växlar i nätverk:ett djupt dyk
A nätverksomkopplare är en grundläggande nätverkshårdvara som ansluter enheter i ett nätverk, till exempel datorer, servrar, skrivare och till och med andra switchar. Den fungerar vid datalänkskiktet (lager 2) av OSI -modellen, främst med MAC -adresser För att vidarebefordra datapaket mellan enheter.
Tänk på en switch som en trafik polis för ditt nätverk. Den leder intelligent datapaket till sina avsedda mottagare inom det lokala nätverket, snarare än att sända dem till alla som ett nav (en äldre och mindre effektiv enhet).
Här är en uppdelning av viktiga aspekter:
1. Hur det fungerar:
* MAC -adresstabell: Switch har en tabell över MAC -adresser och de portar som de är anslutna till. Denna tabell lärs dynamiskt när enheter kommunicerar genom omkopplaren.
* Lärande MAC -adresser: När en enhet skickar en ram till omkopplaren undersöker omkopplaren källans MAC -adress och associerar den med porten som ramen anlände till. Den lägger till denna information till sin MAC -adresstabell.
* Vidarebefordran: När en ram anländer med en destination MAC -adress kontrollerar switchen sin MAC -adresstabell:
* Om destinationen Mac är känd: Övergången framåt ramen * endast * till porten associerad med den MAC -adressen (Unicast). Detta minskar signifikant nätverksöverbelastning.
* Om destinationen Mac är okänd: Switch översvämmar ramen ur alla portar utom den som den fick ramen på (sändning). Destinationsenheten kommer sedan att svara, och Switch kommer att lära sig sin MAC -adress.
* Broadcast: Switch Forward -sändningsramarna (avsedda för alla enheter) av alla portar utom den ursprungliga porten.
2. Viktiga funktioner och egenskaper:
* Layer 2 Operation: Fungerar främst vid datalänkskiktet (OSI -skikt 2) med MAC -adresser för vidarebefordran. Vissa switchar fungerar också i lager 3 (IP -adresser) och blir mer som routrar.
* Vidarebefordran:
* butik-och-framåt: Switch tar emot hela ramen, kontrollerar den för fel och vidarebefordrar den. Detta ger felkontroll men introducerar latens.
* Cut-Through: Övergången framåt ramen så snart den har läst destinationens MAC -adress, minimerar latens men utan felkontroll.
* hamnar: Switchar har flera portar för att ansluta olika enheter. Porthastigheterna kan variera (t.ex. 10/100/1000 Mbps Ethernet, Gigabit Ethernet, 10 Gigabit Ethernet, etc.).
* Full duplex: Växlar fungerar vanligtvis i fullduplexläge, vilket gör att enheter kan skicka och ta emot data samtidigt, vilket ökar nätverksbandbredden.
* Hanterad kontra obearbetad:
* obehandlade switchar: Enkla, plug-and-play-enheter. Ingen konfiguration krävs. Lämplig för små nätverk.
* Hanterade switchar: Erbjuda mer avancerade funktioner som VLAN, QoS, Port Mirroring och Remote Management. Ge mer kontroll och säkerhet.
* vlans (Virtual Lans): Låt dig logiskt segmentera ett nätverk till mindre sändningsdomäner. Detta förbättrar säkerhet och prestanda.
* QoS (servicekvalitet): Låter dig att prioritera vissa typer av nätverkstrafik (t.ex. VOIP, videokonferenser) för att säkerställa att de får tillräcklig bandbredd.
* poe (Power Over Ethernet): Vissa switchar ger kraft till enheter över Ethernet -kabeln (t.ex. IP -telefoner, säkerhetskameror).
* Spanning Tree Protocol (STP): Används för att förhindra slingor i redundanta nätverkstopologier, vilket säkerställer stabil drift.
3. Hur switchar används i nätverk:
* Anslutningsenheter: Switches är det primära sättet att ansluta datorer, servrar, skrivare och andra enheter inom ett lokalt nätverk (LAN).
* Skapa LAN: Växlar bildar ryggraden i LAN i hem, kontor och datacenter.
* Segmenteringsnätverk: Hanterade switchar med VLAN låter dig dela upp ett nätverk i mindre, mer hanterbara segment.
* Ökande bandbredd: Switches tillhandahåller dedikerad bandbredd till varje ansluten enhet, till skillnad från nav, som delar bandbredd.
* Anslutning till routrar: Switchar används ofta för att ansluta enheter till en router, vilket ger internetåtkomst.
* Datacenter: Växlar är viktiga för att ansluta servrar, lagringsenheter och andra infrastrukturkomponenter i datacenter.
* VoIP -nätverk: Växlar används för att ansluta IP -telefoner och tillhandahålla POE (Power Over Ethernet) för att driva dem.
* Säkerhet: Hanterade switchar ger säkerhetsfunktioner som portsäkerhet och MAC -adressfiltrering.
4. Fördelar med att använda switchar:
* Förbättrad prestanda: Switches minskar nätstockningar genom att vidarebefordra data endast till den avsedda mottagaren.
* Ökad bandbredd: Switches tillhandahåller dedikerad bandbredd till varje ansluten enhet.
* Förbättrad säkerhet: Hanterade switchar erbjuder säkerhetsfunktioner för att skydda nätverket.
* skalbarhet: Omkopplare kan enkelt läggas till ett nätverk för att rymma fler enheter.
* hanterbarhet: Hanterade switchar tillhandahåller verktyg för övervakning och hantering av nätverket.
5. Exempel på switchanvändningsfall:
* Hemnätverk: Ansluta datorer, bärbara datorer, smarta TV -apparater och spelkonsoler till en router för internetåtkomst.
* Small Office: Ansluta datorer, skrivare och servrar på kontoret.
* stort företag: Ansluta tusentals enheter över flera byggnader, med VLAN för att segmentera nätverket och hanterade switchar för avancerade funktioner.
* datacenter: Anslutningsservrar, lagringsenheter och andra infrastrukturkomponenter med höghastighetsomkopplare för optimal prestanda.
Sammanfattningsvis:
Switches är en kritisk komponent i moderna nätverk. De ger ett pålitligt, effektivt och säkert sätt att ansluta enheter i ett lokalt nätverk. Deras förmåga att intelligent vidarebefordra datapaket baserat på MAC -adresser förbättrar signifikant nätverksprestanda jämfört med äldre tekniker som nav. Att förstå hur switchar fungerar är viktigt för alla som är involverade i nätverksadministration, design eller underhåll.
