สวิตช์ LAN หรือสวิตช์คืออะไรและมีไว้เพื่ออะไร

ในโลกของเครือข่ายเป็นสิ่งสำคัญเสมอที่จะรู้วิธีแยกความแตกต่างของอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่ทำให้เราสามารถสร้างมันขึ้นมาและเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ของเรา ดังนั้นวันนี้เราจะเรียนรู้เกี่ยวกับ สวิตช์ ทั้งหมด เราจะเห็นความแตกต่างระหว่างสิ่งนี้กับอุปกรณ์อื่น ๆ เช่น เราเตอร์ ฮับ หรือแม้แต่ โมเด็ม มาเริ่มกันเลย!

ดัชนีเนื้อหา

สวิตช์เครือข่ายหรือสวิตช์คืออะไร:

เริ่มจากการกำหนดว่าสวิตช์คืออะไรหรือที่เรียกว่า สวิตช์ LAN มันเป็นอุปกรณ์ที่จะช่วยให้เราสามารถ เชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ และโหนด ต่าง ๆ ในเครือข่าย แบบมีสายเสมอและสิ่งนี้จะเป็นสิ่งสำคัญที่ต้องจำไว้ ในความเป็นจริงสวิตช์จะเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่าง ๆ บนเครือข่ายท้องถิ่น คุณรู้หรือไม่ว่า LAN ที่เรารู้จัก

สวิตช์ ทำงานที่ลิงค์เลเยอร์หรือเลเยอร์ 2 ของ โมเดล OSI (Open System Interconection) ซึ่งเป็นโมเดลอ้างอิงที่ใช้สำหรับโปรโตคอลเครือข่ายและคำจำกัดความ ดาต้าลิงค์เลเยอร์คือเลเยอร์หนึ่งระหว่างเลเยอร์ 1 หรือฟิสิคัล (หมายถึงการขนส่งและสัญญาณ) และเลเยอร์ 3 หรือเครือข่าย (การกำหนดเส้นทางและการกำหนดแอดเดรสแบบลอจิคัล) ข้อตกลงนี้เกี่ยวข้องกับการ ระบุที่อยู่จริง ของแพ็กเก็ตที่เคลื่อนที่ผ่านเครือข่ายตามที่อยู่ MAC ที่เชื่อมโยงกับอุปกรณ์แต่ละเครื่องที่เชื่อมต่อ

ข้อมูลทางเทคนิคและการทำงานของสวิตช์ถูกกำหนดไว้ใน มาตรฐาน IEEE 802.3 สำหรับการ สร้างมาตรฐาน เครือข่าย อีเธอร์เน็ต เป็นชุดของมาตรฐานที่กำหนดความเร็วในการเชื่อมต่อเครือข่ายโดยทั่วไป ในหมู่พวกเขามาตรฐาน 802.3i (10BASET-T 10 Mbps), 802.3u (100BASE-T 100 Mbps), 802.3z / ab (1000BASE-T 1Gbps มากกว่าไฟเบอร์หรือคู่บิด) เป็นต้นเป็นที่รู้จักกันดี

ในปัจจุบันมาตรฐานเหล่านี้ตามมาด้วยอุปกรณ์ทั้งหมดเหล่านี้ซึ่งมักจะใช้ โทโพโลยี รูป ดาว เพื่อเชื่อมต่อโหนดซึ่งเป็นทีมหลักที่เป็นสวิตช์เอง โดยใช้ชุดพอร์ต หรือ พอร์ต RJ45 หรือ SFP โหนดจะเชื่อมต่อ

สวิตช์ทำอะไรได้บ้างและทำอะไรไม่ได้

มันสำคัญมากที่จะต้องรู้ว่า พื้นที่การทำงานของสวิตช์นั้น เป็นอย่างไรเพราะจะช่วยให้ทราบว่าจะเชื่อมต่อกับมันได้อย่างไรและที่ไหนและได้รับการออกแบบมาอย่างไร และแน่นอนว่าจะสร้างความแตกต่างจากอุปกรณ์เครือข่ายอื่น ๆ

คุณสามารถทำอะไร:

• อุปกรณ์ที่เชื่อมต่อระหว่างกันบนเครือข่ายแบบใช้สายสลับและส่งต่อแพ็คเก็ตจากต้นทางไปยังปลายทางโดยใช้ตารางที่อยู่ MAC ที่ปรับขนาดเครือข่ายและเป็นลิงก์ไปยังเซิร์ฟเวอร์ที่อยู่ IP ซึ่งอาจเป็นเราเตอร์หรือคอมพิวเตอร์โฮสต์

คุณทำอะไรไม่ได้:

• มันไม่สามารถให้เราเชื่อมต่อกับเครือข่ายอื่นซึ่งอยู่นอก subnet mask ดังนั้นจึงไม่สามารถให้การเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต

เราจะเห็นว่ามีสวิตช์ที่ ต้องขอบคุณเฟิร์มแวร์หรือระบบปฏิบัติการขนาดเล็ก ที่สามารถทำสิ่งต่าง ๆ ได้มากกว่าฟังก์ชั่นที่ออกแบบมา

คุณสมบัติและองค์ประกอบ

เราสามารถหาสวิตช์ขนาดใดก็ได้ในแง่ของพอร์ต แต่เป็นกุญแจสำคัญในการตั้งค่า ศูนย์ประมวลผล ข้อมูล ที่ซับซ้อน ด้วยอุปกรณ์และตู้ที่มีพอร์ตหลายร้อยพอร์ต

พอร์ตและความเร็ว

การดำเนินการของสวิตช์ดำเนินการผ่านพอร์ตเครือข่ายซึ่ง อนุญาตให้เชื่อมต่อโครงข่ายของโหนดต่าง ๆ ในเครือข่ายภายใน จำนวนคือสิ่งที่จะกำหนดความจุและกำลังของมันรวมถึงความเร็ว สิ่งที่ปกติที่สุดคือการหาพวกเขา ระหว่าง 4 ถึง 20 พอร์ต แต่มีหลาย บริษัท ที่มุ่งเน้น คุณสามารถมี:

• RJ45: พอร์ตของตัวเองสำหรับสายคู่บิด, สาย UTP คู่บิดทั่วไป 4 ตัวสำหรับ LAN ทำงานที่ 10/100/1000/10000 Mbps

• เซาท์แคโรไลนา: พอร์ตไฟเบอร์ออปติกสำหรับการเชื่อมโยงความเร็วสูงที่ 1/10 Gbps

• พอร์ต SFP หรือ GBIC: สิ่งเหล่านี้เรียกว่าพอร์ตแบบแยกส่วนเนื่องจากไม่มีตัวเชื่อมต่อที่เฉพาะเจาะจง แต่เป็นช่องที่ใช้เสียบชนิดของพอร์ตที่เราต้องการ นี่อาจเป็น GBIC (Gigabit Interface Converter) โดยปกติแล้วจะมีพอร์ต RJ45 ในตัวหรือ SFP / SFP + (รูปแบบขนาดเล็ก - ปัจจัยที่เสียบได้) ซึ่งเป็นพอร์ตขนาดเล็กที่มีทั้งไฟเบอร์ RJ45 หรือ 10 Gbps

• พอร์ตคำสั่งผสม: ไม่ใช่ชนิดของพอร์ตเช่นนี้ แต่เป็นวิธีที่จะให้สวิตช์มีพอร์ตหลากหลายมากขึ้น พวกเขามักจะมาในแผงของ 2 RJ45 + 2 SFP หรือ 4 + 4 ซึ่ง เราสามารถใช้อย่างใดอย่างหนึ่ง แต่ไม่เคยทั้งสองอย่างในเวลาเดียวกันเพราะพวกเขาใช้รถร่วมกัน

ความเร็วถูกกำหนดโดยมาตรฐาน 802.3 รุ่นต่าง ๆ ที่เราเห็นในตอนแรก ขณะนี้เราพบสวิตช์ที่สามารถส่งมอบ 10 Mbps, 100 Mbps, 1 Gbps และ 10 Gbps

วิธีการสลับของสวิตช์

Switch เป็นชื่อภาษาสเปนของสวิตช์เราคิดว่าชัดเจนชื่อนี้หมายถึงการทำงานบนมาตรฐานอีเธอร์เน็ต สิ่งนี้ขึ้นอยู่กับการส่งข้อมูลใน LAN ผ่านเฟรมที่ส่งข้อมูล ด้วยส่วนหัว ที่อนุญาตให้ระบุทั้งผู้ส่งและผู้รับโดยใช้ที่ อยู่ MAC ระวังเรากำลังพูดถึงที่อยู่ MAC ไม่ใช่ที่อยู่ IP มันทำงานได้ในเลเยอร์ OSI อื่น การสื่อสารมีสองวิธีในเครือข่าย:

• Half Duplex: ในการเชื่อมต่อนี้ข้อมูลเดินทางไปในทิศทางเดียวหรืออื่น ๆ แต่ไม่เคยไปทั้งสองในเวลาเดียวกันตัวอย่างเช่น Full Duplex Walkie Talkie : เป็นช่องทางหนึ่งที่ใช้ช่องรับและส่งพร้อมกันตัวอย่างเช่น โทรศัพท์

องค์ประกอบที่สำคัญมากที่กำหนดความสามารถในการสลับของสวิตช์คือ บัฟเฟอร์ องค์ประกอบหน่วยความจำที่ ทำหน้าที่จัดเก็บเฟรมที่จะถูกส่งต่อไปยังโหนดที่ เกี่ยวข้อง บัฟเฟอร์เหล่านี้ ทำหน้าที่แคช โดยเฉพาะอย่างยิ่งสิ่งสำคัญในการเชื่อมต่อสองโหนดกับพอร์ตที่ความเร็วแตกต่างกันเพื่อลดผลกระทบที่คอขวด

มี เทคนิคการสลับ หลาย อย่าง ในสวิตช์:

• Adaptive Cut-Through สำหรับการ จัดเก็บและส่งต่อ

(จัดเก็บและส่งต่อ)

ในวิธีแรกนี้สวิตช์เก็บเฟรมข้อมูลทั้งหมดในบัฟเฟอร์เมื่อได้รับ สิ่งนี้ทำเพื่อตรวจหาข้อผิดพลาดที่เป็นไปได้ในนั้นและเพื่อวิเคราะห์ที่มาและปลายทาง หลังจากนี้มันจะถูกส่งไปยังผู้รับ

วิธีนี้มักใช้กับสวิตช์ที่มีพอร์ตความเร็วที่แตกต่างกันถึงแม้ว่าเราจะต้องจำไว้เสมอว่าจะมีความล่าช้าเล็กน้อยหรือความล่าช้าในการส่งเมื่อใช้วิธีนี้

(ส่งต่อโดยตรง)

ในกรณีนี้เฟรมไม่ได้ถูกบัฟเฟอร์อย่างสมบูรณ์ แต่มีเพียงส่วนหัวของมันเท่านั้นที่อ่านเพื่อทราบ MAC ต้นทางและปลายทางจากนั้นจะถูกส่งต่อ

มันเป็นเทคนิคที่เร็วกว่าเทคนิคก่อนหน้านี้ แต่ไม่ได้ให้การควบคุมข้อผิดพลาดในเฟรมที่เสียหาย นอกจากนี้พอร์ตของอุปกรณ์ทั้งหมดจะต้องทำงานด้วยความเร็วเท่ากัน

(การส่งต่อโดยตรงแบบปรับตัว)

ไม่ใช่วิธีการใหม่ แต่เป็นความสามารถของสวิตช์ในการเลือกระหว่างสองวิธีก่อนหน้านี้ ตัวอย่างเช่นเมื่อสวิตช์ตรวจพบว่ามีแพ็คเก็ตที่ล้มเหลวและหายไปมากเกินไปสวิตช์ดังกล่าวจะสลับไปยังที่เก็บข้อมูลและการส่งต่อโดยอัตโนมัติในขณะที่หากพอร์ตมีความเร็วเท่ากัน

ทำงานกับจัมโบ้เฟรม

เมื่อเราจะซื้อสวิทช์เป็นเรื่องปกติที่ในสเปคที่พวกเขาพูดถึงเฟรมจัมโบ้ถ้าทีมสามารถทำงานกับพวกเขาได้

เราได้กล่าวแล้วว่าสวิตช์ทำงานกับเฟรมอีเธอร์เน็ตซึ่งมี ขนาดมาตรฐาน 1500 ไบต์ แต่เป็นไปได้ที่จะทำให้มีขนาดใหญ่ขึ้นถึง 9000 ไบต์ ซึ่งเรียกว่า Jumbo Frames สิ่งเหล่านี้ไม่ได้อยู่ในมาตรฐาน 802.3

เฟรมเหล่านี้ใช้เพื่อทำงานกับ ข้อมูลจำนวนมาก ทำให้การถ่ายโอนข้อมูลมีประสิทธิภาพมากขึ้นอย่างรวดเร็วแม้ว่าจะเพิ่มความล่าช้าในการเชื่อมต่อเนื่องจากความจริงที่ว่ามันต้องประมวลผลข้อมูลเพิ่มเติม ด้วยเหตุนี้เฟรมจัมโบ้จึงถูกใช้กับสวิตช์ที่ทรงพลัง

สลับประเภท

เราต้องเห็น ประเภทของสวิตช์ที่เราพบในตลาด ซึ่งจะมุ่งเน้นไปที่งานบางอย่างขึ้นอยู่กับความจุพอร์ตและมาตรฐานอื่น ๆ ที่ใช้

สลับไม่สามารถจัดการและจัดการได้หรือระดับ 3/4

โดยทั่วไปสวิตช์ไม่ได้มีความสามารถในการจัดการอย่างน้อยที่สุดในรุ่นพื้นฐานที่สุด ใช้งานได้กับมาตรฐาน 802.3u ซึ่งระบุว่าสวิตช์ต้องมี ความสามารถในการจัดการโดยอัตโนมัติ โดยไม่จำเป็นต้องมีการแทรกแซงจากบุคคลลูกค้าและสวิตช์จะ "ตัดสินใจ" ว่าพารามิเตอร์การสลับจะเป็นอย่างไร สิ่งเหล่านี้จะเป็น สวิตช์ที่ไม่มี การ จัดการ

แต่เมื่อเวลาผ่านไปฮาร์ดแวร์ก็มาไกลลดขนาดเพิ่มพลังและทำให้อุปกรณ์เหล่านี้มีความฉลาดมากขึ้น ไม่ใช่เรื่องแปลกที่จะเห็นสวิตช์ที่มีโปรเซสเซอร์ 4 คอร์และ RAM 512 MB หรือมากกว่านั้น แต่สิ่งที่สำคัญที่สุดคือ มีเฟิร์มแวร์ ที่สามารถเข้าถึงได้จากเบราว์เซอร์หรือพอร์ตเฉพาะเพื่อแก้ไขพารามิเตอร์ นี่คือ สวิตช์ที่ได้รับการจัดการ

ความสามารถนี้เป็นสิ่งจำเป็นหรืออย่างน้อยก็เป็นทางเลือกสำหรับคอมพิวเตอร์เหล่านั้นที่นอกเหนือจากการสลับยังมี ความสามารถในการสร้างเครือข่าย VPN, พอร์ตมิเรอร์ (การตรวจสอบพอร์ตหรือ พอร์ต Trunking (การรวมลิงก์) สวิตช์เหล่านี้จะเรียกว่า สวิตช์ระดับ 3 เมื่อพวกเขาสามารถทำฟังก์ชั่น IP routing ได้ นั่นก็คือทำงานที่เลเยอร์ 3 ของแบบจำลอง OSI เพื่อสร้าง VPN หากเราเพิ่ม การควบคุมพอร์ตแบบลอจิคัล กับสิ่งนี้เราจะพูดถึง สวิตช์ระดับ 3 / 4

สวิตช์ PoE

PoE (เพื่อไม่ให้สับสนกับ PPPoE) ย่อมาจาก Power Over Ethernet หรือ Power over Ethernet มันเป็นเทคโนโลยีที่อาจคล้ายกับ USB หรือ Thunderbolt ที่เราทุกคนรู้เพราะนอกจากจะช่วยให้การส่งข้อมูลไปยังไคลเอนต์ - สวิทช์มัน ยังให้พลังงานกับมัน ทำได้โดยตรงผ่านสาย UTP มันขึ้นอยู่กับมาตรฐาน:

• IEEE 802.3af: PoE ที่มีกำลังไฟสูงถึง 15.4W IEEE 802.3at: PoE +: เพิ่มความจุสูงสุด 30W 3bt: uPoE ถึง 51W หรือ 71W

ความจุพลังงานมีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับ การเชื่อมต่อจุดเชื่อมต่อ Wi-Fi, กล้องวงจรปิด IP หรือโทรศัพท์ VoIP นี่คือวิธีที่กล้องส่วนใหญ่ในสถานประกอบการสาธารณะจะถูกป้อน

สวิตช์เดสก์ท็อป, ขอบและลำต้น

Desktop เดสก์ท็อป เป็นพื้นฐานที่สุดของทั้งหมดซึ่งแทบจะไม่เคยได้รับการจัดการเพราะพวกเขามี วัตถุประสงค์เพียงเพื่อขยายเครือข่ายภายในบ้านของเรา โดยไม่มีปัญหาใหญ่ พวกเขาให้บริการระหว่าง 4 และ 8 พอร์ต ที่ 100 Mbps พร้อมฟังก์ชั่น half-duplex และ full-duplex ที่จริงแล้วเราเตอร์ส่วนใหญ่ได้รวมพอร์ตอย่างน้อย 4 หรือ 5 พอร์ตเข้ากับคุณสมบัติเหล่านี้

กลุ่มที่สองคือ สวิตช์ปริมณฑล ซึ่งมีพอร์ตมากกว่าจำนวนมากซึ่งสามารถเข้าถึง 24 หรือ 48 พอร์ต ได้อย่างง่ายดาย สิ่งเหล่านี้ถูกใช้เพื่อสร้างเครือข่ายย่อยขนาดเล็กที่มุ่งเน้นไปที่ห้องคอมพิวเตอร์ของศูนย์การศึกษาห้องปฏิบัติการสำนักงาน ฯลฯ การเชื่อมต่อของคุณ มักจะ 1 Gbps

Trunk switches นอกเหนือจากการนำเสนอพอร์ตเพิ่มเติมจะสามารถจัดการได้และจะนำเสนอฟังก์ชัน OSI Layer 2 และ 3 เพื่อจัดการการสลับแพ็กเก็ตและการกำหนดเส้นทาง ถ้าเรายังเพิ่มความเป็น โมดูล ผ่านตู้แร็คเราอาจมี หลายร้อยพอร์ตที่ ทำงานที่ 1 Gbps หรือแม้แต่ 10 Gbps สำหรับดาต้าเซ็นเตอร์

ความแตกต่างระหว่าง Switch และ HUB

หลังจากเห็นรายละเอียดว่าสวิตช์คืออะไรมันควรจะแตกต่างจากอุปกรณ์เครือข่ายที่เกี่ยวข้อง

สิ่งแรกและชัดเจนที่สุดคือ Hub หรือ hub ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ถือได้ว่าเป็นบรรพบุรุษของ Switch เช่นนี้มันมีแผงควบคุมที่มีพอร์ตจำนวนหนึ่งเพื่อเชื่อมต่อระหว่างโหนดต่าง ๆ ในพอร์ตที่เชื่อมต่อ

ข้อแตกต่างที่สำคัญคือ Hub ไม่สามารถแยกแยะได้ว่าข้อมูลที่ส่งผ่านนั้นถูกส่งไปยังคอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่งหรืออีกเครื่องหนึ่ง อุปกรณ์นี้ถูก จำกัด ให้รับข้อมูลและทำซ้ำสำหรับพอร์ตทั้งหมด โดยไม่คำนึงถึงสิ่งที่คุณเชื่อมต่อกับพวกเขาซึ่งเราเรียกการ ถ่ายทอด

ความแตกต่างระหว่างสวิตช์เราเตอร์และโมเด็ม

ความแตกต่างที่เราต้องทำต่อไปคือสวิตช์กับ เราเตอร์และโมเด็ม และสิ่งนี้จะง่าย ขึ้นอยู่กับระดับ OSI

เรารู้ว่าสวิตช์ทำงานตามธรรมชาติในเลเยอร์ 2 ของโมเดลดาต้าลิงค์เลเยอร์ตั้งแต่ผ่านตาราง MAC มันสามารถส่งแพ็กเก็ตไปยังโฮสต์ปลายทางได้ แม้ว่ามันจะเป็นความจริงว่ามีคอมพิวเตอร์ที่สามารถทำงานได้ในเลเยอร์ 3 และ 4 ด้วยเฟิร์มแวร์ของพวกเขา

แต่ โมเด็มจะทำงานที่เลเยอร์ 1 หรือทางกายภาพ เท่านั้นโดยเฉพาะเพื่อ การแปลงและแปลสัญญาณที่มาจากเครือข่าย ตัวอย่างเช่นอนาล็อกในดิจิตอลไร้สายในไฟฟ้าและแสงในไฟฟ้า

ในที่สุด เราเตอร์ เป็นอุปกรณ์ที่ ทำงานส่วนใหญ่ในเลเยอร์ 3 ซึ่งเป็น เลเยอร์ เครือข่ายเนื่องจากเป็นหน้าที่ ของการกำหนดเส้นทางแพ็คเก็ต และการถ่ายโอนจากเครือข่ายสาธารณะไปยังเครือข่ายภายในที่สร้างขึ้นโดยมัน แต่แน่นอนว่าเราเตอร์ในวันนี้สมบูรณ์มากและ ยังมีฟังก์ชั่น Switch ที่ มีหลายพอร์ตและแม้แต่ฟังก์ชั่นของเลเยอร์ 4 และ 7 ด้วยการสร้าง VPN หรือบริการข้อมูลที่ใช้ร่วมกัน

ข้อสรุปเกี่ยวกับสวิทช์

ในปัจจุบันแทบจะไม่มีใครในพวกเราที่ต้องการสวิตช์เพื่อเชื่อมต่ออุปกรณ์ของเรากับเครือข่ายเนื่องจาก เราเตอร์ในปัจจุบันมีพอร์ตมากถึง 8 พอร์ตสำหรับสิ่งนี้และ Wi-Fi อย่างไรก็ตามพวกเขาเป็นและจะยังคงใช้อย่างต่อเนื่องในศูนย์ข้อมูลศูนย์การศึกษาและอื่น ๆ อีกมากมาย

วิวัฒนาการอันยิ่งใหญ่ที่อุปกรณ์เหล่านี้ต้องขอบคุณด้วยพลังที่เพิ่มขึ้นของฮาร์ดแวร์และความซับซ้อนของเฟิร์มแวร์ทำให้พวกมันเป็นคอมพิวเตอร์จริงในระดับของเราเตอร์

เราปล่อยให้คุณตอนนี้มีบทความเครือข่ายไม่กี่:

คุณเคยเป็นเจ้าของหรือมีสวิตช์ความจุอะไรบ้าง แสดงความคิดเห็นหรือคำถามที่คุณเห็นว่าเหมาะสมในกล่อง