Что означает термин плотность портов для коммутатора ethernet

Плотность портов при выборе коммутатора

При выборе коммутатора обычно обращают внимание на многие параметры: и скорость передачи данных, и количество портов, и возможность стекирования коммутаторов, наличие и скорость аплинк-портов, и прочие вещи.

Мы предлагаем взглянуть на количество портов под несколько другим углом, о котором стоит задуматься, планируя будущий рост вашей сети.

Если вы создаете или обслуживаете сеть с дата-центром крупного предприятия, где портов тысячи, то для вас будет все большее значение будет иметь такое понятие как плотность портов. А именно – речь идет о том, сколько максимально портов на юнит (или на стойку) требуемой скорости передачи можно разместить , с учетом слотов расширений и дополнительных модулей.

Это становится особенно важным с учетом при заранее предполагаемой высокой масштабируемости и потребности в передаче больших объемах данных, если, например, речь идет об использовании bigdata.

Не будете же вы создавать дата-центр компании на обычных коммутаторах серии «для малого бизнеса» на 48 портов по 1 Гбит?

С ростом потребности в портах такое решение быстро выйдет из-под контроля в плане расширения. Это и необходимость увеличения числа стоек под коммутаторы, и проблемы с множественными коммутациями, пропускной способностью аплинков. А с ростом объема данных, с использованием bigdata, гигабитных портов станет недостаточно, и нужны будут 10-Гбитные

С такими соображениями профессиональные решения вроде коммутаторов с 768 портами на 10Гбит уже не кажутся чем-то избыточным. Да, такой коммутатор занимает не 1 юнит, а например, 14 c половиной – но какая плотность портов при требуемой скорости!

Поэтому, планируя решение по коммутации для своего дата-центра в компании – помните о росте потребности в передаче больших объемов данных и соответственно, учитывайте плотность портов требуемой скорости в рассматриваемых вами коммутаторах.

Что означает термин плотность портов для коммутатора ethernet

При выборе коммутатора обычно обращают внимание на многие параметры: и скорость передачи данных, и количество портов, и возможность стекирования коммутаторов, наличие и скорость аплинк-портов, и прочие вещи.

Мы предлагаем взглянуть на количество портов под несколько другим углом, о котором стоит задуматься, планируя будущий рост вашей сети.

Если вы создаете или обслуживаете сеть с дата-центром крупного предприятия, где портов тысячи, то для вас будет все большее значение будет иметь такое понятие как плотность портов. А именно – речь идет о том, сколько максимально портов на юнит (или на стойку) требуемой скорости передачи можно разместить , с учетом слотов расширений и дополнительных модулей.

Это становится особенно важным с учетом при заранее предполагаемой высокой масштабируемости и потребности в передаче больших объемах данных, если, например, речь идет об использовании bigdata.

Не будете же вы создавать дата-центр компании на обычных коммутаторах серии «для малого бизнеса» на 48 портов по 1 Гбит?

С ростом потребности в портах такое решение быстро выйдет из-под контроля в плане расширения. Это и необходимость увеличения числа стоек под коммутаторы, и проблемы с множественными коммутациями, пропускной способностью аплинков. А с ростом объема данных, с использованием bigdata, гигабитных портов станет недостаточно, и нужны будут 10-Гбитные

С такими соображениями профессиональные решения вроде коммутаторов с 768 портами на 10Гбит уже не кажутся чем-то избыточным. Да, такой коммутатор занимает не 1 юнит, а например, 14 c половиной – но какая плотность портов при требуемой скорости!

Поэтому, планируя решение по коммутации для своего дата-центра в компании – помните о росте потребности в передаче больших объемов данных и соответственно, учитывайте плотность портов требуемой скорости в рассматриваемых вами коммутаторах.

Советы по выбору коммутатора или маршрутизатора Cisco

Для развёртывания масштабируемых сетей необходимо иметь базовое представление о сетевом оборудовании Cisco. Большинство моделей хорошо масштабируются вместе с сетью в процессе её увеличения. Поэтому у компании имеются различные серии маршрутизаторов, коммутаторов и прочего оборудования для обеспечения современной архитектуры сети и её требований.

Очень важно выбрать подходящее для текущих требований сети оборудование во время её проектировки с запасом производительности для дальнейшего её роста. Коммутаторы и маршрутизаторы играют критическую роль, особенно в среде предприятия. Поэтому в этой статье мы рассмотрим некоторые из главных критериев, которые помогут правильно выбрать оборудование Cisco для вашей сети (главным образом для корпоративной)

Есть пять категорий коммутаторов для корпоративных сетей

Коммутаторы для кампусных сетей (Campus LAN Switches): Для обеспечения масштабируемости сетевой производительности существуют коммутаторы уровня ядра, распределения, доступа, а также компактные коммутаторы. Разнообразие этих платформ варьируется от простых коммутаторов без кулера с восемью фиксированными портами до блейд-коммутаторов, состоящих из 13 лезвий, поддерживающих сотни портов. Коммутаторы для кампусных сетей включают в себя серии Cisco 2960, 3560, 3750, 3850, 4500, 6500 и 6800.

Коммутаторы с облачным управлением (Cloud—Managed Switches): Коммутаторы доступа с облачным управлением Cisco Meraki позволяют использовать виртуальное стекирование. Они отслеживают и конфигурируют тысячи портов коммутатора по сети без привлечения персонала IT.

Коммутаторы для ЦОД (Data Center Switches): Центр обработки данных должен быть построен из коммутаторов, которые обеспечивают масштабируемость инфраструктуры, непрерывное функционирование и гибкость транспорта данных. Коммутаторы для ЦОД включают в себя серии Cisco Nexus и Cisco Catalyst 6500.

Коммутаторы для поставщиков услуг (Service Provider Switches): Коммутаторы для поставщиков услуг подразделяются на две категории: коммутаторы агрегации и коммутаторы доступа к Ethernet. Коммутаторы агрегации — это Ethernet-свитчи операторского класса, которые агрегируют трафик на границе сети. Коммутаторы доступа к Ethernet включают в себя контроль данных на прикладном уровне, объединённые сервисы, виртуализацию, встроенную безопасность и облегчённое управление.

Виртуальные сети (Virtual Networking): Сети становятся преимущественно виртуализированными. Виртуальные коммутаторы Cisco Nexus обеспечивают безопасные мультиарендные сервисы путём добавления технологии интеллектуальной виртуализации в сеть ЦОД.

Сетевые администраторы должны определить форм-фактор коммутаторов при выборе. Коммутаторы бывают фиксированной конфигурации, модульной, стековой и нестековой.

Коммутаторы фиксированной конфигурации

Коммутаторы модульной конфигурации

Коммутаторы стековой конфигурации

Высота свитча, выраженная в юнитах, также важна при монтировании в стойку. Например, коммутаторы фиксированной конфигурации, показанные на изображении выше, все являются одноюнитовыми.

Помимо этих замечаний также стоит обратить внимание на следующие особенности при выборе коммутаторов:

• Цена: зависит от количества и скорости интерфейсов, поддерживаемых функций и возможностей расширения.
• Плотность портов: Сетевые коммутаторы должны поддерживать соответствующее количество сетевых устройств.
• Питание: Сейчас имеет широкое распространение питание точек доступа, IP-телефонов и даже компактных свитчей по технологии PoE (Power over Ethernet). В добавление к PoE некоторые матричные коммутаторы поддерживают запасные источники питания.
• Надёжность: Коммутатор должен предоставлять непрерывный доступ к сети.
• Скорость портов: Скорость сетевого соединения представляет первостепенное значение для конечного пользователя.
• Кадровый буфер: Способность свитча хранить кадры важна в сети, где могут быть загруженные порты к серверам или другим участкам сети.
• Масштабируемость: Количество пользователей в сети, как правило, растёт со временем, поэтому коммутатор должен предоставлять возможность для расширения сети.

Плотность портов свитча характеризуется количеством портов на одно устройство. Изображения ниже показывают три свитча с разной плотностью портов.

Коммутаторы фиксированной конфигурации обычно поддерживают до 48 портов на одно устройство. Также есть возможность установить в такие коммутаторы дополнительно до четырёх портов для устройств small form—factor pluggable (SFP). Высокая плотность портов позволяет лучше использовать ограниченное пространство и питание. Два 24-портовых свитча смогут поддерживать только 46 устройств, потому что, как минимум, один из портов каждого свитча необходим для его соединения с аплинком. Также необходимы две розетки. А если у вас есть один 48-портовый свитч, вы можете подключить до 47 устройств, так как нужен будет только один порт для соединения с аплинком и только одна розетка.

Свитчи модульной конфигурации обеспечивают очень высокую плотность портов путем добавления дополнительных карт расширения. Например, некоторые коммутаторы Catalyst 6500 поддерживают более 1000 портов.

В больших корпоративных сетях, к которым подключаются тысячи устройств, лучше использовать модульные свитчи с высокой плотностью портов, чтобы более рационально использовать пространство и питание. В противном случае вам потребуется множество коммутаторов с фиксированной конфигурацией. Такое решение потребует большое количество розеток и много свободного места.

Проектировщик сети также должен принимать во внимание проблему «узкого горлышка» аплинка: группа свитчей с фиксированной конфигурацией занимает множество дополнительных портов для агрегации полосы пропускания между свитчами для того, чтобы достигнуть необходимой производительности. С одним модульным свитчем агрегация полосы пропускания является не такой серьезной проблемой, так как плата межсоединений способна обеспечить необходимой полосой пропускания устройства, подключённые к карте расширения портов.

Скорость коммутации – это значение, определяющее скорость обработки информации свитчем за одну секунду. Линейки коммутаторов классифицируются по скорости коммутации.

Скорость коммутации

Свитчи начального уровня имеют скорость коммутации гораздо ниже, чем свитчи корпоративного класса. Скорость коммутации является очень важным показателем при выборе свитча. Если скорость коммутации слишком маленькая, то свитч не сможет обеспечить полную пропускную способность всех его портов. Физическая скорость — это показатель теоретически возможной максимальной скорости работы каждого Ethernet-порта коммутатора. Значения физической скорости могут быть такими: 100 Мбит/сек, 1 Гбит/сек, 10 Гбит/сек или 100 Гб/сек.

Например, типичный 48-портовый гигабитный свитч, функционирующий при полной физической скорости, способен генерировать 48 Гбит трафика в секунду. Но если свитч поддерживает скорость коммутации только 32 Гбит/сек, то все его порты одновременно не смогут работать при полной физической скорости. Однако, свитчи уровня доступа обычно не нуждаются в полной скорости, потому что они физически ограничены аплинком. Это означает, что менее дорогие и менее производительные свитчи могут быть использованы на уровне доступа, а более дорогие высокопроизводительные лучше использовать на уровнях распределения и ядра сети, где от скорости коммутации очень сильно зависит производительность всей системы.

Технология Power over Ethernet (PoE) позволяет коммутатору подавать питание на устройство по кабелю Ethernet. Эта функция обычно используется некоторыми IP-телефонами и беспроводными точками доступа.

Power over Ethernet

РоЕ предоставляет большую гибкость при установке точек доступа и IP-телефонов. С этой технологией их можно установить везде, где есть Ethernet-кабель. Сетевой администратор должен быть уверен, что технология РоЕ необходима, т.к. свитчи, поддерживающие эту технологию, стоят значительно дороже.

Относительно новые серии коммутаторов Cisco Catalyst 2960-C и 3560-C поддерживают проброс РоЕ

Проброс PoE

Проброс РоЕ позволяет сетевому администратору подавать питание на РоЕ-устройства, подключенные к свитчу, и на сам свитч от вышестоящих коммутаторов.

Многоуровневые коммутаторы обычно используются на уровнях ядра и распределения сети. Особенностью многоуровневых свитчей является возможность построения таблицы маршрутизации, поддержка нескольких протоколов маршрутизации и коммутации IP-пакетов со скоростью, близкой к коммутации 2-го уровня. Многоуровневые коммутаторы обычно поддерживают специализированное оборудование такое, как ASIC (Application—Specific Integrated Circuit, интегральная схема специального назначения). ASIC вместе с выделенными структурами программных данных могут выполнять коммутацию IP-пакетов без использования ЦП.

В последнее время стала очень популярна тенденция к чистой маршрутизации 3-го уровня с помощью коммутаторов. Когда коммутаторы впервые использовались в сетях, ни один из них не поддерживал маршрутизацию. Сейчас же почти все поддерживают. Скорее всего, скоро все свитчи будут включать в себя процессор маршрутизации, потому что стоимость такого свитча постепенно уменьшается. В конечном счёте, термин многоуровневый коммутатор станет неактуальным.

Коммутатор Catalyst 2960 наглядно показывает миграцию в среду 3го уровня.

Советы по выбору маршрутизаторов Cisco

Так же, как и коммутаторы, маршрутизаторы выполняют важную функцию на уровнях доступа, распределения и ядра сети. Во многих малых сетях (таких, как сети филиалов) все 3 уровня выполняются на маршрутизаторе.

В корпоративной сети на уровне распределения необходима маршрутизация. Без процесса маршрутизации пакеты не смогут попасть во внешнюю сеть.

Маршрутизаторы играют важную роль в сетевых технологиях, соединяя между собой различные объекты внутри корпоративной сети, предоставляя резервные маршруты и обеспечивая взаимодействие провайдеров в Интернете. Роутеры также могут выступать в роли преобразователей между различными носителями и протоколами, например можно принимать пакеты из сети Ethernet и переинкапсулировать их для передачи в последовательную сеть.

Маршрутизаторы используют целевые IP-адреса для доставки пакетов к соответствующему месту назначения. Роутеры меняют маршрут на альтернативный, если пропадает сетевое соединение или возрастает нагрузка трафика. Все устройства локальной сети имеют назначенный IP-адрес маршрутизатора в своей сетевой конфигурации. Интерфейс роутера является шлюзом по умолчанию.

Маршрутизаторы также выполняют и другие важные функции:

— ограничивают широковещательный трафик в ЛВС

— фильтруют нежелательный трафик с помощью ACL (Access Control Lists – списки контроля доступа)

— связывают между собой географически удалённые локации

— логически группируют пользователей, которым нужны одни и те же сервисы

Для предприятий и провайдеров услуг эффективная маршрутизация и быстрейшее восстановление после сбоев имеет огромное значение.

Существует три категории маршрутизаторов:

• Маршрутизаторы филиала /отделения компании (BranchRouters): Маршрутизаторы отделения компании оптимизируют службы филиалов; с помощью одной платформы они обеспечивают оптимальные прикладные услуги в филиалах и глобальной сети. Для обеспечения максимальной доступности услуг необходимы сети, работающие в круглосуточном режиме. Сети филиалов с высокой доступностью должны обеспечивать быстрое восстановления после мелких сбоев, а также простое управление и лёгкую настройку сети.
• Пограничные маршрутизаторы (NetworkEdgeRouters): Пограничные маршрутизаторы обеспечивают высокопроизводительные, безопасные и надёжные сервисы, объединяющие кампус, ЦОД и сеть филиала. Они предоставляют пользователям высококачественный мультимедиа-контент, а также его интерактивность, персонализацию, мобильность и управление. Сегодня для пользователей очень важно получить доступ к контенту в любое время и в любом месте, с любого устройства, будучи дома, на работе или в пути. Пограничные маршрутизаторы должны предоставлять неограниченные видео- и мобильные сервисы высокого качества.
• Маршрутизаторы уровня провайдера (ServiceProviderRouters): Маршрутизаторы уровня провайдера дифференцируют сервисы и за счёт предоставления комплексных масштабируемых решений увеличивают прибыль. Главные задачи операторов – оптимизировать процессы, уменьшить расходы и улучшить масштабируемость и гибкость. Это позволяет предоставлять интернет-услуги следующего поколения повсеместно. Данные системы служат для улучшения и упрощения эксплуатации сетей дистрибуции услуг.

Сетевым администраторам в среде предприятия нужно иметь возможность поддерживать множество различных роутеров, начиная с малых настольных и заканчивая стоечными блейд-маршрутизаторами. Одним из маршрутизаторов Cisco на рынке сегодня является роутер серии Cisco ISR G2. Как правильно выбрать маршрутизатор Cisco? По данной ссылке вы можете получить больше информации о выборе роутера Cisco ISR G2 Series для вашей сети.

Коммутируемые сети

Современные сети пакетной коммутации обычно строятся на базе коммутаторов (коммутируемые сети), которые имеют 12 — 48 портов (интерфейсов), а некоторые коммутаторы и больше. Если такого количества портов хватает для всех пользователей, то структура сети будет представлена простейшей одноуровневой схемой ( рис. 6.1а).

Современные сети развивающихся предприятий должны быть легко масштабируемыми (расширяемыми), управляемыми и надежными. Подобные задачи наиболее просто решаются в случае использования иерархической топологии сети, модель которой включает несколько уровней иерархии. Сеть среднего предприятия может быть построена по двухуровневой схеме ( рис. 6.1б), которую называют моделью со свернутым ядром. Сети крупных корпораций строятся по трехуровневой схеме ( рис. 6.1в), включающей нижний уровень доступа (Access), средний уровень распределения ( Distribution ) и верхний уровень ядра ( Core ).

На уровне ядра и уровне распределения коммутируемых сетей ( рис. 6.1в) обычно функционируют многоуровневые коммутаторы ( по -другому, коммутаторы 3-го уровня или коммутаторы-маршрутизаторы), которые характеризуются большим количеством портов и высоким быстродействием, как коммутаторы, а также широкими функциональными возможностями, как маршрутизаторы.

На разных уровнях модели сети ( рис. 6.1в) решаются разные задачи, исходя из предъявляемых требований. Иерархическая схема сети легко масштабируется; коммутаторы уровня распределения и ядра, а также их соединения дублируются, что обеспечивает избыточность (резервирование) и повышает надежность сети. Коммутаторы разных уровней могут иметь разное быстродействие , сравнительно низкое на уровне доступа и самое высокое на уровне ядра.

Уровень ядра ( Core layer ) представляет собой быстродействующую магистраль ( backbone ) сети и дает возможность соединения с сетью Интернет через маршрутизатор . Требование высокого быстродействия обусловлено тем, что на этом уровне передается суммарный поток данных всех пользователей. В настоящее время на уровне ядра используются технологии GigabitEthernet, 10 GigabitEthernet, 40 GigabitEthernet и 100 GigabitEthernet. Важным свойством ядра является его избыточность. Резервирование оборудования позволяет обеспечить высокую надежность . Поэтому коммутаторы уровня ядра обычно дублируются (коммутаторы С1, С2 — рис. 6.1в).

Уровень распределения ( Distribution layer ) также характеризуется введением избыточных устройств и соединений для повышения надежности. На этом уровне формируются широковещательные домены, т.е. реализуется управление потоками, что характерно для функций сетевого уровня модели OSI , обеспечивается маршрутизация между виртуальными локальными сетями ( VLAN ). Для повышения безопасности сети на этом уровне реализуется политика безопасности , формируются списки доступа, (см. «Списки контроля доступа» ). В настоящее время на уровне распределения широко используется технология GigabitEthernet и 10 GigabitEthernet. На рис. 6.1в уровень распределения представлен коммутаторами 3-го уровня D1,D2.

Уровень доступа (Access layer ) обеспечивает доступ конечным узлам к сети. Именно на этом уровне часто бывают попытки несанкционированного доступа, поэтому вопросы безопасности портов коммутаторов наиболее актуальны на данном уровне. То есть, на этом уровне модели ( рис. 6.1в) необходимо обеспечить безопасность портов, чтобы не допустить несанкционированное проникновение в сеть . Поскольку пользователей и портов коммутаторов на этом уровне очень много, то коммутаторы обычно не дублируются. Для разграничения потоков и создания широковещательных доменов порты коммутатора приписываются к виртуальным локальным сетям (VLAN). Основными технологиями уровня доступа является FastEthernet и GigabitEthernet. На рис. 6.1в уровень доступа представлен коммутаторами А1 — А4.

Безопасность и управляемость сетей, построенных по иерархической топологии, сравнительно легко реализуются, поскольку на каждом уровне могут решаться свои специфические задачи. Политика информационной безопасности предусматривает обеспечение защиты на всех уровнях модели.

Управление на уровне доступа задает, к каким портам коммутатора может подключаться тот или иной конечный узел , идентификация каждого узла производится по его МАС-адресу. Если конечные узлы неавторизованных пользователей не будут иметь доступа к коммутаторам, то повышается безопасность всей сети.

Кроме того, на уровне доступа могут формироваться виртуальные локальные сети ( VLAN ), позволяющие сегментировать сеть на отдельные широковещательные домены (подсети). Это также повышает безопасность сети, поскольку широковещательные сообщения передаются только в пределах домена и не могут «затопить» всю сеть .

На уровне распределения политика безопасности может предусмотреть использование сетевых фильтров. Следовательно, коммутаторы уровня распределения должны выполнять функции устройств 3-го уровня модели OSI . Поэтому такие коммутаторы и получили название коммутаторов третьего уровня или многоуровневых. Специальное программное обеспечение по защите информации может использоваться на уровне ядра.

Вопросы гарантии качества обслуживания решаются на всех уровнях модели рис. 6.1в. Качество услуг ( Quality of Service — QoS) очень важно обеспечить в мультисервисных сетях, поскольку в них передаются как цифровые данные, так и потоки аудио- и видеоинформации (Рекомендации МСЭ-Т Y.1541). Как правило, на уровне доступа в определенный момент времени коммутатор имеет дело с каким-то одним видом информации (аудио-, видео-, данными). Однако на уровне распределения и ядра коммутируются агрегированные потоки информации, поэтому средства этих уровней должны обеспечивать заданное качество QoS для каждого из передаваемых видов информации. Это реализуется за счет задания разных приоритетов передаваемых сообщений.

Важным вопросом при проектировании сети иерархической модели является место размещения серверов, банков и баз данных, сетевых принтеров. Необходимо минимизировать количество промежуточных устройств (коммутаторов) между пользователем и общесетевым оборудованием, а также оптимизировать пропускную способность соединений, поскольку к серверам и банкам данных может одновременно обращаться множество конечных устройств.

К коммутаторам сетей разной сложности и уровня иерархической структуры предъявляются различные требования, поэтому выпускаются несколько типов коммутаторов:

• с фиксированной конфигурацией;
• с модульной конфигурацией;
• стекируемые (stackable).

Примером современных устройств с фиксированной конфигурацией являются коммутаторы серии Catalyst 2960, которые имеют достаточно много (24 — 48) портов FastEthernetи 2 — 4 порта GigabitEthernet.

Материнская плата ( шасси ) коммутатора модульной конфигурации позволяет монтировать разное количество линейных плат, содержащих порты, по требованию заказчика. Обычно коммутаторы модульной конфигурации являются наиболее дорогостоящими.

Стекируемые коммутаторы с помощью специального кабеля ( special backplane cable ) и разъема на задней панели коммутатора объединяются в единый высокопроизводительный стек . Технология Cisco Stack Wise позволяет объединять до 9 коммутаторов. Стекируемые коммутаторы обычно дешевле модульных при одинаковой производительности.

Форм-факторы отражают характеристики коммутаторов, среди которых наиболее важными являются плотность портов и производительность.

Плотность портов характеризует способность коммутатора поддерживать требуемое количество устройств в сети (компьютеров, серверов, IP-телефонов, сетевых принтеров), для чего требуется определенное количество доступных портов.

Производительность коммутатора определяет количество передаваемых данных в единицу времени через все его порты. Это значение обычно несколько меньше суммы производительностей каждого порта. Порты коммутатора характеризуются определенной скоростью передачи данных, например, широко распространенный коммутатор уровня доступа Catalyst 2960 может иметь 24 порта со скоростью 100 Мбит/си 2 или 4 порта со скоростью 1000 Мбит/с.

Для повышения производительности (пропускной способности) какого либо участка сети в ряде случаев проводят объединение ( агрегирование ) соединений, а также создают транковые соединения, что характерно для всех уровней модели рис. 6.1в. Принцип агрегирования нескольких портов коммутатора для обеспечения требуемой производительности наглядно отображает схема рис. 6.2, когда доступ к серверу может одновременно потребоваться нескольким конечным узлам. Для обеспечения требуемой повышенной производительности соединения сервера с коммутатором объединяются (агрегируются) несколько портов коммутатора.

Скорость передачи данных порта коммутатора определяется двумя техническими характеристиками: скоростью фильтрации и скоростью продвижения. Фильтрация кадров происходит в том случае, когда адресат назначения находится в том же сегменте, что и источник передаваемых данных. При этом нет необходимости передавать кадр через коммутатор , поэтому после приема кадра в буфер и определения адресата назначения коммутатор уничтожает находящийся в буфере кадр , копия которого уже поступила адресату. Сегменты образуются устройствами физического уровня (повторителями, концентраторами). Двухточечное соединение компьютера с интерфейсом коммутатора образует микросегмент.

Продвижение кадров происходит в том случае, когда адресат назначения находится в другом сегменте. Поэтому после приема кадра в буфер и определения адресата назначения коммутатор передает кадр в выходной порт , согласно таблице коммутации. Скорости фильтрации и продвижения задаются в количестве кадров в секунду, при этом используются кадры минимального размера, например, длиной 64 байта. Скорость фильтрации выше скорости продвижения и не ограничивает (не блокирует) производительность коммутатора.

Время с момента прихода первого байта кадра на входной порт и до его появления на выходном порте характеризует задержку передачи. Значение задержки во многом определяется режимом коммутации.

Коммутаторы могут работать в нескольких режимах, при изменении которых меняются задержка и надежность . Для обеспечения максимального быстродействия (минимальной задержки) коммутатор может начинать передачу кадра сразу, как только получит МАС- адрес узла назначения. Такой режим получил название сквозной коммутации или коммутации «на лету» ( cut-through switching ), он обеспечивает наименьшую задержку при прохождении кадров через коммутатор . Однако в этом режиме невозможен контроль ошибок, поскольку поле контрольной суммы находится в конце кадра. Следовательно, этот режим характеризуется низкой надежностью. В данном режиме сеть «засоряется» поврежденными кадрами, что снижает ее производительность .

Во втором режиме коммутатор получает кадр целиком, помещает его в буфер , проверяет поле контрольной суммы ( FCS ) и затем пересылает адресату. Если получен кадр с ошибками, то он отбрасывается (discarded) коммутатором. Поскольку кадр перед отправкой адресату назначения запоминается в буферной памяти, то такой режим коммутации получил название коммутации с промежуточным хранением или буферизацией (store-and- forward switching). Таким образом, в этом режиме обеспечивается высокая надежность , но сравнительно низкая скорость коммутации.

Промежуточное положение между режимами сквозной коммутацией на лету и буферизацией занимает режим коммутации свободного фрагмента. В этом режиме в буфер помещается 64 байта кадра, читаются заголовок кадра, поле данных минимальной длины и контрольная сумма , после этого передается кадр . Проверка контрольной суммы производится только у коротких кадров, в больших кадрах контрольная сумма не проверяется.

Когда используется режим сквозной коммутации на лету, порты устройств источника и назначения должны иметь одинаковую скорость передачи . Такой режим называется симметричной коммутацией. Если скорости не одинаковы, то кадр должен запоминаться (буферизироваться) перед тем, как будет передаваться с другой скоростью. Такой режим называется асимметричной коммутацией, при этом должен использоваться режим с буферизацией. Например, для реализации асимметричного режима коммутации сервер может подключаться к порту GigabitEthernet, а рабочие станции пользователей — к портам FastEthernet ( рис. 6.3).

Для буферизации кадров при асимметричном режиме коммутатор может использовать буферную память портов или общую память коммутатора. Во втором случае требуемый каждому порту объем памяти выделяется динамически, что и позволяет успешно реализовать асимметричную коммутацию.

Современные коммутаторы позволяют передавать напряжение питания на некоторые конечные узлы, например, на видеокамеры, IP-телефоны и др. Такая технология получила название » мощность поверх Ethernet » ( Power over Ethernet — PoE), что добавляет гибкости при построении сетей.

Для создания локальных сетей выпускается широкий спектр коммутаторов, например, Catalyst 2960, 3560, 3750, 4500, 6500 и другие. Они различаются количеством портов, производительностью, функциональными возможностями, ценой. Информацию о них можно найти в Интернете.