Công tắc hoặc công tắc lan là gì và nó dùng để làm gì?

Trong thế giới mạng, điều quan trọng là luôn biết cách phân biệt các thiết bị khác nhau cho phép chúng ta tạo ra chúng và kết nối thiết bị của mình. Vì vậy, hôm nay chúng ta sẽ tìm hiểu tất cả về Switch là gì. Chúng ta cũng sẽ thấy sự khác biệt giữa thiết bị này và các thiết bị khác như bộ định tuyến, bộ tập trung hoặc thậm chí cả modem. Vì vậy, hãy bắt đầu!

Chỉ số nội dung

Chuyển đổi hoặc chuyển đổi mạng là gì:

Hãy bắt đầu bằng cách xác định công tắc là gì, còn được gọi là công tắc LAN. Nó là một thiết bị sẽ cho phép chúng ta kết nối các thiết bị và nút khác nhau trong một mạng, luôn có dây và điều này sẽ rất quan trọng để ghi nhớ. Trên thực tế, Switch sẽ luôn kết nối các thiết bị trên mạng cục bộ, bạn biết đấy, thiết bị mà chúng ta gọi là LAN.

Các bộ chuyển mạch hoạt động ở lớp liên kết hoặc lớp 2 của mô hình OSI (Open System Interconection), một mô hình tham chiếu được sử dụng cho các giao thức mạng và định nghĩa của chúng. Lớp liên kết dữ liệu là lớp giữa lớp 1 hoặc vật lý (phương tiện truyền tải và tín hiệu) và lớp 3 hoặc mạng (định tuyến và địa chỉ logic). Điều này liên quan đến việc đánh địa chỉ vật lý của các gói đi qua mạng theo địa chỉ MAC được liên kết với từng thiết bị được kết nối với nó.

Các thông số kỹ thuật và vận hành của các bộ chuyển mạch được xác định trong tiêu chuẩn IEEE 802.3 cho tiêu chuẩn hóa mạng Ethernet. Chúng là một bộ các tiêu chuẩn về cơ bản xác định tốc độ kết nối mạng sẽ có thể hoạt động. Trong số đó, các tiêu chuẩn 802.3i (10BASET-T 10 Mbps), 802.3u (100BASE-T 100 Mbps), 802.3z / ab (1000BASE-T 1Gbps qua cáp quang hoặc cặp xoắn), v.v.

Hiện tại các tiêu chuẩn này được tuân theo bởi tất cả các thiết bị này, chúng luôn sử dụng cấu trúc liên kết sao để kết nối các nút, nhóm cốt lõi là chính Switch. Bằng một loạt các cổng hoặc cổng RJ45 hoặc SFP, các nút được kết nối.

Những gì một Switch có thể và không thể làm

Điều rất quan trọng là phải biết khu vực làm việc của Switch là gì vì điều này sẽ giúp biết cách kết nối và nơi được kết nối và mục đích của nó. Và tất nhiên để phân biệt chúng với các thiết bị mạng khác.

Bạn có thể làm gì

• Kết nối các thiết bị trên mạng có dây Chuyển đổi và chuyển tiếp các gói từ nguồn đến đích bằng bảng địa chỉ MAC được chia tỷ lệ mạng và làm liên kết đến máy chủ địa chỉ IP, có thể là bộ định tuyến hoặc máy tính chủ

Những gì bạn không thể làm:

• Nó không có khả năng cung cấp cho chúng tôi kết nối với các mạng khác, nằm ngoài mặt nạ mạng con của nó. Do đó, nó không có khả năng cung cấp kết nối Internet

Chúng ta sẽ thấy rằng có các công tắc nhờ một phần sụn hoặc hệ điều hành nhỏ có khả năng thực hiện nhiều việc hơn cả các chức năng mà chúng được thiết kế.

Các tính năng và yếu tố

Chúng ta có thể tìm thấy các thiết bị chuyển mạch thực tế có kích thước bất kỳ về mặt cổng, nhưng chúng là chìa khóa để thiết lập các trung tâm xử lý dữ liệu phức tạp, với thiết bị và tủ có hàng trăm cổng.

Cổng và tốc độ

Hoạt động của Switch được thực hiện thông qua các cổng mạng, cho phép kết nối giữa các nút khác nhau trong mạng bên trong. Con số là thứ sẽ quyết định năng lực và sức mạnh của nó, cũng như tốc độ của nó. Điều bình thường nhất sẽ là tìm thấy chúng trong khoảng từ 4 đến 20 cổng, nhưng có nhiều định hướng hơn cho các công ty. Bạn có thể có:

• RJ45: cổng riêng cho cáp đôi xoắn, cáp UTP 4 cặp xoắn điển hình cho mạng LAN hoạt động ở tốc độ 10/100/1000/10000 Mbps

• SC: cổng cáp quang cho các liên kết tốc độ cao ở 1/10 Gbps.

• Các cổng SFP hoặc GBIC: chúng được gọi là cổng mô-đun vì chúng không có một đầu nối cụ thể, mà là một lỗ để chèn đầu nối với loại cổng mà chúng ta muốn. Đây có thể là GBIC (Bộ chuyển đổi giao diện Gigabit) thông thường với các cổng RJ45 tích hợp hoặc SFP / SFP + (Có thể cắm yếu tố dạng nhỏ), một cổng nhỏ hơn với cáp quang RJ45 hoặc 10 Gbps.

• Cổng kết hợp: chúng không phải là một loại cổng như vậy, mà là một cách để cung cấp cho Switch nhiều loại cổng hơn. Chúng thường có các bảng 2 RJ45 + 2 SFP hoặc 4 + 4, trong đó chúng ta có thể sử dụng cái này hoặc cái kia, nhưng không bao giờ cả hai cùng một lúc vì chúng dùng chung xe buýt.

Tốc độ được xác định bởi các phiên bản khác nhau của tiêu chuẩn 802.3 mà chúng ta đã thấy lúc đầu. Hiện tại chúng tôi tìm thấy các thiết bị chuyển mạch có thể cung cấp 10 Mbps, 100 Mbps, 1 Gbps và 10 Gbps.

Phương pháp chuyển đổi của một chuyển đổi

Switch là tên tiếng Tây Ban Nha của Switch, chúng tôi nghĩ rằng rõ ràng, tên này đề cập đến hoạt động của nó trên chuẩn Ethernet. Điều này dựa trên việc truyền dữ liệu trong mạng LAN thông qua các khung vận chuyển dữ liệu bằng một tiêu đề cho phép xác định cả người gửi và người nhận bằng địa chỉ MAC. Hãy cẩn thận, chúng ta đang nói về địa chỉ MAC không phải địa chỉ IP, nó hoạt động trong một lớp OSI khác. Có hai phương thức giao tiếp trong các mạng:

• Half Duplex: trong kết nối này, dữ liệu di chuyển theo hướng này hay hướng khác, nhưng không bao giờ hướng về cả hai cùng một lúc, ví dụ, Fullie Walkie Talkie : ví dụ, đó là kênh sử dụng các kênh gửi và nhận đồng thời, ví dụ, một chiếc điện thoại

Một yếu tố rất quan trọng quyết định khả năng chuyển đổi của Switch là bộ đệm, các thành phần bộ nhớ phục vụ cho việc lưu trữ các khung sẽ được chuyển tiếp đến nút tương ứng. Các bộ đệm này thực hiện chức năng bộ đệm, đặc biệt quan trọng để kết nối hai nút với các cổng ở tốc độ khác nhau, để giảm hiệu ứng thắt cổ chai.

Có một số kỹ thuật chuyển đổi trên Switch:

• Cửa hàng cắt và chuyển tiếp cắt xuyên qua thích ứng

(lưu trữ và chuyển tiếp)

Trong phương thức đầu tiên này, công tắc lưu trữ toàn bộ khung dữ liệu trong bộ đệm khi nhận. Điều này được thực hiện để phát hiện các lỗi có thể có trong đó và rõ ràng là để phân tích nguồn gốc và đích đến. Sau này, nó sẽ được gửi đến người nhận.

Phương pháp này luôn được sử dụng trên các công tắc có các cổng tốc độ khác nhau, mặc dù chúng ta phải nhớ rằng sẽ luôn có một độ trễ hoặc độ trễ nhỏ trong việc gửi khi sử dụng phương thức này.

(chuyển tiếp trực tiếp)

Trong trường hợp này, khung không được đệm hoàn toàn mà chỉ đọc tiêu đề của nó để biết MAC nguồn và đích và sau đó nó được chuyển tiếp.

Đây là một kỹ thuật nhanh hơn so với trước đây, nhưng nó không cung cấp kiểm soát lỗi trong các khung bị hỏng. Ngoài ra, tất cả các cổng của thiết bị đều phải hoạt động ở cùng một tốc độ.

(chuyển tiếp trực tiếp thích ứng)

Nó không phải là một phương thức mới, nhưng khả năng của công tắc để lựa chọn giữa hai phương thức trước đó. Ví dụ: khi Switch phát hiện có quá nhiều gói bị lỗi và bị mất, nó sẽ tự động chuyển sang lưu trữ và chuyển tiếp, trong khi nếu các cổng có cùng tốc độ thì nó sẽ sử dụng chuyển tiếp trực tiếp.

Làm việc với khung Jumbo

Khi chúng ta sẽ mua một Switch, thông thường trong thông số kỹ thuật của nó, họ nói về khung Jumbo nếu nhóm có thể làm việc với chúng.

Chúng tôi đã nói rằng Switch hoạt động với các khung ethernet, có kích thước tiêu chuẩn là 1500 byte. Nhưng có thể làm cho chúng lớn hơn, lên tới 9000 Byte, được gọi là Khung Jumbo. Những điều này không nằm trong tiêu chuẩn 802.3.

Các khung này được sử dụng để làm việc với khối lượng thông tin lớn, giúp truyền dữ liệu hiệu quả nhanh hơn, mặc dù nó làm tăng độ trễ cho kết nối do thực tế là nó phải xử lý nhiều thông tin hơn. Vì lý do này, Khung Jumbo được sử dụng với các công tắc khá mạnh.

Chuyển đổi loại

Chúng ta chỉ phải xem các loại Switch mà chúng ta tìm thấy trên thị trường, chúng sẽ được định hướng theo một số nhiệm vụ nhất định tùy thuộc vào năng lực, cổng và các tiêu chuẩn khác mà chúng thực hiện.

Chuyển đổi không thể quản lý và quản lý hoặc cấp 3/4

Nhìn chung, các thiết bị chuyển mạch không có khả năng quản lý, ít nhất là trong các mô hình cơ bản nhất. Các công cụ này hoạt động trên tiêu chuẩn 802.3u, cho biết Công tắc phải có khả năng tự động hóa. Không cần sự can thiệp của một người, khách hàng và công tắc chuyển đổi quyết định các thông số chuyển đổi sẽ như thế nào. Đây sẽ là các thiết bị chuyển mạch không được quản lý.

Nhưng theo thời gian, phần cứng đã đi một chặng đường dài, giảm kích thước, tăng sức mạnh và giúp các thiết bị này thông minh hơn. Không có gì lạ khi thấy các thiết bị chuyển mạch với bộ xử lý 4 lõi và RAM 512 MB trở lên. Nhưng điều quan trọng nhất ở họ là họ có phần sụn có thể truy cập từ trình duyệt hoặc một số cổng chuyên dụng, để sửa đổi các tham số của họ. Đây là các công tắc được quản lý.

Khả năng này là cần thiết hoặc ít nhất là tùy chọn cho những máy tính đó, ngoài chuyển đổi, còn cung cấp khả năng tạo mạng VPN, Port Mirroring (giám sát cổng hoặc Trunking cổng (tổng hợp liên kết). Các công tắc này còn được gọi là chuyển mạch cấp 3. ví dụ, khi họ có thể thực hiện các chức năng định tuyến IP, nghĩa là hoạt động ở lớp 3 của mô hình OSI, để tạo VPN. Nếu chúng ta thêm điều khiển cổng logic vào điều này, thì chúng ta sẽ nói về chuyển đổi cấp 3 / 4.

Công tắc PoE

PoE (không bị nhầm lẫn với PPPoE) là viết tắt của Power Over Ethernet hoặc Power over Ethernet. Đây là một công nghệ có thể tương tự như USB hoặc Thunderbolt mà chúng ta đều biết, vì ngoài việc cho phép gửi dữ liệu tới Switch-client, nó còn cung cấp năng lượng cho nó. Điều này được thực hiện trực tiếp qua cáp UTP. Nó dựa trên các tiêu chuẩn:

• IEEE 802.3af: PoE với công suất lên tới 15, 4W IEEE 802.3at: PoE +: tăng công suất lên tới 30W 3bt: uPoE đạt 51W hoặc 71W

Dung lượng điện cực kỳ hữu ích để kết nối các điểm truy cập Wi-Fi, camera giám sát IP hoặc điện thoại VoIP. Đây là cách hầu hết các máy ảnh trong các cơ sở công cộng được cho ăn.

Công tắc máy tính để bàn, cạnh và thân

Công tắc máy tính để bàn là cơ bản nhất trong tất cả, hầu như sẽ không bao giờ được quản lý vì chúng chỉ đơn giản là nhằm mục đích mở rộng mạng gia đình của chúng tôi mà không có biến chứng lớn. Họ cung cấp từ 4 đến 8 cổng, tốc độ 100 Mb / giây với cả chức năng bán song công và song công hoàn toàn. Trên thực tế, hầu hết các bộ định tuyến đã tích hợp ít nhất 4 hoặc 5 cổng với các đặc điểm này.

Nhóm thứ hai là các công tắc chu vi, chúng có số lượng cổng lớn hơn, có thể dễ dàng đạt tới 24 hoặc thậm chí 48 cổng. Chúng được sử dụng để tạo các mạng con nhỏ hướng đến phòng máy tính của các trung tâm giáo dục, phòng thí nghiệm, văn phòng, v.v. Kết nối của bạn thường là 1 Gbps.

Công tắc trung kế, ngoài việc cung cấp nhiều cổng hơn, sẽ có thể quản lý được và sẽ cung cấp các chức năng OSI Lớp 2 và 3 để xử lý chuyển mạch và định tuyến gói. Nếu chúng tôi cũng thêm mô-đun thông qua tủ rack, chúng tôi có thể có hàng trăm cổng hoạt động ở tốc độ 1 Gbps hoặc thậm chí 10 Gbps cho các trung tâm dữ liệu.

Sự khác biệt giữa Switch và HUB

Sau khi xem chi tiết Switch là gì, cần phân biệt với các thiết bị mạng liên quan đến nó.

Đầu tiên và rõ ràng nhất là Hub hoặc hub, một thiết bị có thể được coi là tiền thân của Switch. Như thế này, nó có một bảng điều khiển với một số cổng nhất định để kết nối các nút khác nhau trong một nút được kết nối.

Sự khác biệt lớn là Hub không thể phân biệt nếu thông tin đi qua nó được chuyển đến máy tính này hay máy tính khác. Thiết bị này được giới hạn để nhận thông tin và lặp lại thông tin cho tất cả các cổng của nó, bất kể bạn đã kết nối với chúng ở đâu, mà chúng tôi gọi là phát sóng.

Sự khác nhau giữa chuyển đổi, bộ định tuyến và modem

Sự khác biệt tiếp theo mà chúng ta phải thực hiện là việc chuyển đổi với các bộ định tuyến và modem, và điều này sẽ dễ dàng, dựa trên các mức OSI.

Chúng ta biết rằng Switch hoạt động tự nhiên trong lớp 2 của mô hình, lớp liên kết dữ liệu, vì thông qua bảng MAC của nó, nó có thể gửi các gói đến máy chủ đích. Mặc dù đúng là có những máy tính cũng có thể hoạt động ở lớp 3 và 4 nhờ phần sụn của chúng.

Mặt khác, một modem chỉ hoạt động ở lớp 1 hoặc vật lý, nó chỉ dành riêng cho việc chuyển đổi và dịch các tín hiệu đến từ mạng. Ví dụ, tương tự trong kỹ thuật số, không dây trong điện và quang trong điện.

Cuối cùng, bộ định tuyến là một thiết bị hoạt động chủ yếu ở lớp 3, lớp mạng, vì nó chịu trách nhiệm định tuyến gói và chuyển từ mạng công cộng sang mạng bên trong do nó tạo ra. Nhưng tất nhiên, các bộ định tuyến ngày nay rất đầy đủ và cũng bao gồm chức năng Chuyển đổi với nhiều cổng và thậm chí cả chức năng của lớp 4 và 7 nhờ vào việc tạo VPN hoặc dịch vụ dữ liệu chia sẻ.

Kết luận về thiết bị chuyển mạch

Hiện tại hầu như không ai trong chúng ta cần Switch để kết nối thiết bị của mình với mạng, vì các bộ định tuyến ngày nay có tới 8 cổng cho điều này và Wi-Fi. Tuy nhiên, chúng đang và sẽ tiếp tục được sử dụng không thể chối cãi trong các trung tâm dữ liệu, trung tâm giáo dục và nhiều hơn nữa.

Sự phát triển vượt bậc mà các thiết bị này có được nhờ sức mạnh của phần cứng tăng lên và sự phức tạp của phần sụn, khiến chúng trở thành những máy tính thực sự gần như ở cấp độ của bộ định tuyến.

Chúng tôi để lại cho bạn bây giờ với một vài bài viết mạng:

Bạn đã từng sở hữu hay có Switch, dung lượng gì? Để lại ý kiến ​​hoặc câu hỏi của bạn mà bạn cho là phù hợp trong hộp