Типы коммутаторов.

На первый взгляд может показаться невероятным, что в мире сетей нет единого мнения относительно чёткой классификации одного из самых важных существующих сетевых устройств. Так как, каждый производитель устанавливает классификацию более или менее в зависимости от ассортимента своей продукции, в некоторых случаях в большей степени подчиняясь коммерческим интересам, чем чётким техническим критериям.
Но правда в том, что разнообразие моделей коммутаторов огромное, и с очень разными характеристиками. В качестве более ясного примера, мы можем найти коммутаторы на рынке от 10 до 10 000 евро (или даже больше). Нет сомнений, что этот ценовой диапазон даёт нам чёткое представление об разнообразии коммутаторов.

Я думаю, что для углубленного изучения этих устройств было бы очень полезно сначала установить четкую классификацию с учетом их технических характеристик. Поэтому здесь, в этой статье, идет мое предложение и объяснения технических характеристик коммутаторов.

Коммутаторы являются основными устройствами во многих сетях, особенно в локальных сетях. Для обеспечения передачи данных они используют эффективные методы аппаратного переключения, благодаря которым были достигнуты скорости до 10 Гбит/с. Высокая гибкость Ethernet, как базовой технологии для коммутаторов, привела к огромной гибкости при создании конфигураций и топологий сетей на основе Ethernet (практически 100% проводных локальных сетей в мире), начиная от небольшой домашней сети с несколькими подключенными устройствами до крупных корпоративных сетей с тысячами подключенных устройств. Это является основной причиной существования такого широкого спектра моделей коммутаторов, чтобы точно удовлетворить потребности всех возможных типов сетей, которые могут существовать.

Окончательная классификация, предложенная здесь, состоит из двух пар терминов, которые будут объяснены ниже:

Магистральный коммутатор

Термин «магистральный коммутатор» относится к тем, которые используются в ядре больших сетей. То есть эти коммутаторы подключены к другим узлам более низкой иерархии, помимо серверов, маршрутизаторов глобальной сети и т. д. С другой стороны, термин переключатель периметра относится к тем, которые используются на более низком иерархическом уровне в локальной сети и к которым подключены компьютеры конечных пользователей.

Термин управляемый относится к коммутаторам, которые предлагают ряд дополнительных функций, которые требуют настройки и управления. С другой стороны, неуправляемые коммутаторы обычно представляют собой те, которые предлагают базовые функции, которые не требуют настройки или процедур управления.

На основании вышеизложенного предлагается следующая классификация с последующим объяснением характеристик каждого типа.

Типы коммутаторов

• Desktop
• Неуправляемый периметр
• Управляемый периметр
• Средней производительности
• Магистрали с высокими эксплуатационными характеристиками

Коммутаторы desktop – рабочий стол

Это тип switch – коммутатора, самый основной, потому что в нём есть основная функция переключения без каких-либо дополнительных функций. Их использование наиболее распространено в сетях, в быту или в небольших предприятиях для соединения нескольких компьютеров, поэтому они не готовы для монтажа в стойку. Эти коммутаторы не требуют настройки, так как они используют режим автоматическое конфигурирование Ethernet для настройки параметров каждого порта. Характеристики наиболее распространённые в этом типе являются:

• Количество портов: 4 -8 портов RJ-45.
• Настройки порта: обычно поддерживают 10BASE-T и 100BASE-TX и в режиме half-Duplex – в полудуплексном, и в полнодуплексном режиме full-Duplex. Его конфигурация выполняется путем согласования с помощью функции автоматического согласования, предусмотренной стандартом IEEE 802.3.
• Коммутаторы этого типа могут включать в себя функцию Auto MDI/MDI-X.

Неуправляемые коммутаторы

Этот тип коммутаторов обычно используются для образования сетей малого размера. Они не поддерживают параметры и, как правило, имеют характеристики, аналогичные коммутаторам desktop, но у них увеличено количество портов и предоставляется возможности монтажа в стойку.

• Число портов этого типа switch может быть, как правило, 4, 8, 16 или 24 порта.
• Как правило, порты 10/100 RJ-45, которые поддерживают автосогласование и авто MDI/MDI-X. Существуют модели с портами 10/100/1000.
• В некоторых случаях могут предоставить дополнительные порты, с высокой производительностью, чем другие порты.
• Существуют модели, неуправляемые, которые предоставляют Power Over Ethernet (PoE).
• Подготовлены для монтажа в 19’стойку.

Управляемые коммутаторы

Этот тип используется для подключения компьютеров пользователей в сетях среднего и большого размера, и расположены в иерархическом уровне начиная с нижнего. Необходимо, чтобы эти коммутаторы предоставляли дополнительные возможности настройки и управления. Их наиболее распространенными характеристиками являются:

• Количество стационарных портов, которые есть на них могут колебаться между 16 и 48 портами.
• Существуют модели с портами 10/100 и другими портами 10/100/1000 Мбит/с с поддержкой Auto MDI/MDI-X.
• Включают в себя дополнительные порты с более высокими характеристиками или с модульными портами (GBIC или SFP) для подключения магистрального коммутатора.
• Дополнительные возможности управления по протоколу SNMP, консольный порт, web-браузер, ssh, мониторинг Port Mirroring.
• Дополнительные функции настройки, в 2 уровня, такие как Port Trunking, Spanning Tree, IEEE 802.1 x, QoS, VLAN, поддержка кадров Jumbo и т. д.
• Некоторые модели могут  на всех портах предложить Power Over Ethernet.

Магистральные коммутаторы средней производительности

Этот тип коммутаторов предназначен, чтобы сформировать ядро или магистральные сети средних размеров. Обеспечивают высокую производительность и расширенные функциональные возможности. Одно из основных различий с коммутатором по периметру, они предлагают функции уровня 3 в качестве IP-маршрутизации. Ниже приводятся их характеристики:

• Дополнительные возможности конфигурации уровня 2, аналогичные пограничным управляемым коммутаторам.
• Обычно предлагают между 24 и 48 фиксированными портами 10/100 Мбит/с с разъемом RJ-45 для некоторых портов, модульные дополнительные Gigabit Ethernet и 10-Gigabit Ethernet для кабеля и волокна. Также существуют модели с портами высокого уровня 10/100/1000 Мбит/с или даже порты 10GbE.
• Позволяют расширить его возможности с помощью стекирования коммутаторов.
• Уровни 2/3. Кроме того покрытие функции коммутации дополнительного уровня 2, также обеспечивает функции маршрутизации и управления на уровне 3.

Высокопроизводительные магистральные коммутаторы

Основной характеристикой этого типа, помимо высокой производительности, является их высокая модульность. Формат корпуса обычный, внутри него установлены модули, которые требуются для коммутации. Используются в крупных корпоративных сетях или в университетском городке, и даже используются операторами для того, чтобы они служили для их городских сетей. Их основными характеристиками являются:

• Высоко модульные, используют шасси с различным количеством слотов, куда вставляются модули. Как правило, могут поддерживать “горячую замену” (hot swappable) модулей,  для проведения такой операции коммутатор не нужно отключить, а также обеспечивает высокую доступность.
• Имеет уровни 2/3/4. Кроме того покрытие функции коммутации дополнительного уровня 2, также обеспечивают функции маршрутизации и управления на уровнях 3 и 4.
• Резервные источники питания.
• Поддерживаются модули, все типы портов, такие как медные, так и оптоволокно со скоростью 10/100/1000 Mbps до 10 Gbps.
• Высокая плотность портов. Они могут достигать более 500 портов 10/100 Мбит/с, до 200 портов Gigabit или около 25 портов 10GbE.
• Дополнительные возможности настройки и управления на уровне 2.
• Маршрутизация на уровне 3 (IPv4 и IPv6).

Наконец, помните, что в этой классификации, мы можем найти модели, которые не вписываются в какой либо один тип. Например, следующие модели коммутаторов:

Это коммутатор управления имеет дополнительные возможности, но тем не менее имеет только 8 портов, 7 из них 10/100 и один 10/100/1000. Такой коммутатор можно назвать гибридом.