Організація комп’ютерної мережі неможлива без такого пристрою як світч або подібного йому мережевого обладнання. Існують різні мережеві пристрої, за допомогою яких стає можливим формування локальної мережі, організація доступу в Інтернет для декількох комп’ютерів та інші завдання мережевої комутації. Найбільш популярні з таких пристроїв – це хаб, роутер і світч. Не всі знають, як налаштувати такого роду пристрої, щоб робота була більш комфортною.
Мережевий комутатор необхідний для створення комп’ютерної мережі.
Якщо роутер (маршрутизатор) служить для з’єднання різних мереж і маршрутизації, то хаб і світч – для об’єднання різних вузлів в єдину мережу. Вигідна відмінність світча (комутатора) від хаба (концентратора) в тому, що в першому пакети даних передаються строго за адресою на вказаний вузол, а не транслюються на всі пристрої мережі. Таким чином, за допомогою світча реалізується пряма адресна передача даних між двома вузлами мережі, при цьому мережевий ресурс використовуються максимально ефективно. З цієї причини в даний момент концентратори практично ніде не використовуються, вони були витіснені більш продуктивними і безпечними комутаторами.
Основи роботи світча
Малюнок 1. Схема роботи світча.
Отже, мережевий комутатор, він же світч або свіч («switch» – перемикач), це вид мережевого обладнання, що з’єднує певну кількість вузлів (комп’ютерів) в єдиний сегмент обчислювальної мережі і здійснює пакетну передачу інформації і даних між готельними елементами цієї мережі.
Світч має в розпорядженні декілька портів – роз’ємів, у які підключаються комп’ютери і інші мережеві вузли, обладнання і т. д. Зв’язок між портом і вузлом здійснюється з використанням обжатого кабелю, так званої витої пари.
Для такого пристрою як світч 8 портів це норма, але зустрічаються і більш значні цифри аж до 48 і навіть 96. (РИС. 1) В рамках моделі OSI цей пристрій функціонує на рівні каналу, тому, як правило, лише об’єднує інші пристрої в один сегмент мережі, орієнтуючись на їх ідентифікаційні MAC-адреси.
Об’єднати декілька окремих мереж стандартний світч не може. Для маршрутизації на рівні мереж, наприклад, для організації доступу в інтернет на декількох комп’ютерах, що є прикладом включення локальної мережі в глобальну, необхідний маршрутизатор або ж світч роутер.
Таким чином, у спільній ієрархії OSI комутатор займає проміжне ланка між концентратором і маршрутизатором:
Структура MAC-адреси.
Робота комутатора побудована наступним чином. У пам’яті пристрою зберігається віртуальна таблиця відповідностей між MAC-адресами і портами світча.
Адреса MAC (Media Access Control – управління доступом до середовища), він же Hardware Address – це спеціальний ідентифікатор, який присвоюється кожному активному елементу або вузла в мережі, причому для кожного з них він унікальний.
У момент відразу після включення комутатора його MAC-таблиця ще порожня і її необхідно заповнити, тому світч входить в режим первинного навчання.
Особливість цього режиму в тому, що дані, що надійшли на будь-який з портів, як і в концентраторі, передаються всім підключеним до пристрою вузлів у сукупності.
Настройка параметрів світча.
Шляхом аналізу пакетів даних визначається MAC-адресу пристрою-відправника, потім ця адреса прив’язується до номера конкретного порту, з якого ці дані були відправлені. Таким чином, з’ясовується, до якого порту під’єднано той чи інший елемент мережі, потім ці дані заносяться в таблицю.
Тепер при надходженні даних на будь з портів світча пакети, адресовані сайту, наявного в цій таблиці, будуть спрямовані на конкретний порт, відповідний до цього сайту, а не транслюватися на всі інтерфейси відразу, як це відбувається в концентраторі.
Якщо ж в відправлених даних міститься невідомий адресу одержувача, відсутній у таблиці, створюються дублікати пакетів і відправляються на всі інтерфейси.
Паралельно з цим нові незнайомі адреси відправників продовжують записуватися в таблицю.
Згодом світч поступово заповнює свою маршрутну таблицю, включаючи в неї всі зв’язки між зовнішніми комп’ютерами і власними інтерфейсами, завдяки чому відбувається локалізація трафіку.
Основні типи комутаторів
Малюнок 2. Орієнтовна схема підключення світча через модем.
Найпростіший мережевий комутатор – це некерований. Такий світч хоч і може бути налаштованим безпосередньо, але він не має підтримки мережних протоколів управління. Різниця між керованим і некерованим комутатором в тому, що завдяки підтримці простого протоколу мережевого менеджменту SNMP керований світч дозволяє по мережі за допомогою спеціалізованих програм віддалено здійснювати себе і управляти своєю роботою.
Керований комутатор найбільш часто встановлюється у ділянках мережі з ускладненою топологією, де вимагається особливо ретельний контроль. Найбільш характерні задачі, що виконуються такими пристроями:
- моніторинг мережевого трафіку;
- управління конфігурацією інтерфейсів (портів);
- організація віртуальних мереж (VLAN);
- об’єднання групи каналів.
Керовані світчі особливі тим, що здатні забезпечити широкий спектр функціонування як на канальному, так і на мережевому рівні. Доступ до управління таким комутатором можна отримати через спеціальний Web-інтерфейс, а також за допомогою командного рядка або різних протоколів (SNMP, Telnet). Крім усього іншого світч може використовувати різні методи комутації, різниця між якими зумовлена часом і надійністю передачі інформації:
Порядок розташування проводів при обтисканні” кабелю “вита пара”.
Такий типу світча рідко використовується в домашніх умовах, т. к. призначений насамперед для комутації великих і складних структур таких, як мережі інтернет провайдерів, корпоративні локальні мережі, центри технічної підтримки клієнтів і т. д.
Прикладом такого пристрою є гігабітний світч TL-SG2424 на 24 порти фірми TP-Link, що володіє масою корисних функцій, серед яких: захист від мережевого шторму і розподілених атак, розширена пріоритезація даних QoS, висока швидкість роботи портів до 1 Гбіт/с та інші.
Як зробити налаштування світча і створити свою мережу
Припустимо, ви вирішили створити локальну мережу з декількох комп’ютерів у вашому будинку і для цієї мети вибрали мережевий комутатор. Перед тим, як налаштувати світч і здійснити конфігурацію мережі, її потрібно розгорнути на фізичному рівні, тобто забезпечити зв’язок кожного комп’ютера з комутатором за допомогою мережевого кабелю. Всі з’єднання між вузлами виробляються з допомогою патч-корду – мережевого комутаційного кабель на основі витої пари.
Малюнок 3. Орієнтовна схема підключення світча без модему.
Такий кабель можна зробити і самому, але краще купити в магазині. Є два способи, як підключити світч для його налаштування, залежно від наявності відповідних інтерфейсів: через спеціальний консольний порт, через який проводиться в основному лише первинна настройка світча, або через більш універсальний Ethernet порт.
У другому випадку для отримання доступу до конфігурації потрібно ввести IP-адресу, зазначений у документації до пристрою.
Підключення до консольному порту не витрачає смугу пропускання комутатора, в чому є певна перевага. Для безпосередньої установки світча за допомогою цього способу потрібно запустити емулятор терміналу VT100 (підійде і стандартний HyperTerminal).
Параметри підключення вибираються відповідно до документації. Після з’єднання вводиться ім’я користувача і пароль.
Настроювання здійснюється шляхом введення команд і параметрів, які залежать від конкретної моделі пристрою і повинні бути вказані в документації.
Вихід в інтернет через світч
Наступним кроком після створення мережі і налаштування комутатора є забезпечення всіх комп’ютерів цієї мережі доступу в інтернет. Маючи в наявності світч, можна зробити це швидко, просто і вигідно, без додаткового підключення до провайдера окремо кожного комп’ютера, навіть якщо інтернет підведений лише одним кабелем. У разі, коли надана послуга інтернет провайдером стаціонарного телефонного зв’язку, доступ до всесвітньої павутини здійснюється за допомогою ADSL-модему, найбільш поширені моделі якого не мають більше одного порту Ethernet. Відповідно, підключити до нього можна тільки один комп’ютер. Для вирішення цієї проблеми не обов’язково купувати дорогий маршрутизатор з вбудованим комутатором, цілком достатньо звичайного світча. Орієнтовна схема підключення зображена на малюнку. (РИС. 2)
З схеми видно, ADSL-модем підключається не до комп’ютера, а безпосередньо до комутатора. До нього приєднані всі комп’ютери локальної мережі. Дуже важливий момент тут – це правильна настройка світча і параметрів з’єднання комп’ютерів. У кожного пристрою, включаючи модем, повинен бути свій IP адреса всередині єдиної підмережі, вони не повинні повторюватися.
При цьому кожен комп’ютер мережі повинен посилатися на модем, оскільки він є шлюзом для доступу в інтернет.
Для цього в поля Шлюз і DNS налаштувань мережевого з’єднання необхідно вписати той IP, який призначений модему.(РИС. 3)
У випадку з підключенням FTTB, при якому комутаційний кабель (патч-корд) провайдера включається безпосередньо до Ethernet порт комп’ютера, або модем включений у режим прозорого моста, схема і параметри дещо спрощується. Це видно на малюнку вище. Шлюз і DNS вказувати немає необхідності, мережа повинна працювати без них або за допомогою автоматичної конфігурації по DHCP.
