неуправляемый коммутатор.

Неуправляемый сетевой коммутатор — это коммутатор, который работает на уровне 2 (уровень канала передачи данных) модели OSI. использование MAC-адресов для пересылки данных пакеты на предполагаемое клиентское устройство. Неуправляемый коммутатор — это эффективный и недорогой вариант для домашних установок с ограниченным бюджетом. Это устройство plug-and-play, которое не требует дополнительной настройки. Если вы планируете построить домашнюю сеть, скорее всего, вам нужен неуправляемый коммутатор.

Вот изображение обычного неуправляемого коммутатора, который вы обычно встречаете дома:

Что касается предприятий и более крупных систем умного дома, добавление управляемого коммутатора позволит вам настроить сеть быстрее и удобнее.

Управляемый коммутатор — это сетевой коммутатор, работающий на третьем (сетевом) уровне сети. Модель OSI. Он может пересылать пакеты данных через MAC-адреса, а также имеет возможность маршрутизировать данные через таблицу IP-маршрутизации, что позволяет лучше контролировать всю сеть.

Вот изображение управляемого коммутатора корпоративного уровня:

Управляемые коммутаторы намного дороже, чем обычные неуправляемые коммутаторы. Благодаря своим возможностям маршрутизации управляемые коммутаторы могут создавать виртуальные локальные сети (сокращенно VLAN), потенциально заменяя собой все другие неуправляемые коммутаторы. Сетевые администраторы могут просто создавать виртуальные соединения между клиентскими устройствами и назначать их группе или VLAN.

Коммутаторы с поддержкой PoE

С 2003 года PoE (Питание через Ethernet) использовался на различных сетевых устройствах. Сегодня некоторые сетевые коммутаторы предлагают возможности PoE, которые делают установку устройств IoT и другого оборудования быстрее, проще и безопаснее.

PoE — это режим подачи постоянного напряжения на маломощные устройства по кабелю локальной сети или, точнее, по кабелю Ethernet. Благодаря сетевому коммутатору с поддержкой PoE устройствам с низким энергопотреблением, подключаемым к коммутатору, больше не потребуется выделенный источник питания. Это устраняет необходимость в дополнительных розетках, уменьшает количество кабелей и делает установку аккуратной, когда скрыть кабели невозможно. Коммутатор с поддержкой PoE также более безопасен, поскольку выходная мощность невелика и управляется интеллектуально, что позволяет непрофессионалам самостоятельно устанавливать устройства.

В настоящее время на рынке существует два стандарта PoE. Это PoE и PoE Plus. Единственная разница между ними заключается в их максимальной выходной мощности. Обычный PoE может выдавать максимум 12,95 Вт, а PoE Plus может выдавать до 25,5 Вт. Даже при обычном PoE есть устройства, которые вы можете запитать, такие как IP-камера, Raspberry Pi, небольшой динамик и различные домашние датчики.

Если вы когда-либо были на рынке сетевых коммутаторов, вы, возможно, были озадачены тем, почему коммутаторы могут иметь радикальные различия в цене. Возможно, вы видели сетевые коммутаторы с одинаковым количеством портов со значительным разрывом в цене или даже с тем, что 8-портовый коммутатор дороже, чем 16-портовый.

Помимо того, что обсуждалось ранее, еще одним важным фактором, влияющим на цену, является скорость порта. Кабели RJ45 (кабели Ethernet), маршрутизаторы, модемы и скорость вашего интернета по подписке имеют разные возможности пропускной способности. Таким образом, чтобы не создавать узких мест в сети, вам необходимо использовать правильные кабели, разъемы и порты в вашей домашней сети.

Вот таблица скоростей общих портов, используемых сегодня:

Тип порта	Скорость
Быстрый Ethernet (IEEE 802.3u)	100 Мбит/с
Гигабитный Ethernet (IEEE 802.3-2008)	1000 Мбит/с
10-гигабитный Ethernet (IEEE 802.3a)	10 Гбит/с

Наиболее распространенные скорости портов, используемые сегодня, - это порты Fast Ethernet и Gigabit Ethernet, в то время как 10 Gigabit Ethernet быстро набирает популярность. Вы можете даже начать видеть некоторые Мультигигабитные порты 2,5G, слишком.

Если у вас ограниченный бюджет, наличие коммутатора с портом/ами восходящей линии связи должно сэкономить вам немного денег. Все порты коммутатора не обязательно должны иметь одинаковую скорость; некоторые могут быть быстрее, а другие медленнее. Важно, чтобы порт, подключающийся к вашему маршрутизатору и серверу, был самым быстрым.

Какой сетевой коммутатор вам подходит?

Сетевой коммутатор является одним из основных сетевых устройств, обычно используемых в различных сетевых настройках. Если вы планируете настроить локальную сеть с безопасностью и надежностью кабельного соединения, вам следует подумать о поиске подходящего сетевого коммутатора.

Часто в первую очередь вам нужно подумать о том, сколько портов вам нужно. Вам может понадобиться всего несколько прямо сейчас, но что, если вам понадобится больше в ближайшем будущем? Всегда покупайте коммутатор с большим количеством портов, чем вам нужно.

После принятия решения о номере порта вам также может понадобиться подумать о том, насколько быстрым должен быть каждый порт коммутатора. Коммутатор, полный гигабитных портов Ethernet, может быть привлекательным, но и дорогим. Подумайте о покупке коммутатора с одним или парой гигабитных восходящих портов, если вам действительно нужна более высокая пропускная способность. Наличие коммутатора только с несколькими портами Fast Ethernet обычно подходит для домашних настроек.

Затем вы можете решить, нужен ли вам управляемый или неуправляемый коммутатор. Если вы строите бюджетную домашнюю сеть и технически не разбираетесь в сетях, то одного или двух неуправляемых коммутаторов должно хватить. Для более крупных корпоративных сетей вам всегда потребуется комбинация управляемых и неуправляемых коммутаторов.

Наконец, подумайте, должны ли ваши коммутаторы поддерживать PoE. Если вы строите умный дом, оснащенный домашними датчиками, камерами наблюдения и целым рядом устройств IoT, вам необходим коммутатор с поддержкой PoE. Обычный коммутатор подойдет, если вы создаете простую сеть с ограниченным бюджетом.

6 схем для создания домашней сети для полного подключения

Хотите настроить домашнюю сеть? Не смотрите дальше. Вот шесть схем домашней сети, которые помогут добиться полного подключения.

Читать далее

Об авторе