Przełącznik sieciowy
Przełącznik sieciowy (angielski switch ) jest urządzeniem, które łączy segmenty sieci (kable światłowodowe) w sieci komputerowej i telekomunikacyjnej i mogą tworzyć wirtualne obwody . Przełączanie jest jednym z dwóch trybów transportu ramek w sieciach komputerowych i komunikacyjnych, drugim jest routing . W sieciach lokalnych (LAN) jest to zwykle przypadek z wieloma portami RJ45 (od 4 do kilkuset), więc ma taki sam wygląd jak koncentrator (hub). Istnieją również włącza do wszystkich typów punkt-punkt w sieci, takich jak ATM sieci , Frame Relay , etc.
Zasada realizacji
W przeciwieństwie do koncentratora przełącznik nie odtwarza na wszystkich portach każdej odbieranej ramki : wie, jak określić, na który port ma wysłać ramkę, zgodnie z adresem docelowym tej ramki. Przełączniki są często używane jako zamiennik koncentratorów, ponieważ zajmują mniej miejsca w sieci. W przypadku sieci IP / Ethernet , przełącznik nie jest zainteresowany tą samą warstwą OSI co router , do kierowania danych używa odpowiednio adresów MAC i adresów IP . Konkretnie, dla adresu, który może być częściowo znany, ramka jest zawsze wysyłana na tym samym porcie, niezależnie od stanu ruchu, po wypełnieniu jego tablic routingu i komunikacji. Z drugiej strony router stara się określić najlepszą trasę, prawdopodobnie generuje mniejszy ruch w dużych sieciach.
Często zdarza się, że przełącznik integruje, na przykład, protokół Spanning Tree, który można znaleźć w mostach . Przełącznik jest często postrzegany w sposób redukcyjny jako wieloportowy most.
Operacja
Przy sporządzaniu przełącznika i utrzymuje tablicę, w przypadku przełącznika sieciowego Ethernet to jest tabela z adresami MAC , który mówi mu o tym, co porty prowadzić ramek dla danego adresu MAC, w zależności od źródłowych adresów MAC ramek odebranych na każdym porcie . Dlatego przełącznik dynamicznie konstruuje tabelę, która łączy numer portu i adresy MAC.
Po odebraniu ramki przeznaczonej dla adresu znajdującego się w tej tabeli, przełącznik wysyła ramkę z powrotem do odpowiedniego portu. Jeśli port docelowy jest taki sam jak port nadajnika, ramka nie jest przesyłana. Jeśli adres odbiorcy jest nieznany w tabeli, ramka jest traktowana jako broadcast , czyli jest przesyłana do wszystkich portów przełącznika poza portem send.
Przełącznik warstwy 2 jest podobny do koncentratora , ponieważ udostępnia pojedynczą domenę rozgłoszeniową . W przeciwieństwie do tego, każdy port ma własną domenę kolizyjną . Przełącznik wykorzystuje mikrosegmentację do dzielenia domen kolizyjnych, po jednej na połączony segment. Zatem tylko interfejsy sieciowe bezpośrednio połączone łączem typu punkt-punkt żądają nośnika. Jeśli przełącznik, do którego jest podłączony, obsługuje pełny dupleks , domena kolizyjna jest eliminowana.
Metody transmisji
Istnieją cztery metody transmisji pakietów:
-
tryb bezpośredni ( przecięcie ): przełącznik po prostu odczytuje adres sprzętowy i przesyła go bez zmian. Za pomocą tej metody nie jest wykonywane wykrywanie błędów;
-
tryb odroczony ( store and forward ): przełącznik buforuje i najczęściej wykonuje operację sumy kontrolnej na każdej ramce przed jej wysłaniem;
-
fragment free : pakiety są przesyłane ze stałą szybkością, co pozwala na uproszczone wykrywanie błędów. Jest to kompromis między poprzednimi metodami;
-
przełączanie automatyczne (en) ( przełączanie adaptacyjne ) na podstawie wykrytych błędów, przełącznik automatycznie wybiera jeden z trzech poprzednich przykładów wykonania.
Te cztery metody transmisji są używane zgodnie z określonymi kryteriami.
Dodatkowe funkcje
-
Simple Network Management Protocol (SNMP): używany do odpytywania zdalnego sprzętu sieciowego. Jest to protokół nadzoru sieci, który umożliwia tylko odpytywanie sprzętu sieciowego w celu uzyskania pomiarów, które sprzęt ten wykonał wcześniej;
-
SMON : Switch Monitoring , opisany w RFC 2613, protokół do kontrolowania operacji, takich jak replikacja portów;
-
Mostkowanie najkrótszej ścieżki (SPB): określone przez standard IEEE 802.1aq ;
-
Protokół drzewa opinającego (STP): pozwala uniknąć pętli w sieci połączonych ze sobą przełączników;
-
Konfigurowalne wirtualne sieci lokalne (VLAN);
-
dot1q : przejście kilku sieci VLAN na tym samym łączu;
-
Agregacja łączy w celu zwiększenia przepustowości między dwoma punktami;
-
Link Aggregation Control Protocol (LACP): dynamiczna agregacja łączy;
-
IGMP snooping i MLD snooping : optymalizacja emisji multicast ;
-
IGMP, zapytań : identyfikacjaczynnych multiemisji grup;
-
dot1x : uwierzytelnianie stacji roboczej;
-
QoS : zróżnicowane traktowanie ramek;
-
Dublowanie portów ( dublowanie portów ): ruch replikacji na porcie lub sieci VLAN do innego portu;
-
Ramka Jumbo, która zwiększa rozmiar ramek do 9000 bajtów i więcej;
-
Kontrola przepływu : umożliwia uniknięcie nasycenia urządzenia, które może odbierać zbyt duży przepływ informacji;
-
Bezpieczne porty : bezpieczne porty, dla których wymienione są urządzenia upoważnione do komunikacji przez te porty. Przełącznik będzie przepuszczał przez bezpieczny port tylko pakiety przeznaczone dla autoryzowanych adresów;
-
Filtrowanie według adresu MAC : autoryzuje dostęp tylko do urządzeń zidentyfikowanych na podstawie ich adresu MAC;
-
Przełącznik stosowy ( przełącznik stosowy ) można powiązać z innym przełącznikiem w celu utworzenia pojedynczego przełącznika logicznego.
Obawy dotyczące bezpieczeństwa
Istnieje kilka sposobów na szpiegowanie innego komputera w sieci bez współpracy przełącznika:
-
ARP spoofing : oszukuje docelowy komputer użytkownika, używając własnego adresu MAC zamiast adresu bramy sieciowej lub korzystając z trybu transmisji rozgłoszeniowej .
-
MAC flooding : przeciąża przełącznik z tysięcy adresów MAC tak, że wpada failopen trybie. Ten ostatni zachowuje się wtedy jak prosty koncentrator i rozsyła ramki do wszystkich stacji w sieci. Ten problem został wykryty i naprawiony w większości najnowszych przełączników. W przypadku starszych, aktualizacja oprogramowania powinna zapobiec temu chaotycznemu zachowaniu.
Rodzaje przełączników
Przełącznik łączy kanał Ethernet , Token Ring , ATM , Frame Relay lub innych sieciach pakietowych segmenty warstwy 2 w modelu OSI . Wyróżniamy następujące kategorie:
Uwagi i referencje
-
Jak wybrać przełącznik? , na compufirst.com, dostęp 24 października 2016 r.
-
(w) Request for Comments n ° 2613 .
Zobacz również
Powiązane artykuły
Linki zewnętrzne