Коммутатор (свитч или switch) и маршрутизатор (роутер или router) — это разные сетевые устройства. В простейшем случае коммутатор управляет трафиком, соединяет устройства в одной сети (например, компьютеры в офисе) и передаёт данные только тому устройству, которому они предназначены. Обычные коммутаторы работают на канальном уровне L2 сетевой модели OSI. Они не обрабатывают IP-адреса, используют только MAC-адреса для пересылки кадров между устройствами в одной локальной сети (LAN). Также существуют коммутаторы, способные работать как на втором уровне сетевой модели OSI, так и на уровне L3 и, соответственно, обладают функциями маршрутизации.
Виды коммутаторов
Коммутаторы подразделяются на разные виды в зависимости от функциональности, возможности управления, скорости, конструкции, способу установки и пр.
В зависимости от возможности управления коммутаторы подразделяются на:
Неуправляемый коммутатор — самое простое и недорогое устройство, не требующее настройки. Оно только пересылает данные между портами в соответствии с заданными производителем конфигурацией. Подходит для домашних и малых офисных сетей.
Настраиваемый (Smart коммутатор) — промежуточный вариант между неуправляемым и управляемым коммутатором с ограниченным набором функций: VLAN (разделение сети на подсети), QoS (приоритизация трафика), мониторинг трафика, базовая защита и базовое управление через веб-интерфейс. Настраиваемые коммутаторы хороши для небольших и средних сетей (например, для офиса, где 20-50 пользователей и требуется минимальное администрирование). Если есть поддержка PoE, то, например, можно такие коммутаторы купить для видеонаблюдения.
Управляемый коммутатор предлагает полный контроль над сетью: настройку VLAN, мониторинг, управление трафиком, расширенная настройка безопасности, резервирование, SNMP, QoS и др. Используется в корпоративных сетях, центрах обработки данных (ЦОД) и других критичных инфраструктурах.
В зависимости от конструкции и места использования коммутаторы подразделяются на:
Настольный коммутатор — компактные устройства для малых офисов.
Стоечный коммутатор широко используется в корпоративных сетях, дата-центрах и телекоммуникационных инфраструктурах. Коммутатор стоечный (рэковый) устанавливается в 19-дюймовую серверную стойку или телекоммуникационный шкаф. Стандартная ширина стоечного коммутатора — 19" (482,6 мм), высота в юнитах (1U, 2U, реже 4U), а глубина варьируется (от 200 мм до 800 мм). Сетевой коммутатор для монтажа в стойку предназначен для помещения, где важны компактность, масштабируемость и удобство управления.
Промышленный коммутатор защищен от перепадов температур, влаги, вибраций. Имеет класс защиты IP67 и предназначен для эксплуатации в тяжёлых условиях. Используется в производстве, транспорте, энергетике.
В зависимости от уровня сетевой модели OSI на котором функционируют коммутаторы они подразделяются на:
Коммутатор 1 уровня (L1) представляет собой устройство, работающее по принципу электрических сигналов на простом физическом уровне, без защиты трафика. К сетевому оборудованию L1 уровня относятся уже устаревшие концентраторы (хабы), репитеры и повторители.
Коммутатор 2 уровня (L2) работает на канальном уровне, пересылает данные по MAC-адресам. Все данные разбиваются на логические блоки определенного размера, чтобы коммутирующему устройству было проще распределить поток, что упрощает отправку пакетов.
Коммутатор (L2+) — это коммутатор второго уровня с добавленными функциями (например, поддержкой статической маршрутизации, физического объединения в стек нескольких коммутаторов, дополнительными функциями безопасности). Поддерживает простую маршрутизацию между VLAN без сложных протоколов. Если требуется полноценная маршрутизация (например, BGP или сложные ACL), лучше выбрать L3-коммутатор.
Коммутатор 3 уровня (L3) поддерживают маршрутизацию (статическую и динамическую), работает с IP-адресами, используется для построения масштабируемых сетевых архитектур. В сочетании с MAC-адресами, передача пакетов по оптимальной траектории становится еще быстрее и безопаснее.
Коммутатор 4 уровня (L4) — это логическое сетевое оборудование. Оно уже по заголовкам пакетов может идентифицировать и обрабатывать трафик, а также определить, каким приложениям они принадлежат, и самостоятельно принимать решение о пересылке данных в нужном направлении. VIP-адрес автоматически или вручную конфигурируется для отдельного сервера или группы серверов и регистрируется через DNS-системы, как и обычный IP. Коммутатор 4-го уровня также поддерживает таблицу значений, где связаны исходный IP, исходный TCP и выбранный сервер.
В зависимости от функциональности и конструкции коммутаторы подразделяются на:
Стекируемый коммутатор (или стек коммутаторов) имеет специальные порты (интерфейсы) и позволяет объединять несколько устройств в единое логическое устройство для увеличения числа портов и отказоустойчивости.
Модульный коммутатор состоит из шасси и сменных модулей (интерфейсных, управляющих), что обеспечивает гибкость и масштабируемость для крупных сетей.
Облачный коммутатор управляется и настраивается через облачную платформу. Это удобно для распределённых сетей и филиалов.
В зависимости от назначения в структуре сети коммутаторы подразделяются на:
Коммутатор доступа обеспечивает подключение конечных устройств (компьютеры, IP-телефоны, принтеры, камеры (управляемый poe коммутатор, IoT) к сети (например, коммутатор управляемый 2-го уровня).
Агрегирующий коммутатор объединяет несколько коммутаторов доступа, обеспечивая тем самым более высокую производительность. Access-коммутатор отличается высокой плотностью (24–48 портов), имеет 10G uplink-порты (SFP+) и поддержку OSPF, VRF, ACL
Магистральный коммутатор является узловым устройством, преобразующим оптический сигнал в медный Ethernet или интерфейс RS485. Он характеризуется высокоскоростной передачей трафика. Имеет 40G/100G порты, высокую отказоустойчивость (HSRP, VRRP) и поддержку BGP, MPLS.
Пограничный коммутатор — это коммутатор L3 с расширенной маршрутизацией. Предназначен для подключения к WAN/провайдеру. Поддерживает VPN, BGP, OSPF и аппаратное шифрование (IPsec, SSL).
Коммутатор ядра (Core Switch) — это высокопроизводительные устройства, связывающие различные сегменты сети и обеспечивающие передачу трафика между различным оборудованием (например, между коммутаторами доступа и агрегации, хранилищами данных и серверами). Коммутатор уровня ядра работает на высоких скоростях (40G/100G и выше) и имеет максимальную отказоустойчивость (дублирование блоков питания, горячую замену), поддерживает стекирование (StackWise, VSS), маршрутизацию между множеством VLAN и агрегацию каналов (LACP, MLAG) для увеличения пропускной способности. Коммутатор ядра используется в крупных корпоративных сетях, ЦОД, финансовых учреждениях (низкая задержка для HFT-трейдинга), телеком-операторах.
В зависимости от присутствующих типов и количестве коммутаторы могут комплектоваться следующими портами:
RJ-45 — наиболее распространенные порты, обеспечивают подключение по стандарту Ethernet, имеют плотность – 8, 16, 24, и 48.
SFP/SFP+/QSFP+ — оптические порты. Коммутатор с SFP портами работает с оптоволоконными сетями, отличаются повышенной скоростью и дальностью при пересылке пакетов, плотность зависит от модели.
USB порты предусматривают подключение съемных устройства к свитчу.
Консольные порты используются для доступа к интерфейсу командной строки коммутатора для введения параметров и контроля. Подключаются к компьютеру или серверу через соответствующий кабель. Для использования консольного порта необходим физический доступ к коммутатору.
RJ-45 + SFP — комбинированные порты, представляющие собой один порт c двумя разъемами. Такой порт позволяет переключаться между типами соединений (медным RJ45 Ethernet и оптические SFP), в зависимости от требований сети, без необходимости использования дополнительного оборудования.
PoE порты передают питание по тому же кабелю, что и данные. Стандарт IEEE 802.3af, также известный как PoE+, обеспечивает мощность до 30 Вт на порту коммутатора, а стандарт IEEE 802.3at, известный как PoE, обеспечивает мощность до 15,4 Вт на порту коммутатора. Управляемый PoE коммутатор позволяет подключать IP-камеры, точки доступа Wi-Fi без отдельного питания. Можно коммутатор poe купить также для IP-телефонии.
Стековые порты — это порты сетевых коммутаторов, которые используются для соединения с другими коммутаторами в стеке (stack) в единую логическую систему, которая работает как одно устройство.
