The Fine Line: Směrovače a přepínače. Co je přepínač nebo síťový přepínač

Když se objevila první zařízení, která umožňovala rozdělit síť na několik kolizních domén (v podstatě fragmenty LAN postavené na rozbočovačích), byly to dva porty a nazývaly se mosty (mosty). Jako tohoto typu zařízení, staly se víceportovými a nazývaly se přepínače ( přepínač-jí). Nějakou dobu existovaly oba koncepty současně a později se místo termínu „most“ začalo používat „switch“.

Obvykle se při návrhu sítě propojuje několik kolizních domén pomocí přepínačů. lokální síť mezi sebou. V reálný život Jako kolizní domény zpravidla fungují patra budovy, ve které je síť vytvořena. Obvykle jich je více než 2 a ve výsledku je zajištěno mnohem efektivnější řízení provozu než u předchůdce výhybky – mostu. Přinejmenším může podporovat redundantní propojení mezi síťovými uzly.

Vzhledem k tomu, že přepínače dokážou řídit provoz na základě protokolu linkové vrstvy (Layer 2) modelu OSI, je schopen řídit MAC adresy k němu připojených zařízení a dokonce zajistit překlad paketů ze standardu do standardu (např. Ethernet na FDDI a naopak). Výsledky této funkce jsou zvláště dobře zastoupeny v přepínačích vrstvy 3, tzn. zařízení, jejichž možnosti se blíží možnostem routerů.

Přepínač umožňuje předávat pakety mezi více segmenty sítě. Je to výukové zařízení a funguje na podobné technologii. Na rozdíl od mostů některé přepínače neukládají do vyrovnávací paměti všechny příchozí pakety. K tomu dochází pouze v případě, že je třeba vyjednat přenosovou rychlost, nebo když cílová adresa není v tabulce adres, nebo když je port, na který má být paket odeslán, zaneprázdněn a přepíná pakety za běhu. Přepínač pouze analyzuje cílovou adresu v hlavičce paketu a po kontrole tabulky adres ihned (doba zpoždění cca 30-40 mikrosekund) tento paket odešle na příslušný port. Když tedy paket ještě zcela neprošel vstupním portem, jeho hlavička je již přenesena přes výstupní port. Bohužel typické přepínače pracují na algoritmu "stárnutí adresy". To znamená, že pokud po určité době nedojde k žádnému zásahu této adresy, je odstraněna z tabulky adres.

Přepínače podporují plný duplex při vzájemném propojení. V tomto režimu jsou data přenášena a přijímána současně, což je v běžných ethernetových sítích nemožné. Zároveň se zdvojnásobí rychlost přenosu dat a při připojení více přepínačů můžete dosáhnout ještě vyššího špičkového výkonu.

Děkuji za pozornost!

Organizace počítačové sítě není možná bez takového zařízení, jako je switch nebo podobně síťová zařízení. Existují různá síťová zařízení, se kterými je možné vytvořit místní síť, organizovat přístup k internetu pro několik počítačů a provádět další úkoly přepínání sítí. Nejoblíbenějšími z těchto zařízení jsou rozbočovač, router a přepínač. Ne každý ví, jak nastavit tento druh zařízení, aby byla práce pohodlnější.

síťový přepínač potřebné k vytvoření počítačové sítě.

Pokud se router (router) používá k připojení a směrování různých sítí, pak se rozbočovač a přepínač používají ke spojení různých uzlů do jediná síť. Výhodný rozdíl mezi switchem (switchem) a hubem (hubem) spočívá v tom, že v prvním z nich jsou datové pakety přenášeny striktně na adresu do určeného uzlu a nejsou vysílány do všech síťových zařízení. Pomocí přepínače je tedy realizován přímý adresový přenos dat mezi dvěma uzly sítě, zatímco síťový zdroj jsou využívány nejefektivněji. Z tohoto důvodu v v současné době rozbočovače se téměř nepoužívají, byly nahrazeny účinnějšími a bezpečnějšími přepínači.

Základy přepínačů

Obrázek 1. Schéma spínače.

Síťový přepínač, také známý jako přepínač nebo přepínač ("přepínač" je přepínač), je typ síťového zařízení, které spojuje určitý počet uzlů (počítačů) do jednoho segmentu počítačové sítě a provádí dávkové přenos informací a dat mezi jednotlivými prvky této sítě.

Switch má k dispozici několik portů - konektorů, do kterých se připojují počítače a další síťové uzly, zařízení atd. Komunikace mezi portem a uzlem probíhá pomocí krimpovaného kabelu, tzv. kroucené dvoulinky.

Pro zařízení, jako je switch, je standardem 8 portů, ale působivější čísla jsou až 48 a dokonce 96. (OBR. 1) V rámci modelu OSI toto zařízení pracuje na úrovni kanálu, proto zpravidla , pouze spojuje ostatní zařízení do jednoho segmentu sítě na základě jejich identifikačních MAC adres.

Standardní přepínač nemůže kombinovat několik samostatných sítí. Pro směrování na úrovni sítě, například pro organizaci přístupu k internetu na několika počítačích, což je příklad zahrnutí lokální sítě do globální, potřebujete router nebo switch router.

V hierarchii sítě OSI tedy přepínač zaujímá mezičlánek mezi rozbočovačem a směrovačem:

Hub – Fyzická vrstva. Vysílá příchozí data a duplikuje je do všech používaných rozhraní.
Switch - Linková vrstva. Distribuuje data přesně zacíleným příjemcům.
Router - Síťová vrstva. Propojuje různé segmenty sítě.

Činnost přepínače je strukturována následovně. V paměti zařízení je uložena virtuální tabulka shod mezi MAC adresami a porty přepínače.

MAC-adresa ("Media Access Control" - řízení přístupu k prostředí), neboli Hardwarová adresa - je speciální identifikátor, který je přiřazen každému aktivnímu prvku nebo uzlu v síti a pro každý z nich je jedinečný.

V okamžiku bezprostředně po zapnutí switche je jeho MAC tabulka stále prázdná a je potřeba ji vyplnit, takže switch přejde do primárního režimu učení.

Zvláštností tohoto režimu je, že data přijatá na kterémkoli z portů, jako v hubu, jsou přenášena do všech uzlů připojených k zařízení v agregaci.

Analýzou datových paketů je určena MAC adresa odesílajícího zařízení, tato adresa je pak svázána s číslem konkrétního portu, ze kterého byla tato data odeslána. Ukazuje se tedy, ke kterému portu je tento nebo ten síťový prvek připojen, pak se tato data zapíší do tabulky.

Nyní, když data dorazí na kterýkoli z portů přepínače, pakety adresované uzlu v této tabulce budou směrovány na konkrétní port odpovídající tomuto uzlu a nebudou vysílány do všech rozhraní najednou, jak se to děje v rozbočovači.

Pokud odesílaná data obsahují neznámou adresu příjemce, která není v tabulce, jsou vytvořeny duplicitní pakety a odeslány na všechna rozhraní.

Paralelně s tím se do tabulky nadále zapisují nové neznámé adresy odesílatelů.

Následně switch postupně vyplní svou routovací tabulku včetně všech spojení mezi nimi externí počítače a vlastní rozhraní, díky nimž je provoz lokalizován.

Hlavní typy spínačů

Obrázek 2. Přibližné schéma připojení přepínače přes modem.

Nejjednodušší síťový přepínač není spravován. Takový přepínač, ačkoli může být konfigurován přímo, nemá podporu protokolů správy sítě. Rozdíl mezi spravovaným a nespravovaným přepínačem spočívá v tom, že díky podpoře jednoduchého protokolu pro správu sítě SNMP umožňuje spravovaný přepínač přes síť specializované programy vzdáleně konfigurovat a spravovat svou práci.

Spravovaný přepínač se nejčastěji instaluje v oblastech sítě s komplikovanou topologií, kde je vyžadována obzvláště pečlivá kontrola. Nejtypičtější úkoly prováděné takovými zařízeními jsou:

sledování síťový provoz;
správa konfigurace rozhraní (portu);
organizace virtuálních sítí (VLAN);
sloučení skupiny kanálů.

Řízené přepínače jsou speciální v tom, že jsou schopny poskytovat široký rozsah provozu na kanálu i na něm síťová vrstva. Přístup ke správě takového přepínače lze získat prostřednictvím speciálního webového rozhraní a také prostřednictvím příkazový řádek nebo různé protokoly (SNMP, Telnet). Přepínač může mimo jiné používat různé způsoby přepínání, mezi nimiž je rozdíl způsoben časem a spolehlivostí přenosu informací:

Pořadí vodičů během "krimpování" kabelu " kroucený pár».

Store and Forward - když přepínač načte všechny informace v datovém rámci, aby zkontroloval chyby, a teprve potom je paket přenesen na vybraný port.
Cut-through - proces přepínání nastává ihned po přečtení hlavičky datového rámce, kde je uložena adresa příjemce. Tím se zkracuje zpoždění v době přenosu, ale není možné detekovat chyby, což snižuje spolehlivost.
Fragment-free je pokročilý režim cut-through, ve kterém jsou pakety přenášeny poté, co jsou předfiltrovány.

Tento typ vypínače se doma používá jen zřídka, protože. určené především pro přepínání velkých a složitých struktur jako jsou sítě poskytovatelů internetu, firemní lokální sítě, centra technická podpora klienty atd.

Příkladem takového zařízení je gigabitový switch TL-SG2424 pro 24 portů od TP-Link, který má spoustu užitečných funkcí, mezi které patří: ochrana před síťovými bouřemi a distribuovanými útoky, pokročilá prioritizace dat QoS, nejvyšší rychlost portu až 1 Gbps a další.

Jak nastavit switch a vytvořit si vlastní síť

Řekněme, že se rozhodnete vytvořit místní síť několika počítačů ve svém domě a pro tento účel jste zvolili síťový přepínač. Před nastavením přepínače a konfigurací sítě je potřeba jej nasadit na fyzické úrovni, tzn. zajistit, aby každý počítač komunikoval s přepínačem přes síťový kabel. Všechna spojení mezi uzly jsou provedena pomocí propojovacího kabelu - síťového propojovacího kabelu založeného na kroucené dvojlinkě.

Obrázek 3. Přibližné schéma zapojení přepínače bez modemu.

Takový kabel si můžete vyrobit sami, ale je lepší si ho koupit v obchodě. Existují dva způsoby připojení přepínače k jeho konfiguraci v závislosti na dostupnosti příslušných rozhraní: prostřednictvím speciálního konzolového portu, přes který v podstatě pouze počáteční nastavení přepínačem nebo přes všestrannější ethernetový port.

V druhém případě, abyste získali přístup ke konfiguraci, musíte zadat IP adresu uvedenou v dokumentaci k zařízení.

Připojení k portu konzoly nespotřebovává šířku pásma přepínače, což má některé výhody. Chcete-li přímo nakonfigurovat přepínač pomocí tato metoda musíte spustit emulátor terminálu VT100 (vhodný je i standardní HyperTerminal).

Parametry připojení se volí podle dokumentace. Po připojení zadejte uživatelské jméno a heslo.

Konfigurace se provádí zadáním příkazů a parametrů, které závisí na konkrétní model zařízení a měly by být specifikovány v dokumentaci.

Přístup k internetu přes switch

Po vytvoření sítě a konfiguraci přepínače je dalším krokem poskytnout všem počítačům v této síti přístup k internetu. Máte-li k dispozici přepínač, můžete to udělat rychle, jednoduše a výhodně, bez dodatečné připojení poskytovateli každého počítače zvlášť, i když je internet připojen pouze jedním kabelem. V případě, že službu Internet poskytuje poskytovatel pevné linky telefonní spojení, přístup na World Wide Web se provádí prostřednictvím ADSL modemu, jehož nejběžnější modely nemají více než jeden ethernetový port. Podle toho k němu může být připojen pouze jeden počítač. K vyřešení tohoto problému není nutné pořizovat drahý router s vestavěným switchem, stačí obyčejný switch. Vzorové schéma zapojení je na obrázku. (OBR. 2)

https://web/

Ze schématu je vidět, že ADSL modem není připojen k počítači, ale přímo k switchi. Jsou k němu připojeny všechny počítače v místní síti. Velmi důležitý bod tady to je správné nastavení parametry připojení přepínače a počítače. Každé zařízení včetně modemu musí mít svou vlastní IP adresu v rámci jedné podsítě, neměly by se opakovat.

Síťový přepínač (přepínač) (síťový přepínač, přepínací hub, přemosťovací hub) - zařízení určené k propojení několika uzlů počítačové sítě v rámci jednoho nebo více segmentů sítě. Na rozdíl od rozbočovače, který distribuuje provoz z jednoho připojeného zařízení do všech ostatních, přepínač přenáší data pouze přímo k příjemci, s výjimkou vysílání (na MAC adresu - adresa FF:FF:FF:FF:FF) do všech sítí. uzly. To zlepšuje výkon a zabezpečení sítě tím, že odstraňuje potřebu (a schopnost) zbytku sítě zpracovávat data, která pro ně nebyla určena.

Princip činnosti spínače. Spínač udržuje spínací tabulku (uloženou v asociativní paměť), což označuje shodu MAC adresy hostitele s portem přepínače. Když je spínač zapnutý, tato tabulka je prázdná a je v režimu učení. V tomto režimu jsou příchozí data na libovolném portu přenášena na všechny ostatní porty přepínače. V tomto případě přepínač analyzuje rámce (rámce) a po určení MAC adresy odesílajícího hostitele ji zapíše do tabulky. Pokud následně jeden z portů přepínače přijme rámec určený pro hostitele, jehož MAC adresa je již v tabulce, bude tento rámec přenášen pouze přes port uvedený v tabulce. Pokud MAC adresa cílového hostitele není přidružena k žádnému portu na přepínači, bude rámec odeslán na všechny porty. Postupem času si switch sestaví kompletní tabulku pro všechny své porty a v důsledku toho je provoz lokalizován. Za zmínku stojí nízká latence (zpoždění) a vysoká rychlost přesměrování na každém portu rozhraní.

Jaké jsou tam přepínače?

Spínače jsou nezvládnutý(neřízený přepínač) a podařilo se(řízený přepínač).

Neřízené přepínače- je to jednoduché samostatná zařízení, které si přenos dat řídí samy a nemají nástroje ručního ovládání. Takové přepínače jsou nejrozšířenější v „domácích“ LAN a malých podnicích, jejichž hlavní výhodou lze nazvat nízkou cenu a offline práce bez lidského zásahu. Nevýhodou neřízených přepínačů je nedostatek nástrojů pro správu a nízký vnitřní výkon. Proto v velké sítě v podnicích není rozumné používat neřízené přepínače, protože správa takové sítě vyžaduje obrovské lidské úsilí a přináší řadu významných omezení.

Řízené přepínače jsou pokročilejší zařízení, která také fungují v automatický režim, ale navíc mají manuální ovládání. Ruční ovládání umožňuje velmi flexibilně konfigurovat chod spínače a usnadnit život správce systému. Hlavní nevýhodou řízených přepínačů je cena, která závisí na možnostech samotného přepínače a jeho výkonu.

Naprosto všechny spínače lze rozdělit do úrovní. Čím vyšší úroveň, tím složitější zařízení, a tedy i dražší. Úroveň spínače je určena vrstvou, na které pracuje. síťový model OSI.

Přepínač vrstvy 2 (vrstva 2). To zahrnuje všechna zařízení, která fungují na vrstvě 2 modelu sítě OSI - odkazová vrstva(Co je Ethernet)). Jsou schopni analyzovat přijaté rámce a pracovat s MAC adresami zařízení odesílatelů a příjemců rámce. Takové spínače nerozumím IP adresy počítačů, pro které jsou všechna zařízení pojmenována ve formě MAC adres. IEEE 802.1p nebo značky priority. IEEE 802.1q nebo virtuální sítě(Konfigurace VLAN Debian D-Link). IEEE 802.1d Spanning Tree Protocol (STP).

Přepínač vrstvy 3. To zahrnuje všechna zařízení, která fungují na vrstvě 3 modelu sítě OSI, síťové vrstvě. Ví, jak hospodařit síťových protokolů: IPv4, IPv6, IPX, IPSec - protokol pro ochranu síťového provozu na úrovni IP atd. Je vhodnější přiřadit přepínače vrstvy 3 nikoli do kategorie přepínačů, ale do kategorie směrovačů, protože tato zařízení již mohou plně směrovat procházející provoz mezi různými sítěmi. Přepínače na 3. vrstvě plně podporují všechny funkce a standardy přepínačů na 2. vrstvě. Mohou pracovat se síťovými zařízeními podle IP adres. Přepínač vrstvy 3 podporuje vytváření různých připojení: PPTP, Jak funguje PPPoE, vpn atd.

Přepínač vrstvy 4 (vrstva 4). To zahrnuje všechna zařízení, která pracují na vrstvě 4 modelu sítě OSI - transportní vrstvě. Mezi tato zařízení patří pokročilejší routery, které již umí pracovat s aplikacemi. Přepínače vrstvy 4 používají informace obsažené v hlavičkách paketů a odkazují na vrstvy 3 a 4 zásobníku protokolů, jako jsou zdrojové a cílové IP adresy, bity SYN/FIN, které označují začátek a konec relací aplikace, a port TCP/UDP. čísla pro identifikaci provozu patřícího do různé aplikace. Na základě těchto informací mohou přepínače na 4. vrstvě činit inteligentní rozhodnutí o tom, který provoz relace bude přesměrován.

Vyberte přepínač sítě přepínač

Kdy byste měli zvolit neřízený přepínač? Pokud potřebuješ:

Stačí distribuovat internet do několika zařízení (5-8 kusů);

Objem provozu, který budou spotřebovávat připojená zařízení, je malý;

Nepotřebujete další manuální nastavení, nějak: filtrování provozu, omezení rychlosti na jednotlivých portech atd.

Jak vybrat přepínač podle parametrů a funkcí? Zvažte, co se rozumí některými běžně používanými označeními ve specifikacích.

Základní parametry:

Počet portů. Jejich počet se pohybuje od 5 do 48. Při výběru switche je lepší poskytnout rezervu na další rozšiřování sítě.

Základní datová rychlost. Nejčastěji se setkáváme s označením 10/100/1000 Mbps – tedy rychlosti, které každý port zařízení podporuje. To znamená, že vybraný přepínač může pracovat rychlostí 10 Mbps, 100 Mbps nebo 1000 Mbps. Existuje poměrně dost modelů, které jsou vybaveny jak gigabitovými, tak 10/100 Mb/s porty. Většina moderních přepínačů pracuje podle standardu IEEE 802.3 Nway a automaticky detekuje rychlost portu.

Šířka pásma a Interní propustnost. První hodnota, nazývaná také přepínací matice, je maximální množství provozu, které může projít přepínačem za jednotku času. Počítá se velmi jednoduše: počet portů x rychlost portu x 2 (duplex). Například 8portový gigabitový přepínač má propustnost 16 Gbps. Vnitřní šířka pásma obvykle udává výrobce a je potřeba pouze pro porovnání s předchozí hodnotou. Pokud je deklarovaná vnitřní šířka pásma menší než maximální - zařízení nebude dobře fungovat. těžkých břemen, zpomalte a zmrazte.

Automatická detekce MDI/MDI-X. Jedná se o autodetekci a podporu obou standardů, podle kterých byl kroucený pár krimpován, bez nutnosti ručního ovládání připojení. Silně doporučeno krimpovat na standard MDI EIA / TIA-568B, zejména pokud plánujete používat PoE.

Rozšiřující sloty. Možnost připojení dalších rozhraní, například optické SFP.

Velikost tabulky MAC adres. Pro výběr přepínače je důležité předem vypočítat velikost tabulky, kterou potřebujete, nejlépe s ohledem na budoucí rozšíření sítě. Pokud v tabulce není dostatek záznamů, switch zapíše nové přes staré a to zpomalí přenos dat. MAC adresa - Adresa se skládá ze 48 bitů.

Form Factor Přepínače jsou k dispozici ve dvou provedeních: stolní/nástěnná a racková. V druhém případě přijato standardní velikost zařízení -19 palců. Vyhrazené stojanové uši lze odstranit.

Funkce pro práci s provozem:

Zrcadlení provozu (zrcadlení portů). Pro zajištění bezpečnosti v rámci sítě, kontrolu nebo kontrolu výkonu síťového zařízení lze použít zrcadlení (duplikaci provozu). Například všechny příchozí informace jsou odesílány na jeden port pro ověření nebo záznam určitým softwarem. Teorie a praxe SPAN/RSPAN

Loopback Detection- Spanning Tree Protocol a funkce LBD. Zvláště důležité při výběru neřízených přepínačů. Je téměř nemožné v nich odhalit výslednou smyčku - zacyklený úsek sítě, příčina mnoha závad a zamrznutí. LoopBack Detection automaticky blokuje port, kde došlo ke smyčce. Protokol STP (IEEE 802.1d) a jeho pokročilejší potomci – IEEE 802.1w, IEEE 802.1s – se chovají trochu jinak a optimalizují síť pro stromovou strukturu. Zpočátku struktura poskytuje náhradní, smyčkové větve. Ve výchozím nastavení jsou zakázány a přepínač je spouští pouze při výpadku komunikace na některé hlavní lince.

Agregace odkazů (IEEE 802.3ad). Zvyšuje šířku pásma kanálu spojením několika fyzických portů do jednoho logického. Maximální propustnost dle standardu je 8 Gbps.

Stohování. Stohování přepínačů se týká kombinace více přepínačů do jednoho logického zařízení. Stohování má smysl, když skončíte s přepínačem velké množství porty (více než 48 portů). Různí výrobci přepínačů používají své vlastní technologie stohování, například Cisco používá technologii stohování StackWise (32 Gbps sběrnice mezi přepínači) a StackWise Plus (64 Gbps sběrnice mezi přepínači). Při výběru přepínače byste měli upřednostňovat zařízení, která podporují stohování, protože. tato funkce může být užitečná v budoucnu.

IGMP slídění. Má smysl zahrnout vysílání IPTV. Navrženo k zabránění vysílání (broadcast) opakovaného přenosu multicastového provozu na spotřebitelské počítače, které o to výslovně nedeklarovaly svůj zájem. To umožňuje přepínačům vyloučit takový provoz z toků směrovaných přes porty, ke kterým nejsou připojeni jeho spotřebitelé, a tím výrazně snížit zatížení sítě. V tomto případě se však zatížení samotného přepínače nesnižuje, ale zvyšuje, protože takové filtrování vyžaduje paměť, NPU a CPU, zatímco jednoduché relé přes všechny porty je „levná“ operace.

Storm Control (vysílání/jednosměrné ovládání bouře). Vysílaná bouře - přenos velký počet vysílají pakety v síti, často s následným nárůstem jejich počtu. Může k němu dojít například v důsledku smyček v síti na spojové vrstvě nebo v důsledku útoků na síť. Kvůli vysílací bouři často nelze přenášet běžná data v síti. Je téměř nemožné vyhnout se broadcast paketům v síti, protože je používá mnoho servisních protokolů. Na přepínačích bez ochrany před bouřkami jej lze snadno spustit jednoduchým propojením dvou portů pomocí propojovacího kabelu. „Jednosměrnou bouří“ jsou například různé útoky. Příkladem takového útoku je odesílání velkého počtu požadavků protokolu diagnostiky přetížení sítě ICMP na broadcast adresu s adresou odesílatele v paketu, která označuje „oběť“ útoku. Výsledkem je, že všechna zařízení v tomto segmentu vysílání začnou odpovídat na požadavek ICMP pro zadanou adresu„oběti“. V běžné ploché síti (kde existují pouze tradiční služby, které nezahrnují mailing) je skutečná „záplava“ diagnostikována indikátorem v 100 kb). Jak to funguje? Storm control měří počet vysílání každou sekundu a přeruší vše nad. Port však nadále funguje, aby předal veškerý další provoz.

Další funkce:

Diagnostika kabelů. Mnoho spínačů detekuje poruchu připojení kabelu, obvykle při zapnutí zařízení, a také typ poruchy - přerušení vodiče, zkrat atd. Například D-Link má na pouzdře speciální kontrolky: v případě problému se kontrolka rozsvítí žlutě, pokud je kabel v provozuschopném stavu, rozsvítí se zeleně.

Ochrana proti virovému provozu (Safeguard Engine). Technika umožňuje zvýšit stabilitu práce a chránit procesor z přetížení „odpadkovým“ provozem virové programy. Co je SafeGuard Engine a jak nakonfigurovat tuto funkci na přepínačích D-Link?

Úspora energie. Ethernet 802.3az (zelený Ethernet). Podívejte se na funkce pro úsporu energie. Někteří výrobci vyrábějí spínače s nastavitelnou spotřebou energie. Například inteligentní přepínač sleduje zařízení, která jsou k němu připojena, a pokud jsou v tento moment jeden z nich nefunguje, odpovídající port se přepne do "režimu spánku". Podstata zeleného ethernetu: síťové zařízení, které podporuje funkci zeleného ethernetu, pravidelně pinguje na své porty (konektory), a pokud připojené zařízení nefunguje, to znamená, že je vypnuté nebo není připojeno vůbec, port je vypnutý . Navíc speciální software určuje délku kabelů a v závislosti na jejich délce upravuje sílu signálu. Podle výrobce dokáže Green Ethernet snížit spotřebu energie o 45 % až 80 %.

Napájení přes Ethernet (PoE, standard IEEE 802.af). Přepínač využívající tuto technologii může napájet zařízení k němu připojená přes kroucenou dvoulinku.

Spínače jsou průmyslová zařízení, která mohou být umístěna samostatně nebo být nedílná součást nějaký elektronický systém.

Principem činnosti spínače je vybrat požadovaný elektrický obvod a připojit jej ke vstupnímu obvodu.

Moderní spínače jsou jedno, dvou nebo vícekanálové a mají také nouzový provoz. Vícekanálový poskytuje větší spolehlivost a stabilitu systému, kde je přepínač připojen. Fotografie jednoho ze zařízení tohoto typu je uvedena níže.

V automobilové a motocyklové technice je spínač druh mikropočítače, který generuje a dodává proudový impuls do zapalovací cívky (do svíčky, která zapaluje palivo v motoru).

V počítačové sítě existují také spínací zařízení, jako je ethernet. Princip fungování ethernetového přepínače spočívá v tom, že když paket dorazí na konkrétní adresu, najde svůj port a předá paket tomuto konkrétnímu uživateli. Zatímco ostatní zařízení přenášejí informace do všech portů.

K čemu je vypínač?

Tato zařízení jsou široce používána v různých průmyslových odvětvích a jsou také instalována na vozidlech jako redistributory, spínače nebo spínače.

Princip činnosti spínače je stejný jako u elektronických, elektromechanických a katodových zařízení.

Účelem spínače je řídit proudy zapalovací cívky na základě signálů synchronizačního snímače.

Ve vozidle obvod, kde je spínač umístěn, plní funkci testeru uzlů zapalovacího systému, automaticky reguluje a mnoho dalšího při přechodu z benzínu na plyn.

Trocha historie

Dalším krokem bylo vytvoření vícekanálových zařízení a poté instalace samostatného systému skládajícího se ze spínače a cívky, vyrobeného na každou svíčku. To dávalo své výhody:

začala se produkovat silnější jiskra;
podařilo snížit a následně odstranit ztráty v distributoru;
ukázalo se, že bylo dosaženo stabilních volnoběžných otáček;
výrazně snil o spotřebě paliva;
na nízké teploty vylepšené startování motoru.

Provoz zařízení

Principem činnosti spínače je co nejrychleji spínat obvod se snímači otáčení a řídit proudy v zapalovací cívce.

Faktem je, že signály přicházející ze snímačů otáčení jsou slabé nebo analogové a jejich použití je nepohodlné. Pro použití v řídicím systému se tedy musí nejen zformovat, ale také zesílit a následně přenést na primární vinutí cívky, což umožňuje vysokorychlostní spínání.

Vícekanálová zařízení jsou schopna ovládat a spínat několik zapalovacích cívek najednou.

Umístění

Konstrukčně lze spínač kombinovat s elektronickou řídicí jednotkou motoru, přičemž řídicí signály z něj jdou přímo do zapalovací cívky.

Pokud je konstrukce taková, že je zařízení umístěno samostatně, lze jej nainstalovat:

na rozdělovači zapalování, jako VAZ;
v těsné blízkosti zapalovací cívky;
samostatně na kovovém povrchu pro odvod tepla, například na křídle nebo přepážce pod kapotou, jako Ford;
v blízkosti elektronické řídicí jednotky a další.

Například spínač Audi je umístěn pod čelním sklem v motorovém prostoru v plášti z voděodolného materiálu. Nechybí ani konektory pro diagnostická zařízení.

Typy přepínačů

Z různých zařízení tohoto typu pro automobily a motocykly jsou určeny:

zařízení, které má vestavěný vysokonapěťový generátor - DC CDI;
spínač, který funguje pouze za přítomnosti přídavného zdroje vysokého napětí - AC CDI;
cívka komutátoru.

DC spínače jsou nejpoužívanější díky snadné připojení, mají na těle pouze čtyři kontakty: Hallův snímač, mínus, plus, zapalovací cívka.

Tato zařízení mají širokou škálu modelů:

bez nebo s omezovačem maximální rychlosti;
se schopností změnit časování zapalování;
pro různé potřeby - přítomnost dalších kontaktních skupin.

AC vypínače se liší od prvních v tom, že nepotřebují konstantní napětí a jejich připojení je poněkud obtížnější. Mají také velmi malé rozměry a tím i jednodušší konstrukci. Z tohoto důvodu nemají omezovač maximální rychlosti, což snižuje bezpečnost používání zařízení.

Cívkové komutátory jsou nejzajímavější, málo prozkoumané a vzácné druhy. Kombinují zapalovací cívku a spínací prvek a také nejsou vybaveny Hallovým senzorem.

Jejich principem činnosti je přerušení proudu, který protéká vysokonapěťovým transformátorem s nízkonapěťovou cívkou vinutí. Samotné přerušení se provádí kontaktním spínačem, který je ovládán hřídelí rozdělovače zapalování.

Systém mechanického přerušovače má následující nevýhody:

Kvůli příliš vysokému proudu, který teče v primárním vinutí cívky, často vzniká jiskra v zhášedle, což vede k poškození kontaktů: roztaví se a spálí.
V chladném a vlhkém období jsou kontakty vystaveny elektrochemické erozi.
Vysoký proud v kontaktech přerušovače vede k tomu, že doba trvání výboje zapalovací jiskry je krátkodobá, což vede ke špatnému zapálení paliva a nejistá práce motor v nízkých otáčkách. Proto jsou nutné náklady na obohacenou směs.

Odstranění těchto nedostatků bylo možné s příchodem vysokonapěťových tranzistorů. vysoký výkon a vytvoření bezkontaktních elektronických zapalovacích systémů.

Někteří řidiči se snaží zlepšit Specifikace vozidla výměnou kontaktního zapalovacího systému za bezkontaktní z nového modelu. To je nákladné a časově náročné, protože musíte úplně změnit zapalovací systém a zakoupit elektronický spínač. Kromě toho není vždy možné najít novou možnost spínání zapalování vhodnou pro staré.

Navzdory tomu, i když je mezi zapalovací cívku a přerušovač kontaktů zapojen jednoduchý spínač, výkonný tranzistor, můžete výrazně zlepšit kvalitu kontaktního zapalovacího systému automobilu:

kontakty přerušovače se přestanou tavit kvůli poklesu proudu;
doba trvání jiskrového nabíjení se přibližně zdvojnásobí, což způsobí lepší zapálení paliva;
systém lze vždy vrátit do původní verze jednoduchým přepojením vodiče v případě poruchy tranzistorového spínače.

Typy spínačů

Existují následující typy:

standardní (zásoba);
sport;
s možností změny časování zapalování.

Standard, nazývaný také stock, spínač je namontován výrobcem, je tedy dimenzován na parametry zařízení, kde je instalován. To zase zaručuje, že motor bude fungovat spolehlivě, hospodárně a po dlouhou dobu. Takové spínače jsou často vybaveny omezovači rychlosti, které mohou nejen zachránit život řidiče, ale také zachovat životnost jednotek a komponent zařízení.

Sportovní spínač určený ke zvýšení horní hranice otáček motoru. Instaluje se místo standardního na žádost řidiče. Takovou výměnu by však měli provádět pouze odborníci, protože spolu s tímto zařízením je třeba vyměnit některé další díly. Pokud to neuděláte nebo se to neudělá špatně, součásti zařízení nebudou fungovat správně, dokud motor brzy selže.

Navíc i profesionální výměna standardního spínače za sportovní přidává značné riziko nehody, pokud vozidlo řídí nezkušený řidič. Proto je třeba takové akce provádět s mimořádnou opatrností, s vědomím hrozícího rizika, zejména při instalaci takového spínače na skútr. Ve skutečnosti je vždy potřeba opatrnosti.

Princip činnosti spínače se změnou fáze zapalování spočívá v tom, že vyrovnává chybějící výkon v těch zónách otáček, kde je potřeba, a vyrovnává křivku křivky točivého momentu. To poskytuje zisk ve zrychlení ve srovnání se standardními komutátory a rovnoměrnou dynamiku motoru při různých otáčkách.

Jaké jsou poruchy

Známky toho, že zapalovací systém nefunguje správně nebo došlo k poruše, jsou následující stavy:

na svíčkách není žádná jiskra, motor se nespustí;
motor startuje, ale krátký čas stánky;
chod motoru automobilu je nefunkční, nerovnoměrný a po výměně za náhradní vyměnitelný spínač přechází do normálního režimu.

Obvykle jsou elektrické poruchy následujících typů:

v důsledku přetížení jednoho nebo obou primárních vinutí zapalovací cívky;
porucha vysokonapěťového systému.

Jak zkontrolovat práci

Aby bylo možné zkontrolovat výkon zařízení, existuje několik populárních metod. To vyžaduje zejména:

nejjednodušší metoda pro počáteční fáze- vyměňte zařízení za známé funkční a porovnejte výsledek;
zkontrolujte, zda je napájení připojeno ke svorkám zařízení. Musíte to udělat dvěma způsoby: pomocí voltmetru a zátěže;
pomocí osciloskopu zkontrolovat správnost tvaru vstupní signál co se přivádí do spínače;
použijte stejnou metodu pro kontrolu tvaru výstupního signálu;
je-li vůz vybaven voltmetrem, lze test provést vizuálně podle jeho stupnice. Za tímto účelem je zapnuto zapalování, v tuto chvíli by měla být jmenovitá hodnota na indikátoru přibližně 12 V a spínač na nějakou dobu přebírá napětí. Po zapnutí zapalování šipka na krátkou dobu zamrzne a poté se posune asi o milimetr doprava a zastaví se. Porušení této sekvence indikuje poruchu v činnosti spínače;
také pro kontrolu činnosti zapalování můžete použít ovládací prvek - běžnou automobilovou žárovku. Jeden z jeho kontaktů je připojen k zátěži a druhý - k výstupu cívky, která je připojena ke spínací svorce. S funkčním spínačem, když je zapnuté zapalování, světlo bude blikat a nakonec se rozsvítí jasněji;
také pro ovládání zapalování, pokud porucha nesouvisí se spínačem, musíte zkontrolovat vodiče, kontakty a konektory a také zkontrolovat Hallův snímač.

Je důležité si uvědomit, že spínače používané se snímači generátoru nelze použít v systémech, které obsahují Hallův snímač. To samé a naopak.

Jak opravit vypínač

Toto zařízení hraje důležitá role v zapalovacím systému vozu. Princip činnosti spínače je takový, že pokud selže, nebude fungovat nastartování motoru automobilu.

Opravy jsou však ve většině případů nemožné a zařízení je nutné vyměnit, takže pro řidiče nebude zbytečné mít s sebou náhradní opravitelné zařízení.

Rozvaděč pro skútr

Čínské a většina japonských skútrů zpravidla používá zapalovací systém založený na kondenzátoru. Funkce kondenzátoru spočívá v tom, že po nastartování motoru se v něm naakumuluje energie a při dosažení požadovaného napětí protéká proud přes tyristor do cívky, kde se přemění na sílu přesahující příkon o 60-200 časy, což vede ke spuštění motoru skútru.

Typickým představitelem skútrového zařízení obsahujícího napěťový akumulační kondenzátor je spínač Honda Dio AF 34. Výhodou takových zařízení je, že jiskra vzniká vždy při stejném výkonu, což vede ke stabilnímu procesu startování motoru.

Ale vzhledem k tomu, že mnoho skútrů obsahuje zapalovací systém konstrukčně v obecné schéma napájení, pak v případě jeho zkrat nebo přetížení, spínač selže jako první. Proto při nákupu skútru má smysl věnovat pozornost těm modelům, kde je připojení spínače a zapalovací jednotky namontováno nezávislým elektrickým obvodem. V tomto případě se výrazně sníží riziko rozbití.

Naformátujte jej prosím podle pravidel pro formátování článků.

48portový síťový přepínač (se sloty pro čtyři další porty)

24portový síťový přepínač

Chobotnice Hirschmann 24M

Princip činnosti spínače

Přepínač udržuje v paměti přepínací tabulku (uloženou v asociativní paměti), která mapuje MAC adresu hostitele na port přepínače. Když je spínač zapnutý, tato tabulka je prázdná a je v režimu učení. V tomto režimu jsou příchozí data na libovolném portu přenášena na všechny ostatní porty přepínače. V tomto případě přepínač analyzuje rámce (rámce) a po určení MAC adresy odesílajícího hostitele ji na chvíli zapíše do tabulky. Pokud následně jeden z portů přepínače přijme rámec určený pro hostitele, jehož MAC adresa je již v tabulce, bude tento rámec přenášen pouze přes port uvedený v tabulce. Pokud adresa MAC cílového hostitele není přidružena k žádnému portu přepínače, bude rámec odeslán na všechny porty kromě portu, ze kterého byl přijat. Postupem času přepínač vytvoří tabulku pro všechny aktivní MAC adresy, v důsledku toho je provoz lokalizován. Za zmínku stojí nízká latence (zpoždění) a vysoká rychlost přesměrování na každém portu rozhraní.

Přepínání režimů

Přepnout lze třemi způsoby. Každý z nich je kombinací parametrů, jako je latence a spolehlivost přenosu.

S meziskladem (Store and Forward). Přepínač načte všechny informace v rámci, zkontroluje je na chyby, vybere přepínací port a poté mu rámec odešle.
Průchozí (průřez). Přepínač přečte pouze cílovou adresu v rámci a poté přepne. Tento režim snižuje zpoždění přenosu, ale nemá metodu detekce chyb.
Bez fragmentů popř hybridní. Tento režim je modifikací průchozího režimu. Přenos se provádí po odfiltrování fragmentů kolizí (rámce o velikosti 64 bajtů jsou zpracovány technologií store-and-forward, zbytek technologií cut-through).

Zpoždění "rozhodnutí o přepínači" se přičítá k době, kterou potřebuje rámec pro vstup a výstup z portu přepínače, a spolu s ním určuje celkové zpoždění přepínače.

Symetrické a asymetrické spínání

Vlastnost symetrie v přepínání umožňuje charakterizovat přepínač z hlediska šířky pásma pro každý z jeho portů. Symetrický přepínač poskytuje přepínaná připojení mezi porty se stejnou šířkou pásma, například když všechny porty mají šířku pásma 10 Mbps nebo 100 Mbps.

Asymetrický přepínač poskytuje přepínaná připojení mezi porty s různou šířkou pásma, jako jsou kombinace portů 10 Mbps a 100 Mbps nebo 100 Mbps a 1000 Mbps.

Asymetrické přepínání se používá v případě velkých síťových toků klient-server, kdy se serverem komunikuje více uživatelů současně, což vyžaduje větší šířku pásma pro port přepínače, ke kterému je server připojen, aby se zabránilo zahlcení tohoto portu. Aby bylo možné směrovat provoz z portu 100 Mbps na port 10 Mbps bez rizika přetečení na druhém, musí mít asymetrický přepínač vyrovnávací paměť.

Asymetrický přepínač je také potřebný k zajištění větší šířky pásma pro spojení mezi přepínači prostřednictvím vertikálních křížových propojení nebo spojení mezi segmenty páteře.

vyrovnávací paměť

Pro dočasné uložení balíků a jejich následné odeslání do požadovanou adresu přepínač může používat ukládání do vyrovnávací paměti. Ukládání do vyrovnávací paměti lze také použít, když je cílový port zaneprázdněn. Vyrovnávací paměť je oblast paměti, ve které přepínač ukládá přenášená data.

Vyrovnávací paměť může používat dva způsoby ukládání a odesílání paketů: ukládání do vyrovnávací paměti portu a ukládání do vyrovnávací paměti sdílené paměti. Při ukládání do vyrovnávací paměti portů jsou pakety ukládány do front, které jsou přidruženy k jednotlivým vstupním portům. Paket je odeslán na výstupní port pouze tehdy, když byly úspěšně přeneseny všechny pakety před ním ve frontě. V tomto případě je možné, že jeden paket zdrží celou frontu kvůli vytíženosti portu svého cíle. Toto zpoždění může nastat, i když lze zbytek paketů přenášet dál otevřené porty jejich destinací.

Při ukládání do vyrovnávací paměti sdílená paměť všechny pakety jsou uloženy ve vyrovnávací paměti sdílené paměti, kterou používají všechny porty na přepínači. Množství paměti přidělené portu je určeno množstvím, které vyžaduje. Tato technika se nazývá dynamická alokace vyrovnávací paměti. Poté jsou pakety, které byly ve vyrovnávací paměti, dynamicky distribuovány na výstupní porty. To vám umožní přijmout paket na jednom portu a odeslat jej z jiného portu, aniž byste jej museli řadit do fronty.

Přepínač udržuje mapu portů, na které je třeba posílat pakety. Tato karta se vymaže až po úspěšném odeslání paketu.

Protože je vyrovnávací paměť sdílená, je velikost paketu omezena na celou velikost vyrovnávací paměti, nikoli na část určenou pro konkrétní port. To znamená, že velké pakety mohou být přenášeny s menšími ztrátami, což je důležité zejména pro asymetrické přepínání, tedy když port s šířkou pásma 100 Mbps musí posílat pakety na port 10 Mbps.

Vlastnosti a typy spínačů

Switche se dělí na řízené a neřízené (nejjednodušší).

Složitější přepínače umožňují řídit přepínání na síťové (třetí) vrstvě modelu OSI. Obvykle jsou podle toho pojmenovány, například „Layer 3 Switch“ nebo zkráceně „L3 Switch“. Switch lze spravovat přes webové rozhraní, protokol SNMP, RMON atd.

Mnoho spravovaných přepínačů umožňuje konfiguraci doplňkové funkce: VLAN , QoS , agregace , zrcadlení .

Komplexní přepínače lze sloučit do jednoho logického zařízení – zásobníku – za účelem zvýšení počtu portů. Můžete například zkombinovat 4 přepínače s 24 porty a získat logický přepínač s 90 ((4*24)-6=90) porty nebo 96 porty (pokud se pro stohování používají speciální porty).

Literatura

David Hucaby, Steve McQuery Cisco Field Manual: Catalyst Switch Configuration. - M .: "Williams", 2004. - S. 560. - ISBN 5-8459-0700-4
Brian Hill Kapitola 9 Základy přepínačů// Kompletní Cisco Reference = Cisco: The Complete Reference. - M.: "Williams". - S. 1088. - ISBN 0-07-219280-1

viz také

Nadace Wikimedia. 2010 .

Wikipedie

přepínač (v počítačové síti)- switch Switch (angl. Switch) přeloženo z angličtiny. znamená spínač. Jedná se o víceportové zařízení, které poskytuje vysokorychlostní přepínání paketů mezi porty. Software v něm zabudovaný je schopen samostatně ... ...

switch (sítě a komunikační systémy)- Aktivní síťová součást, který spojuje dvě nebo více podsítí, které se naopak mohou skládat ze segmentů spojených opakovači. Poznámka. Přepínače nastavují hranice pro tzv. kolizní oblasti. Mezi…… Technická příručka překladatele

přepínač- Přepínač 3.44: Zařízení, které poskytuje možnost připojení síťových zařízení prostřednictvím vnitřních přepínacích mechanismů. Poznámka Na rozdíl od jiných zařízení pro připojení k síti LAN (jako jsou rozbočovače),… … Slovník-příručka termínů normativní a technické dokumentace - Terminologie GOST R ISO / IEC 18028 1 2008: Informační technologie. Metody a prostředky zajištění bezpečnosti. Zabezpečení sítě informační technologie. Část 1. Management zabezpečení sítě původní dokument: 3.3 audit (audit): ... ... Slovník-příručka termínů normativní a technické dokumentace