Switch sieciowy. Co to za urządzenie i do czego służy?

Przełączniki sieciowe, które są od lat popularne w biurach i centrach informatycznych, znajdują coraz szersze zastosowanie także w naszych domach. Wynika to z faktu, że używamy coraz większej liczby urządzeń, które do optymalnego działania wymagają stabilnego, wewnątrzdomowego połączenia sieciowego.

Zarówno w domu, jak i w firmie dobrze i sprawnie funkcjonująca sieć lokalna to w dzisiejszych czasach podstawa. Switch – odpowiednio skonfigurowany i dobrany jest sprzętem, który takie harmonijne współdziałanie sieci z różnymi urządzeniami może nam zapewnić.

Switch. Co to jest?

Switch, nazywany też jak wcześniej wspomniałem „przełącznikiem sieciowym”, to zaawansowane urządzenie, które dba o to, by połączenie wszystkich sprzętów znajdujących się naszej sieci wewnętrznej, odbywało się pod kontrolą i bez zakłóceń. W największym skrócie można powiedzieć, że switch zarządza ruchem internetowym (pakietowym) w sieci lokalnej. Odpowiada tym samym za komunikację urządzeń między sobą. Dzięki zastosowaniu switcha urządzenia te nie muszą się łączyć bezpośrednio między sobą.

Przełącznik sieciowy w możemy z powodzeniem użyć do stworzenia sprawnie funkcjonującej sieci komputerowej w domu i biurze, sieci nadzoru, a także poprawy wydajności już działającego LAN.

Do switcha możemy podłączyć zarówno komputery, routery, drukarki, skanery, jak i inne urządzenia, które do pracy i działania potrzebują łączności z internetem.

Z wyglądu switch przypomina niewielkie pudełko (podobne do routera, dlatego czasem, przez mniej doświadczonych użytkowników bywa z nim mylony). To, co go wyróżnia już na pierwszy rzut oka, to większa liczba portów sieciowych, która w najbardziej zaawansowanych przełącznikach może wynosić nawet kilkadziesiąt.

Czym różni się router od switcha?

Podstawowa różnica między routerem a switchem wynika z odmiennego sposobu działania obu urządzeń. Switch zwykle posiada wiele gniazd LAN i umożliwia przesyłanie danych na podstawie listy zapamiętanych adresów fizycznych MAC. Tymczasem router przesyła dane, analizując adresy IP urządzenia źródłowego i docelowego.

Na ogół każdy przełącznik umożliwia połączenie kilku urządzeń w wewnętrzną sieć LAN. Switcha nie podłączamy jednak do internetu a właśnie do routera, tworząc coś w rodzaju kolejnej warstwy sieci. Większość dostępnych na rynku routerów ma wbudowane switche, ale posiadają one zwykle jedno, dwa gniazda sieciowe. Podłączenie przełącznika do routera pozwala więc na znaczne rozbudowanie sieci.  

Jak działa switch?

Switche sieciowe operują na pakietach danych, czyli porcjach informacji przesyłanych z jednego urządzenia do drugiego. Maksymalny rozmiar takiego pakietu to 64 KB. Takie pakiety posiadają swoje ramki, zawierające ich dane identyfikacyjne. Z ramek tych switch odczytuje fizyczne adresy MAC odbiorców oraz nadawców.

Gdy przełącznik uzyska już adresy, jest w stanie przeszukać własną tablicę skojarzonych adresów i – jeśli znajdzie ten przez wskazany – jest w stanie przekazać cały pakiet do tego portu LAN. Jeśli w tablicy skojarzonych adresów takowego nie znajdzie, pakiet jest rozsyłany do wszystkich portów (poza tym, z którego nadszedł). Pozwala to na sprawne zarządzanie ruchem w sieci z dowolnego miejsca – dzięki temu można znacznie efektywniej wykorzystywać posiadane zasoby. Przełączniki sieciowe potrafią działać na kilku warstwach sieci i podsieci. Im bardziej zaawansowany switch, tym więcej możliwości rozbudowy i konfiguracji sieci.

Panel typowego switcha

Rodzaje przełączników sieciowych

Przełączniki sieciowe nie są urządzeniami jednakowymi. Funkcjonuje kilka różnych rodzajów switchy. Najważniejsze z nich to:

Przełączniki zwykłe (niezarządzalne, Plug and Play). To najbardziej podstawowy rodzaj switcha, który oferuje operowanie jedynie na drugiej warstwie sieci. Tego typu urządzenia są bezobsługowe i niekonfigurowalne – potrafią samodzielnie rozpoznać podłączone urządzenia. Najlepiej sprawdzają się w sytuacji, gdy do jednej sieci jesteśmy zmuszeni podłączyć wiele niezależnie od siebie działających komputerów – np. sala w biurze czy kawiarenka internetowa.

Przełączniki inteligentne. Tego typu switche wyróżnia możliwość podstawowej konfiguracji ustawień sieciowych. Dzięki takim urządzeniom będziemy w stanie zarządzać podstawowymi parametrami sieci, kontrolować przydział zasobów i przedziały. Z reguły tego typu urządzenia posiadają już większą liczbę portów Ethernet i oferują lepszą przepustowość danych.

Przełączniki zarządzane. To najbardziej zaawansowana (i jednocześnie najbardziej kosztowna) forma switchy sieciowych. Dzięki nim zarządca sieci może szczegółowo regulować przedziały oraz ruch danych pomiędzy precyzyjnie wskazanymi urządzeniami. Taki przełącznik, poza dostępem do pełnej konfiguracji pozwala także na sporządzanie dokładnych raportów dotyczących ruchu w naszej sieci. Switche zarządzane oferują przy okazji najlepszą możliwą warstwę ochrony przed atakami z zewnątrz oraz wszelkimi próbami przejęcia danych. Switche zarządzane są w stanie tak precyzyjnie ustawiać ruch sieciowy, że zapewniają maksymalną wydajność wszystkim podłączonym do niej urządzeniom.

Wyposażenie i ważne cechy switcha

Porty miedziane – tego typu porty znajdziemy na wyposażeniu każdego przełącznika. Do tego typu portów podpinane są urządzenia w budowanej sieci. Podłączamy je za pomocą klasycznych przewodów internetowych ze złączem RJ45.

Porty optyczne – służą do podłączania przewodów światłowodowych. Są wydajniejsze niż klasyczne kable internetowe (oferują znacznie wyższe prędkości transferu danych).

Porty SFP – umożliwiają podpięcie specjalnych wkładek, które z kolei pozwalają na dołożenie różnych rodzajów złącz.

Zasilacz – te największe urządzenia można podłączać bezpośrednio do gniazdek 230 V, z kolei te bardziej kompaktowe wymagają osobnych zasilaczy. W sprzedaży znajdziemy modele zasilane prądem 24 i 48 V. Część z nich ma własną przetwornicę, która pozwala na pracę przy napięciach w zakresie od 12 do 48 V.

Wentylator – większe switche mają często wbudowany wentylator – wynika to z faktu, iż intensywnie pracujące urządzenie tego typu dość mocno się nagrzewa.

Do najważniejszych cech każdego switcha (warto na nie zwrócić uwagę przed zakupem) należą:

• liczba portów (im więcej, tym lepiej)
• rodzaje portów
• przepustowość łączy (im wyższa, tym lepiej)
• wydajność (prędkość przełączania powinna odpowiadać dwukrotności sumy prędkości wszystkich dostępnych portów)
• sposób montażu – są przełączniki wolnostojące (najlepsze do domu), takie, które zamontujemy na ścianie oraz te, które kształtem dopasowane są do montażu w specjalnej szafie RACK.

Tomasz Sławiński