Пакетный выключатель автомат: что это такое и для чего нужен + схема подключения

Как установить двухполюсный автомат вместо пакетного выключателя / Строительные товары / Статьи

Сначала взглянем на пред историю, прежде чем, расскажем, как устанавливать двухполюсный автомат. В домах старого фонда, не имеющих электроплит, квартирный

Сначала взглянем на пред историю, прежде чем, расскажем, как устанавливать двухполюсный автомат.

В домах старого фонда, не имеющих электроплит, квартирный электрический щиток помещается прямо у входных дверей в квартиру. Конструкция щита очень проста — это с прямоугольный металлический каркас с основанием, имеющий закреплённые на нём счётчик, пакетный выключатель и автоматы (или пробки).

Щитки подобного типа монтировались в домах постройки 1947 — 1980 годов и были рассчитаны на мощность порядка 2 кВт. Этого было достаточно для тех лет, но никак не устраивает потребителя в наше время. Следует отметить, что самое больное место такого электрощита — пакетный переключатель, имеющий поворачивающейся по кругу ручку. Такой пакетный выключатель рассчитан для работы в электрических цепях с рабочим током порядка 16 ампер, что соответствует мощности в нагрузке 2,2 — 3,5 киловатта.

При небольшом превышении тока в цепи такой «пакетник» очень быстро сгорал. Поэтому в электрощитах старых домов очень серьёзно встаёт вопрос замены пакетного выключателя, и пользователи всё чаще стали прибегать к возможности замены «пакетника» автоматическим выключателем.

Перед началом демонтажа пакетного выключателя следует снять питание с вашего электрощита с помощью автомата (пробки), с которого осуществляется ввод напряжения в квартиру (расположен в общем с соседями «предбаннике» обычно над лампочкой освещения). На месте снятого «пакетника» следует подготовить отверстия для монтажа двухполюсного автоматического распределительного автомата на 25 (40 – если есть разрешение) ампер, установить его и тщательно укрепить.

Фазный провод, подходивший к контакту снятого выключателя от электросчётчика, следует, подсоединить к верхней клемме одного полюса нового автомата. Нулевой провод подключается к верхней клемме второго полюса.

Фазный провод, идущий от пакетника к линейным автоматам, оставшийся незадействованным после его снятия, подсоединить к нижней клемме первого полюса устанавливаемого автомата. Нулевой же провод в этой паре подключается к нижнему контакту второго полюса.

Теперь можно включить общий автомат в «предбаннике» (вставить пробку) и включить новый автоматический выключатель. После этого напряжение должно появиться во всей квартире (если включены все линейные автоматы).

пакетной коммутации

Вы знакомы с концепцией коммутации . Коммутация каналов является исследованием канального уровня. Услуги сетей предоставляются с использованием концепции коммутации пакетов .

Когда размер блока сообщений велик, переключение сообщений страдает с большими задержками передачи. Чтобы преодолеть эту проблему, используется метод коммутации пакетов. Переключение пакетов ограничивает длину сообщения до фиксированного размера.Длинное сообщение в схеме переключения сообщений будет разбито на последовательность пакетов фиксированного размера. Размер или длина пакета может составлять от 1000 до нескольких тысяч битов. Следовательно, время передачи обычно мало. Помимо поля данных, пакет также содержит заголовок и поле трейлера. Поле заголовка состоит из адресов отправителя и получателя и порядкового номера пакета. Поле трейлера состоит из контрольной суммы, которая используется для контроля ошибок.

Пакетная коммутация может использоваться как альтернатива коммутации каналов.В сетях с коммутацией пакетов данные отправляются в дискретных единицах, которые имеют переменную длину. Они называются пакетами. Существует строгий верхний предел размера пакетов в сети с коммутацией пакетов. Пакет содержит данные и различную управляющую информацию. Сети с коммутацией пакетов позволяют любому хосту отправлять данные на любой другой хост без резервирования канала. В сети с коммутацией пакетов может существовать несколько путей между парой отправителя и получателя.

Выбран один путь между источником и местом назначения.Когда у отправителя есть данные для отправки, он преобразует их в пакеты и пересылает их на следующий компьютер или маршрутизатор. Маршрутизатор сохраняет этот пакет до тех пор, пока выходная строка не освободится.

Затем этот пакет передается на следующий компьютер или маршрутизатор (называемый прыжком). Таким образом, он перемещается к пункту назначения переходом за переходом. Все пакеты, относящиеся к передаче, могут или не могут проходить по одному и тому же маршруту. Маршрут пакета определяется протоколами сетевого уровня.

Преимущества пакетной коммутации

1.Основным преимуществом коммутации пакетов является эффективность сети. В сети с коммутацией каналов зарезервированная схема не может использоваться другими, пока отправитель и получатель не покинут ее. Даже если данные не отправляются по зарезервированному каналу, никто не может получить доступ к каналу. Это приводит к потере пропускной способности сети. Коммутация пакетов уменьшает потери пропускной способности сети.

2. Другое преимущество состоит в том, что коммутация пакетов является более отказоустойчивой. В случае коммутации каналов все пакеты теряются, если маршрутизатор в цепи не работает, поскольку все пакеты следуют по одному и тому же маршруту.Но в случае сети с коммутацией пакетов пакеты могут маршрутизироваться через неисправный компонент сети. Это связано с тем, что все пакеты могут следовать по другому маршруту к месту назначения.

3. Коммутация каналов выставляет счета пользователю в зависимости от расстояния и длительности соединения, тогда как сеть с коммутацией пакетов выставляет счет пользователям только на основании продолжительности соединения.

4. Преимущество сети с коммутацией каналов над сетью с коммутацией пакетов состоит в том, что сеть с коммутацией каналов обеспечивает упорядоченную доставку пакетов.Так как все пакеты следуют по одному и тому же маршруту. Они прибывают в правильном порядке в пункт назначения.

5. Использует цифровую сеть. Этот метод позволяет напрямую передавать цифровые данные в пункт назначения и поэтому подходит для систем передачи данных.

6. Высокое качество передачи данных. Качество передачи данных в сети с коммутацией пакетов поддерживается на высоком уровне (без ошибок), поскольку проверяется распределение данных и обнаружение ошибок при передаче данных.

Недостатки пакетной коммутации

Различные недостатки коммутации пакетов

1. Пакеты могут быть потеряны на своем маршруте, поэтому для идентификации пропущенных пакетов требуются порядковые номера.

2. Коммутация узлов требует большей вычислительной мощности, поскольку протоколы коммутации пакетов более сложны.

3. Коммутационным узлам для коммутации пакетов требуется большой объем оперативной памяти для обработки большого количества пакетов.

4. Произошла значительная задержка передачи данных — использование метода сохранения и пересылки вызывает значительную передачу данных.

Типы коммутации пакетов

Коммутация пакетов имеет два подхода: подход виртуальной цепи и подход дейтаграммы. В сетях WAN, ATM, Frame Relay и телефонных сетях используется виртуальный канал с установлением соединения; в то время как Интернет использует пакетную коммутацию на основе дейтаграмм без установления соединения.

(i) Коммутация пакетов виртуальных каналов: При коммутации пакетов виртуальных каналов выбирается один маршрут между отправителем и получателем, и все пакеты передаются по этому маршруту.Каждый пакет содержит номер виртуального канала. Как и в случае коммутации каналов, виртуальный канал нуждается в настройке вызова, прежде чем может быть начата фактическая передача. Маршрутизация основана на номере виртуального канала.

Этот подход сохраняет взаимосвязь между всеми пакетами, принадлежащими сообщению. Точно так же, как коммутация каналов, подход виртуальной цепи имеет фазы настройки, передачи данных и разрыва. Ресурсы могут быть распределены на этапе настройки, как в сетях с коммутацией каналов или по запросу, как в сети дейтаграмм.Все пакеты сообщения следуют по одному и тому же пути, установленному во время соединения. Сеть виртуальных каналов обычно реализуется на уровне канала передачи данных, тогда как сеть с коммутацией каналов реализуется на физическом уровне, а сеть дейтаграмм — на сетевом уровне.

(ii) Коммутация пакетов дейтаграмм: При коммутации пакетов дейтаграмм каждый пакет передается независимо от других пакетов. Каждый пакет содержит полный пакет отправителя и получателя.Каждый пакет рассматривается как индивидуальная, независимая передача.

Даже если пакет является частью многопакетной передачи, сеть обрабатывает его так, как если бы он существовал один. Пакеты в этом подходе называются дейтаграммами . Переключение дейтаграмм выполняется на сетевом уровне. На рисунке показано, как используется дейтаграмный подход для доставки четырех пакетов от станции A к станции D. Все четыре пакета принадлежат одному и тому же сообщению, но они могут проходить по разным путям, чтобы достигнуть места назначения i.е. станция Д.

Подход дейтаграмм может привести к тому, что дейтаграммы прибывают к месту назначения не в порядке с разными задержками между пакетами. Пакеты также могут быть потеряны или отброшены из-за нехватки ресурсов. Сети дейтаграмм также называются сетями без установления соединения. Здесь без соединения означает, что коммутатор не хранит информацию о состоянии соединения. Нет никаких фаз установления соединения или разрыва соединения.

дейтаграмма может прибыть в пункт назначения с порядком, отличным от того, в котором они были отправлены.Адрес отправителя и получателя используется маршрутизаторами для определения маршрута для пакетов. Использование дейтаграмм в Интернете на сетевом уровне.

.Учебник по коммутации сетей

| Лантроникс

Сетевой коммутатор

Коммутаторы

могут быть ценным активом в сети. В целом, они могут увеличить емкость и скорость вашей сети. Однако переключение не должно рассматриваться как средство от сетевых проблем. Перед включением сетевой коммутации вы должны сначала задать себе два важных вопроса: во-первых, как вы можете определить, выиграет ли ваша сеть от коммутации? Во-вторых, как добавить коммутаторы в проект вашей сети, чтобы обеспечить максимальную выгоду?

Это руководство написано для того, чтобы ответить на эти вопросы.Попутно мы опишем, как работают коммутаторы и как они могут нанести вред и принести пользу вашей сетевой стратегии. Мы также обсудим различные типы сетей, чтобы вы могли профилировать свою сеть и оценить потенциальную выгоду от переключения сетей для вашей среды.

Что такое переключатель?

Коммутаторы занимают то же место в сети, что и концентраторы. В отличие от концентраторов, коммутаторы проверяют каждый пакет и обрабатывают его соответственно, а не просто повторяют сигнал на все порты. Коммутаторы отображают адреса Ethernet узлов, находящихся в каждом сегменте сети, а затем пропускают через коммутатор только необходимый трафик.Когда пакет получен коммутатором, коммутатор проверяет аппаратные адреса назначения и источника и сравнивает их с таблицей сегментов и адресов сети. Если сегменты совпадают, пакет отбрасывается или «фильтруется»; если сегменты отличаются, то пакет «пересылается» на соответствующий сегмент. Кроме того, коммутаторы предотвращают распространение поврежденных или неправильно выровненных пакетов, не пересылая их.

Фильтрация пакетов и восстановление переадресованных пакетов позволяет использовать технологию коммутации для разделения сети на отдельные домены коллизий.Регенерация пакетов позволяет использовать большие расстояния и большее количество узлов в общей структуре сети и значительно снижает общую частоту коллизий. В коммутируемых сетях каждый сегмент является независимой областью коллизий. Это также учитывает параллелизм, то есть до половины компьютеров, подключенных к коммутатору, могут отправлять данные одновременно. В общих сетях все узлы находятся в одном общем домене коллизий.

Прост в установке, большинство коммутаторов самообучаются.Они определяют адреса Ethernet, используемые в каждом сегменте, создавая таблицу при передаче пакетов через коммутатор. Этот элемент «подключи и работай» делает коммутаторы привлекательной альтернативой концентраторам.

Коммутаторы

могут подключаться к различным типам сетей (например, Ethernet и Fast Ethernet) или к сетям одного типа. Сегодня многие коммутаторы предлагают высокоскоростные соединения, такие как Fast Ethernet, которые можно использовать для объединения коммутаторов или для обеспечения дополнительной пропускной способности для важных серверов, которые получают большой трафик.Сеть, состоящая из нескольких коммутаторов, соединенных вместе с помощью этих быстрых восходящих линий, называется «свернутой магистральной» сетью.

Выделение портов на коммутаторах для отдельных узлов — еще один способ ускорить доступ для критически важных компьютеров. Серверы и опытные пользователи могут использовать полный сегмент для одного узла, поэтому некоторые сети подключают узлы с высоким трафиком к выделенному порту коммутатора.

Полный дуплекс — это еще один метод увеличения пропускной способности для выделенных рабочих станций или серверов. Для использования полного дуплекса обе сетевые карты, используемые на сервере или рабочей станции, и коммутатор должны поддерживать работу в дуплексном режиме.Полный дуплекс удваивает потенциальную полосу пропускания на этом канале.

Перегрузка сети

По мере добавления большего количества пользователей в общую сеть или добавления приложений, требующих больше данных, производительность снижается. Это связано с тем, что все пользователи в общей сети являются конкурентами по шине Ethernet. Умеренно загруженная сеть Ethernet 10 Мбит / с способна поддерживать использование 35% и пропускную способность в районе 2,5 Мбит / с после учета накладных расходов на пакеты, межпакетных промежутков и коллизий.Умеренно загруженный Fast Ethernet или Gigabit Ethernet совместно использует 25 Мбит / с или 250 Мбит / с реальных данных при тех же условиях. При использовании общего Ethernet и Fast Ethernet вероятность коллизий возрастает по мере того, как к общему домену коллизий добавляется больше узлов и / или больше трафика.

Ethernet сам по себе является общей средой, поэтому существуют правила для отправки пакетов, чтобы избежать конфликтов и защитить целостность данных. Узлы в сети Ethernet отправляют пакеты, когда они определяют, что сеть не используется. Возможно, что два узла в разных местах могут попытаться отправить данные одновременно.Когда оба компьютера одновременно передают пакет в сеть, возникает конфликт. Оба пакета передаются повторно, добавляя к проблеме трафика. Минимизация коллизий является ключевым элементом при проектировании и эксплуатации сетей. Увеличенные коллизии часто являются результатом слишком большого количества пользователей или слишком большого трафика в сети, что приводит к большой конкуренции за пропускную способность сети. Это может замедлить работу сети с точки зрения пользователя. Сегментация, когда сеть разделена на разные части, логически соединенные вместе с коммутаторами или маршрутизаторами, уменьшает перегрузку в переполненной сети за счет устранения общего домена коллизий.

Частота коллизий измеряет процент пакетов, которые являются коллизиями. Некоторые коллизии неизбежны, менее чем на 10 процентов распространены в хорошо работающих сетях.

Факторы, влияющие на эффективность сети
Объем трафика Количество узлов Размер пакетов Диаметр сети

Измерение эффективности сети
Отклонение от средней до пиковой нагрузки Частота столкновений Коэффициент использования

Коэффициент использования — еще одна широко доступная статистика о состоянии сети.Эта статистика доступна в мониторе консоли Novell и мониторе производительности WindowsNT, а также в любом дополнительном программном обеспечении для анализа ЛВС. Использование в средней сети выше 35 процентов указывает на потенциальные проблемы. Эта 35-процентная загрузка близка к оптимальной, но в некоторых сетях наблюдается более высокая или низкая оптимизация использования из-за таких факторов, как размер пакета и отклонение максимальной нагрузки.

Говорят, что коммутатор работает на «скорости передачи данных», если он обладает достаточной вычислительной мощностью для обработки полной скорости Ethernet при минимальных размерах пакетов.Большинство имеющихся на рынке коммутаторов значительно опережают возможности сетевого трафика, поддерживая полную «скорость передачи данных» по Ethernet (14 480 pps (пакетов в секунду)) и Fast Ethernet (148 800 pps).

Маршрутизаторы

Маршрутизаторы

работают аналогично коммутаторам и мостам в том, что они отфильтровывают сетевой трафик. Вместо того, чтобы делать это по адресам пакетов, они фильтруют по определенному протоколу. Маршрутизаторы родились из-за необходимости деления сетей логически, а не физически. IP-маршрутизатор может разделить сеть на различные подсети, так что только трафик, предназначенный для определенных IP-адресов, может проходить между сегментами.Маршрутизаторы пересчитывают контрольную сумму и перезаписывают MAC-заголовок каждого пакета. Цена, заплаченная за этот тип интеллектуальной пересылки и фильтрации, обычно рассчитывается с точки зрения задержки или задержки, с которой сталкивается пакет внутри маршрутизатора. Такая фильтрация занимает больше времени, чем в коммутаторе или мосте, который смотрит только на адрес Ethernet. В более сложных сетях эффективность сети может быть улучшена. Дополнительным преимуществом маршрутизаторов является их автоматическая фильтрация широковещательных сообщений, но в целом они сложны в настройке.

Преимущества коммутатора

Изолирует движение, уменьшая заторы Разделяет домены коллизий, уменьшая коллизии Сегменты, перезапуск расстояния и правила повторителя

Стоимость переключения
Цена: в настоящее время от 3 до 5 раз превышает стоимость хаба Время обработки пакета больше, чем в хабе Мониторинг сети сложнее

Общие преимущества сетевой коммутации

Коммутаторы

заменяют концентраторы в сетевых конструкциях, и они стоят дороже.Так почему же рынок настольных коммутаторов удваивается из-за огромных продаж? Цена на коммутаторы стремительно снижается, в то время как концентраторы являются зрелой технологией с небольшим снижением цен. Это означает, что разница между затратами на коммутацию и затратами на концентраторы гораздо меньше, чем раньше, а разрыв сокращается.

Поскольку коммутаторы являются самообучающимися, их так же легко установить, как и концентратор. Просто подключи их и иди. И они работают на том же аппаратном уровне, что и концентратор, поэтому проблем с протоколом нет.

Существует две причины включения коммутаторов в проекты сетей. Во-первых, коммутатор разбивает одну сеть на множество небольших сетей, поэтому ограничения расстояния и повторителя перезапускаются. Во-вторых, эта же сегментация изолирует трафик и уменьшает коллизии, уменьшая перегрузку сети. Очень легко определить потребность в расстоянии и увеличении ретранслятора, а также понять это преимущество сетевой коммутации. Но второе преимущество — избавление от перегрузок в сети — сложно определить и понять, в какой степени коммутаторы будут способствовать повышению производительности.Поскольку все коммутаторы добавляют небольшие задержки к обработке пакетов, развертывание коммутаторов без необходимости может фактически снизить производительность сети. Таким образом, следующий раздел относится к факторам, влияющим на влияние переключения на перегруженные сети.

Сетевой коммутатор

Преимущества переключения варьируются от сети к сети. Добавление коммутатора в первый раз имеет другие последствия, чем увеличение количества уже установленных коммутируемых портов. Понимание структуры трафика очень важно для коммутации сети — цель состоит в том, чтобы устранить (или отфильтровать) как можно больше трафика.Коммутатор, установленный в месте, куда он перенаправляет почти весь трафик, который он получает, поможет гораздо меньше, чем тот, который фильтрует большую часть трафика.

На сети, которые не перегружены, может отрицательно повлиять добавление коммутаторов. Задержки обработки пакетов, ограничения буфера коммутатора и возникающие в результате повторные передачи иногда снижают производительность по сравнению с альтернативой на основе концентратора. Если ваша сеть не перегружена, не заменяйте концентраторы коммутаторами. Как определить, являются ли проблемы с производительностью следствием перегрузки сети? Измерение коэффициентов использования и частоты столкновений.

.

хороших кандидатов на повышение производительности от переключения
Утилизация более 35% Столкновения более 10%
Загрузка нагрузки — это количество общего трафика в процентах от теоретического максимума для типа сети, 10 Мбит / с в Ethernet, 100 Мбит / с в Fast Ethernet. Частота коллизий — это количество пакетов с коллизиями в процентах от общего количества пакетов

Время отклика сети (видимая для пользователя часть производительности сети) страдает по мере увеличения нагрузки на сеть, а при высоких нагрузках небольшое увеличение пользовательского трафика часто приводит к значительному снижению производительности.Это похоже на динамику автострады в том, что увеличение нагрузки приводит к увеличению пропускной способности до определенного уровня, а затем дальнейшее увеличение спроса приводит к быстрому снижению истинной пропускной способности. В Ethernet коллизии увеличиваются по мере загрузки сети, и это вызывает повторные передачи и увеличивает нагрузку, что вызывает еще больше коллизий. В результате перегрузка сети значительно замедляет трафик.

Используя сетевые утилиты, которые есть в большинстве серверных операционных систем, сетевые менеджеры могут определить коэффициент использования и количество конфликтов.Следует учитывать как пиковую, так и среднюю статистику.

Замена центрального концентратора с помощью коммутатора

Эта возможность переключения характерна для полностью совместно используемой сети, в которой многие пользователи подключены в каскадной архитектуре концентратора. Двумя основными последствиями переключения будут более быстрое сетевое подключение к серверу (серверам) и изоляция несоответствующего трафика из каждого сегмента. По мере устранения узких мест в сети производительность растет, пока не встретятся новые узкие места в системе, такие как максимальная производительность сервера.

Добавление коммутаторов в магистральную коммутируемую сеть

Перегрузка в коммутируемой сети обычно может быть устранена путем добавления большего количества коммутируемых портов и увеличения скорости этих портов. Сегменты, испытывающие перегрузку, идентифицируются по частоте их использования и коллизий, и решением является либо дополнительная сегментация, либо более быстрые соединения. Порты коммутатора Fast Ethernet и Ethernet добавляются в древовидную структуру сети для повышения производительности.

Проектирование для максимальной выгоды

Изменения в дизайне сети, как правило, скорее эволюционные, чем революционные — редко, когда сетевой менеджер способен спроектировать сеть полностью с нуля.Обычно изменения вносятся медленно с целью сохранения как можно большей части используемых капиталовложений при замене устаревшей или устаревшей технологии новым оборудованием.

Fast Ethernet

очень легко добавить в большинство сетей. Коммутатор или мост позволяет Fast Ethernet подключаться к существующим инфраструктурам Ethernet для обеспечения скорости в критически важных каналах. Более быстрая технология используется для подключения коммутаторов друг к другу, а также к коммутируемым или общим серверам, чтобы избежать узких мест.

Многие клиент-серверные сети страдают от слишком большого количества клиентов, пытающихся получить доступ к одному и тому же серверу, что создает узкое место, где сервер подключается к локальной сети. Fast Ethernet в сочетании с коммутируемым Ethernet создает идеальное экономически эффективное решение для предотвращения медленных клиент-серверных сетей, позволяя разместить сервер на быстром порту.

Распределенная обработка

также выигрывает от Fast Ethernet и коммутации. Сегментация сети с помощью коммутаторов значительно повышает производительность сетей распределенного трафика, а коммутаторы обычно подключаются через магистраль Fast Ethernet.

хороших кандидатов на повышение производительности от переключения
Важно знать сетевой спрос на узел Попробуйте сгруппировать пользователей по узлам, с которыми они чаще всего общаются в одном и том же сегменте. Ищите ведомственные схемы движения Избегайте переключения узких мест с быстрым восходящим соединением Перемещение пользователей переключается между сегментами в итеративном процессе, пока все узлы не видят менее 35% использования

Передовые технологии коммутации

Существуют некоторые технологические проблемы с коммутацией, которые не затрагивают 95% всех сетей.Крупные поставщики коммутаторов и отраслевые публикации продвигают новые конкурентоспособные технологии, поэтому некоторые из этих концепций обсуждаются здесь.

Управляемый или Неуправляемый

Management обеспечивает преимущества во многих сетях. Большие сети с критически важными приложениями управляются многими сложными инструментами, использующими SNMP для мониторинга работоспособности устройств в сети. Сети, использующие SNMP или RMON (расширение SNMP, которое предоставляет гораздо больше данных при использовании меньшей пропускной способности сети) будут управлять каждым устройством или только более критическими областями.VLAN — это еще одно преимущество управления коммутатором. VLAN позволяет сети группировать узлы в логические LAN, которые ведут себя как одна сеть, независимо от физических соединений. Основным преимуществом является управление широковещательным и многоадресным трафиком. Неуправляемый коммутатор будет передавать широковещательные и многоадресные пакеты на все порты. Если в сети есть логические группы, которые отличаются от физических групп, то коммутатор на основе VLAN может быть лучшим выбором для оптимизации трафика.

Другим преимуществом управления в коммутаторах является алгоритм связующего дерева.Spanning Tree позволяет сетевому менеджеру проектировать в избыточных каналах с коммутаторами, подключенными в петлях. Это исключило бы возможность самообучения коммутаторов, поскольку казалось, что трафик с одного узла исходит из разных портов. Spanning Tree — это протокол, который позволяет коммутаторам координировать действия друг с другом, так что трафик передается только по одному из резервных каналов (если нет сбоя, резервный канал автоматически активируется). Администраторы сети с коммутаторами, развернутыми в критически важных приложениях, могут захотеть иметь избыточные каналы.В этом случае управление необходимо. Но для остальных сетей неуправляемый коммутатор будет работать достаточно хорошо и стоит намного дешевле.

Store-and-Forward vs. Cut-Through

Коммутаторы локальной сети

имеют две базовые архитектуры: сквозную и сохраняемую. Проходные переключатели проверяют только адрес получателя, прежде чем переадресовать его в целевой сегмент. Коммутатор хранения и пересылки, с другой стороны, принимает и анализирует весь пакет, прежде чем перенаправить его к месту назначения.Требуется больше времени для изучения всего пакета, но это позволяет коммутатору перехватывать определенные ошибки и коллизии пакетов и предотвращать их распространение по сети через плохие пакеты.

Сегодня скорость переключателей хранения и пересылки догнала сквозные переключатели до такой степени, что разница между ними минимальна. Кроме того, существует большое количество гибридных коммутаторов, которые сочетают в себе как сквозную, так и промежуточную архитектуру.

блокирующих и неблокирующих коммутаторов

Возьмите характеристики коммутатора и сложите все порты на теоретической максимальной скорости, тогда у вас будет теоретическая общая сумма пропускной способности коммутатора.Если шина коммутации или компоненты коммутации не могут обрабатывать теоретическую сумму всех портов, коммутатор считается «блокирующим коммутатором». Существует спор о том, должны ли все коммутаторы быть спроектированы неблокирующими, но дополнительные затраты на это разумны только для коммутаторов, предназначенных для работы в магистральных сетях большой сети. Почти для всех приложений блокирующий коммутатор с приемлемым и приемлемым уровнем пропускной способности будет работать просто отлично.

Рассмотрим восьмипортовый коммутатор 10/100.Поскольку теоретически каждый порт может обрабатывать 200 Мбит / с (полный дуплекс), теоретически требуется 1600 Мбит / с или 1,6 Гбит / с. Но в реальном мире использование каждого порта не будет превышать 50%, поэтому шина коммутации 800 Мбит / с является достаточной. Рассмотрение общей пропускной способности в сравнении с общей потребностью портов в реальных нагрузках обеспечивает проверку того, что коммутатор может обрабатывать нагрузки вашей сети.

Ограничения буфера коммутатора

Поскольку пакеты обрабатываются в коммутаторе, они хранятся в буферах.Если целевой сегмент перегружен, коммутатор удерживает пакет, ожидая, когда пропускная способность станет доступной в переполненном сегменте. Полные буферы представляют проблему. Поэтому некоторый анализ размеров буфера и стратегий для обработки переполнений представляет интерес для технически склонного сетевого разработчика.

В реальных сетях переполненные сегменты вызывают много проблем, поэтому их влияние на учет коммутатора не является важным для большинства пользователей, поскольку сети должны быть спроектированы так, чтобы исключать переполненные перегруженные сегменты.Есть две стратегии для обработки полных буферов. Одним из них является «управление потоком противодавления», которое отправляет пакеты обратно в исходное состояние узлам-источникам пакетов, которые находят полный буфер. Это сопоставимо со стратегией простого отбрасывания пакета и использования функций целостности в сетях для автоматической повторной передачи. Одно решение распространяет проблему в одном сегменте на другие сегменты, распространяя проблему. Другое решение вызывает повторные передачи, и это приводит к увеличению нагрузки не является оптимальным.Ни одна из этих стратегий не решает проблему, поэтому поставщики коммутаторов используют большие буферы и советуют администраторам сетей разрабатывать топологии коммутируемых сетей, чтобы устранить источник проблемных сегментов.

Коммутация 3 уровня

Гибридное устройство — это последнее усовершенствование технологии межсетевого взаимодействия. Комбинируя обработку пакетов маршрутизаторов и скорость коммутации, эти многоуровневые коммутаторы работают как на уровне 2, так и на уровне 3 модели сети OSI. Производительность коммутатора этого класса нацелена на ядро ​​крупных корпоративных сетей.Иногда называемые коммутаторами маршрутизации или IP-коммутаторами, многоуровневые коммутаторы ищут общие потоки трафика и переключают эти потоки на аппаратном уровне для скорости. Для трафика вне обычных потоков многослойный коммутатор использует функции маршрутизации. Это сохраняет функции маршрутизации с более высокими издержками только там, где это необходимо, и стремится к лучшей стратегии обработки для каждого сетевого пакета.

Многие поставщики работают над многослойными коммутаторами высшего класса, и эта технология, безусловно, находится в процессе разработки.По мере развития сетевых технологий многослойные коммутаторы могут заменить маршрутизаторы в большинстве крупных сетей.

,

Настройка IP-адреса на коммутаторе

По умолчанию Cisco переключает кадры Ethernet вперед без какой-либо конфигурации. Это означает, что вы можете купить коммутатор Cisco, подключить правильные кабели для подключения различных устройств к коммутатору, включить его, и коммутатор будет работать правильно.

Однако для управления коммутатором по сети или использования протоколов, таких как SNMP, коммутатору потребуется IP-адрес. IP-адрес настраивается под логическим интерфейсом, известным как домен управления или VLAN.Обычно VLAN 1 по умолчанию действует как собственная сетевая карта коммутатора для подключения к локальной сети для отправки IP-пакетов. Вот шаги для настройки IP-адреса в VLAN 1:

1. входят в режим конфигурации VLAN 1 с помощью команды глобальной конфигурации vlan 1 interface .
2. назначают IP-адрес с помощью подкоманды интерфейса IP-адреса IP_ADDRESS SUBNET_MASK .
3. включает интерфейс VLAN 1 с подкомандой no shutdown interface.
4. (необязательно) с помощью команды глобальной конфигурации ip default-gateway IP_ADDRESS для настройки шлюза по умолчанию.
5. (необязательно) Добавьте команду глобальной конфигурации ip name-server IP_ADDRESS для настройки DNS-сервера.

Вот простой пример сети:

У нас есть простая сеть хоста и коммутатора. Мы можем назначить коммутатору IP-адрес для включения IP-связи между двумя устройствами:

 SW1 (config) #int vlan 1
SW1 (конфигурации-если) #
SW1 (конфигурации-если) #
SW1 (config-if) #ip адрес 10.0.0.2 255.0.0.0
SW1 (config-if) # нет выключения

SW1 (конфигурации-если) #
% LINK-5-CHANGED: интерфейс Vlan1, состояние изменено на up

% LINEPROTO-5-UPDOWN: линейный протокол на интерфейсе Vlan1, измененное состояние до 

Чтобы проверить IP-адрес, установленный на коммутаторе, мы можем использовать команду show int vlan 1:

 SW1 # show int vlan 1
Vlan1 работает, линейный протокол работает
Аппаратное обеспечение - интерфейс ЦП, адрес: 0030.a3e8.6b3c (bia 0030.a3e8.6b3c)
Интернет-адрес 10.0.0.2/8
.... 

Мы можем проверить, что хост может связаться с коммутатором, используя его IP-адрес, отправив эхо-запрос на него с хоста A:

 C: \> ping 10.0.0.2

Pinging 10.0.0.2 с 32 байтами данных:

Ответ от 10.0.0.2: bytes = 32 time <1ms TTL = 255
Ответ от 10.0.0.2: bytes = 32 time <1ms TTL = 255
... 

Как настроить роутер на флешке

Router-on-a-stick - это термин, часто используемый для описания настройки, состоящей из маршрутизатора и коммутатора, подключенных с помощью одного Ethernet-канала, настроенного как магистральный канал 802.1q. В этой настройке коммутатор настроен с несколькими VLAN, и маршрутизатор выполняет всю маршрутизацию между различными сетями / VLAN.

Хотя некоторые считают, что термин «маршрутизатор на палочке» звучит немного глупо, это очень популярный термин, который широко используется в сетях, где не существует коммутатора уровня 3.Хорошим примером конфигурации «маршрутизатор на палочке» (которую мы также рассмотрим) будет установка Call Manager Express, где необходимо разделить сеть VoIP, состоящую из вашего Cisco IP. Телефонные устройства из вашей сети передачи данных, где расположены все рабочие станции и серверы.

Пример сценария

Наш пример основан на сценарии, с которым вы, скорее всего, столкнетесь при работе с сетями VoIP. Поскольку реализации VoIP требуют разделения сети передачи данных и голоса для маршрутизации пакетов между ними, вам необходим либо коммутатор 3-го уровня, либо маршрутизатор.Эта конфигурация обеспечивает доступность и стабильность услуги VoIP, особенно в часы пик трафика в вашей сети.

Пакеты, работающие между VLAN, маршрутизируются через маршрутизатор CCME, подключенный к коммутатору, используя один физический порт, настроенный как магистральный порт на обоих концах (коммутатор и маршрутизатор). Если вы хотите прочитать больше о маршрутизации VLAN и теории VLAN, вы можете посетить наш популярный раздел VLAN, который охватывает все связанные темы и термины, содержащиеся в этой статье.

В этом примере показано, как настроить маршрутизатор и коммутатор Cisco для создания между ними магистральной линии связи и маршрутизации пакетов маршрутизатора между вашими VLAN.

Эта диаграмма показывает иллюстрацию вышеупомянутой конфигурации.

ШАГ 1 - Конфигурация коммутатора

Первый шаг - создать необходимые две VLAN на нашем коммутаторе Cisco и настроить их с IP-адресом. Поскольку все коммутаторы Cisco содержат VLAN1 (VLAN по умолчанию), нам нужно только создать VLAN2:

SW1 # настроить терминал
SW1 (config) # vlan2
SW1 (config-vlan) # name voice
SW1 (config-vlan) # exit
SW1 (config) # интерфейс vlan1
SW1 (config-if) # описание Data Vlan
SW1 (config-if) # IP-адрес 192.168.0.2 255.255.255.0
SW1 (config-if) # выход
SW1 (config) # интерфейс vlan2
SW1 (config-if) # описание Voice Vlan
SW1 (config-if) # IP-адрес 192.168.2.2 255.255.255.0
SW1 (config-if) # выход

Далее нам нужно создать магистральный порт, который будет подключаться к маршрутизатору. Для этого мы выбрали порт GigabitEthernet 0/1 (порт 1):

SW1 # Настройка терминала
SW1 (config) # Интерфейс гигабитетернет 0/1
SW1 (config-if) # Описание Магистраль-к-маршрутизатору
SW1 (config-if) # Инкапсуляция соединительной линии коммутатора dot1q
SW1 (config-if) # магистраль режима switchport
SW1 (config-if) # магистраль portfast связующего дерева

Чтобы избежать путаницы, эти команды инструктируют коммутатор следующим образом:

1) Определите магистраль для использования 802.1q протокол

2) Установите для определенного порта магистральный режим

3) Включите связующее дерево portfast trunk , чтобы гарантировать, что порт будет пересылать пакеты немедленно при подключении к устройству, например, маршрутизатору. Примечание. Команда spanning-tree portfast trunk никогда не должна использоваться на портах, которые подключаются к другому коммутатору, чтобы избежать петель в сети.

Приведенные выше шаги завершают настройку на стороне коммутатора.

ШАГ 2 - Конфигурация маршрутизатора

Нам необходимо следовать аналогичной конфигурации для нашего маршрутизатора, чтобы обеспечить связь с нашим коммутатором и позволить всему трафику VLAN проходить и маршрутизировать по мере необходимости.

Создание магистральной линии связи на порте маршрутизатора не сильно отличается от процесса, описанного выше - хотя мы создаем магистральный порт на одном физическом интерфейсе, нам необходимо создать подчиненный интерфейс для каждой VLAN.

Опять же, это довольно простой процесс, и его легко понять, если вы сделали это хотя бы один раз.

R1 # настроить терминал
R1 (config) # интерфейс gigabitethernet0 / 1
R1 (config-if) # без IP-адреса
R1 (config-if) # дуплексный автоматический
R1 (config-if ) # скорость авто
R1 (config-if) # интерфейс gigabitethernet0 / 1.1
R1 (config-subif) # описание Data VLAN
R1 (config-subif) # инкапсуляция dot1q 1 собственная
R1 ( config-subif) # IP-адрес 192.168.0.1 255.255.255.0
R1 (config-subif) # ip nat inside
R1 (config-subif) # ip virtual-reassembly
R1 (config-subif) # интерфейс gigabitethernet0 / 1.2
R1 (config -subif) # описание Голосовая сеть VLAN
R1 (config-subif) # инкапсуляция dot1q 2
R1 (config-subif) # IP-адрес 192.168.2.1 255.255.255.0
R1 (config-subif) # ip nat inside
R1 (config-subif) # ip virtual-reassembly

Чтобы сформировать магистральную связь с нашим коммутатором, необходимо создать один подчиненный интерфейс для каждой VLAN, настроенной на нашем коммутаторе.После создания подчиненного интерфейса мы назначаем ему IP-адрес и устанавливаем тип инкапсуляции на 802.1q вместе с VLAN, к которой принадлежит подчиненный интерфейс.

Например, команда encapsulation dot1q 2 определяет инкапсуляцию 802.1q и задает подынтерфейс VLAN 2. Собственный параметр , который мы использовали для подынтерфейса gigabitethernet0 / 1.1 , сообщает маршрутизатору, что собственным vlan является VLAN 1. Это параметр по умолчанию на каждом коммутаторе Cisco и, следовательно, должен соответствовать маршрутизатору.

Команда ip virtual-reassembly 9002 обычно автоматически добавляется Cisco IOS (мы включили ее, чтобы показать вам команду) и является мерой безопасности, позволяющей избежать переполнения буфера и контролировать использование памяти во время атаки фрагментированных пакетов, которые может откашлять ресурсы вашего роутера. Эта команда добавляется автоматически при включении службы NAT с помощью команды ip nat inside . Дополнительную информацию о конфигурации NAT можно получить в наших статьях о конфигурации маршрутизатора Cisco.

Краткое содержание статьи

В этой статье объясняется использование конфигураций «маршрутизатор на палочке» и показано, как можно настроить магистральную линию 802.1q между коммутатором Cisco и маршрутизатором. Конфигурации «маршрутизатор на палочке» чрезвычайно полезны в средах, где не существует коммутатора уровня 3, предоставляя услуги маршрутизации Inter-VLAN с одним маршрутизатором и одним интерфейсом, что серьезно сокращает затраты на внутреннюю маршрутизацию.

Всегда предпочтительно использовать маршрутизатор с интерфейсом Gigabit Ethernet, чтобы обеспечить достаточную пропускную способность для обработки больших объемов данных при необходимости.

Если вы сочли статью полезной, мы будем очень признательны, если вы поделитесь ею с другими, воспользовавшись услугами, предоставленными в верхнем левом углу этой статьи. Обмен нашими статьями занимает всего минуту вашего времени и помогает Firewall.cx охватить больше людей с помощью таких сервисов.

Вернуться к разделу Маршрутизаторы Cisco

,