Коммутатор

Коммутаторы - это революционные устройства, которые во многих случаях абсолютно устраняют необходимость наличия среды передачи данных. Коммутатор является многопортовым повторителем, как и концентратор, однако, вместо работы на чисто электрическом уровне он считывает адрес назначения каждого входящего пакета и передаёт его только через тот порт, с которым соединён компьютер – адресат. Коммутаторы могут функционировать на разных уровнях, объединяя сети с другими сетями или сетевыми комплексами.

Традиционная конфигурация интерсети включает несколько ЛВС, соединенных маршрутизаторами, для формирования сети, большей по размерам, чем это позволяет отдельная ЛВС. Это необходимо из-за того, что каждая ЛВС строится на основе сетевой среды передачи, которая используется совместно множеством компьютеров. Необходимо ограничить количество систем, которые могут разделять среду передачи, прежде чем сеть будет " забита" трафиком. Маршрутизаторы изолируют трафик в отдельных ЛВС, передавая только пакеты, адресованные системам в других ЛВС.

Маршрутизаторы применялись десятилетиями, но новый тип устройств, называемый коммутатор ЛВС (LAN switch), произвел революцию в проектировании сетей и сделал возможным создание ЛВС почти неограниченного размера. Коммутатор (или коммутирующий концентратор) по существу представляет собой многопортовое устройство-мост, у которого каждый порт связан с отдельным фрагментом сети. Внешне похожий на концентратор, коммутатор принимает входящий трафик через свои порты, но в отличие от концентратора, который передает исходящий трафик через все множество портов, коммутатор направляет трафик только через один порт, необходимый для достижения места назначения.

Например, если имеется небольшая сеть рабочей группы, внутри которой каждый компьютер подключен к порту одного коммутирующего концентратора, то каждая система имеет соединение, равнозначное выделенному, с любой другой системой. В этом случае не существует совместно используемой сетевой среды передачи, и, соответственно, нет коллизий или перегруженности трафика. В качестве дополнительного бонуса, обеспечивается повышенная безопасность, поскольку отсутствие разделяемой среды передачи не позволяет неавторизованным рабочим станциям просматривать и захватывать трафик, не предназначенный им.

Коммутаторы функционируют на уровне эталонной модели OSI – Канальном уровне, соответственно, они используются для создания одной большой сети вместо нескольких небольших сетей, соединенных маршрутизаторами. Сказанное также означает, что коммутаторы могут поддерживать любой протокол Сетевого уровня. Подобно прозрачным мостам, коммутаторы могут изучать топологию сети и выполнять функции, идентичные пересылке и фильтрации пакетов. Некоторые коммутаторы также поддерживают полнодуплексные соединения и автоматическую регулировку скорости.

В традиционной схеме большого сетевого комплекса несколько ЛВС присоединяются к магистральной сети посредством маршрутизаторов. Магистральная сеть представляет собой ЛВС с разделяемой средой передачи, точно такую же, как и все остальные ЛВС. Тем не менее, она должна переносить весь трафик интерсети, вырабатываемый горизонтальными сетями.

Поэтому магистральная сеть, что естественно, использует более быстрый протокол. В сетях с коммутацией рабочие станции присоединяются к отдельным коммутаторам рабочих групп, которые, в свою очередь, соединяются с одним высокопроизводительным коммутатором.

Таким образом, для любой системы в сети становится возможным установить выделенное соединение с любой другой системой. Эта схема может быть расширена дальше, так, чтобы так же включить промежуточный уровень коммутаторов подразделений. Серверы, к которым должны иметь доступ все пользователи, для лучшей производительности следует присоединять прямо к коммутатору подразделения или коммутатору верхнего уровня.

Замена концентраторов коммутаторами – это превосходный способ увеличить производительность сети без изменения протоколов или модификации отдельных рабочих станций. Даже «классическая» сеть Ethernet демонстрирует поразительное улучшение, когда каждая рабочая станция получает полную пропускную способность в 10 Мбит/сек. Несмотря на то, что большинство предлагаемых на рынке коммутаторов ЛВС разработаны для сетей Ethernet (или Fast Ethernet), также доступны коммутаторы для Token Ring и FDDI.

Сеть, целиком основанная на коммутации, обеспечивает прекрасную производительность, с другой стороны, коммутаторы намного дороже стандартных ретранслирующих концентраторов, и большинство сетей комбинирует эти две технологии для достижения золотой середины. Можно, например, присоединить стандартные концентраторы к портам коммутатора и разделять пропускную способность коммутируемого соединения между группами машин, чем распределять ее между несколькими дюжинами машин.