Switch merupakan salah satu perangkat terpenting yang digunakan dalam membangun jaringan lokal. Pada artikel ini kita akan membahas tentang apa itu switch dan fokus pada karakteristik penting yang perlu dipertimbangkan saat memilih switch jaringan lokal.

Pertama, mari kita lihat diagram blok umum untuk memahami tempat yang ditempati switch di jaringan lokal perusahaan.

Gambar di atas menunjukkan diagram blok paling umum dari jaringan lokal kecil. Biasanya, sakelar akses digunakan di jaringan lokal tersebut.

Sakelar akses terhubung langsung ke pengguna akhir, memberi mereka akses ke sumber daya jaringan lokal.

Namun, dalam jaringan lokal besar, switch melakukan fungsi berikut:

Tingkat akses jaringan. Seperti disebutkan di atas, sakelar akses menyediakan titik koneksi untuk perangkat pengguna akhir. Dalam jaringan lokal yang besar, frame saklar akses tidak berkomunikasi satu sama lain, namun ditransmisikan melalui saklar distribusi.

Tingkat distribusi. Switch pada lapisan ini meneruskan lalu lintas antar switch akses, namun tidak berinteraksi dengan pengguna akhir.

Tingkat kernel sistem. Perangkat jenis ini menggabungkan saluran transmisi data dari sakelar tingkat distribusi di jaringan lokal teritorial besar dan menyediakan peralihan aliran data dengan kecepatan sangat tinggi.

Sakelar adalah:

Sakelar yang tidak dikelola. Ini adalah perangkat biasa yang berdiri sendiri di jaringan lokal yang mengelola transfer data secara mandiri dan tidak memiliki kemungkinan konfigurasi tambahan. Karena kemudahan pemasangan dan harganya yang murah, mereka banyak digunakan untuk pemasangan di rumah dan usaha kecil.

Sakelar Terkelola. Perangkat yang lebih canggih dan mahal. Mereka memungkinkan administrator jaringan untuk mengkonfigurasinya secara mandiri untuk tugas-tugas tertentu.

Sakelar terkelola dapat dikonfigurasi dengan salah satu cara berikut:

Melalui port konsol Melalui antarmuka WEB

Melalui Telnet Melalui protokol SNMP

Melalui SSH

Beralih level

Semua sakelar dapat dibagi ke dalam level model OSI . Semakin tinggi level ini, semakin besar kemampuan yang dimiliki switch tersebut, namun biayanya akan jauh lebih tinggi.

Sakelar lapisan 1. Level ini mencakup hub, repeater, dan perangkat lain yang beroperasi pada level fisik. Perangkat ini hadir pada awal perkembangan Internet dan saat ini tidak digunakan di jaringan lokal. Setelah menerima sinyal, perangkat jenis ini hanya meneruskannya ke semua port kecuali port pengirim

Sakelar lapisan 22) . Tingkat ini mencakup sakelar yang tidak dikelola dan beberapa sakelar yang dikelola ( mengalihkan ) bekerja pada level tautan model OSI . Switch tingkat kedua bekerja dengan frame – frame : aliran data yang dibagi menjadi beberapa bagian. Setelah menerima frame, switch layer 2 membaca alamat pengirim dari frame dan memasukkannya ke dalam tabelnya MAC alamat, mencocokkan alamat ini dengan port tempat ia menerima frame ini. Berkat pendekatan ini, Layer 2 mengalihkan meneruskan data hanya ke port tujuan, tanpa menimbulkan lalu lintas berlebih di port lain. Sakelar lapisan 2 tidak mengerti AKU P alamat yang terletak di tingkat jaringan ketiga model OSI dan hanya bekerja pada tingkat tautan.

Sakelar lapisan 2 mendukung protokol paling umum seperti:

IEEE 802.1 Q atau VLAN jaringan lokal virtual. Protokol ini memungkinkan Anda membuat jaringan logis terpisah dalam jaringan fisik yang sama.

Misalnya, perangkat yang terhubung ke sakelar yang sama, tetapi letaknya berbeda VLAN tidak akan melihat satu sama lain dan hanya dapat mengirimkan data di domain siarannya sendiri (perangkat dari VLAN yang sama). Di antara mereka sendiri, komputer pada gambar di atas akan dapat mengirimkan data menggunakan perangkat yang beroperasi pada level ketiga AKU P alamat: router.

IEEE 802.1p (Tag prioritas ). Protokol ini secara asli ada dalam protokol IEEE 802.1q dan merupakan bidang 3-bit dari 0 hingga 7. Protokol ini memungkinkan Anda menandai dan mengurutkan semua lalu lintas berdasarkan kepentingannya dengan menetapkan prioritas (prioritas maksimum 7). Frame dengan prioritas lebih tinggi akan diteruskan terlebih dahulu.

Protokol pohon spanning (STP) IEEE 802.1d.Protokol ini membangun jaringan lokal dalam bentuk struktur pohon untuk menghindari loop jaringan dan mencegah terbentuknya badai jaringan.

Katakanlah jaringan lokal dipasang dalam bentuk cincin untuk meningkatkan toleransi kesalahan sistem. Switch dengan prioritas tertinggi dalam jaringan dipilih sebagai switch root.Pada contoh di atas, SW3 adalah root. Tanpa mempelajari algoritma eksekusi protokol, switch menghitung jalur dengan biaya maksimum dan memblokirnya. Misalnya, dalam kasus kami, jalur terpendek dari SW3 ke SW1 dan SW2 akan melalui antarmuka khusus (DP) Fa 0/1 dan Fa 0/2. Dalam hal ini, harga jalur default untuk antarmuka 100 Mbit/s adalah 19. Antarmuka Fa 0/1 dari sakelar jaringan lokal SW1 diblokir karena total harga jalur akan menjadi jumlah dari dua transisi antara antarmuka 100 Mbit/s 19+19=38.

Jika jalur kerja rusak, sakelar akan menghitung ulang jalur dan membuka blokir port ini

IEEE 802.1w Protokol pohon rentang cepat (RSTP).Standar 802.1 yang ditingkatkan D , yang memiliki stabilitas lebih tinggi dan waktu pemulihan jalur komunikasi lebih pendek.

IEEE 802.1s Beberapa protokol pohon rentang.Versi terbaru, dengan mempertimbangkan segala kekurangan protokol STP dan RSTP.

Agregasi tautan IEEE 802.3ad untuk tautan paralel.Protokol ini memungkinkan Anda untuk menggabungkan port ke dalam grup. Kecepatan total port agregasi tertentu akan menjadi jumlah kecepatan masing-masing port di dalamnya.Kecepatan maksimum ditentukan oleh standar IEEE 802.3ad dan 8 Gbit/s.

Sakelar lapisan 33) . Perangkat ini juga disebut multiswitch karena menggabungkan kemampuan sakelar yang beroperasi di tingkat kedua dan router yang beroperasi dengannya AKU P paket di tingkat ketiga.Sakelar lapisan 3 sepenuhnya mendukung semua fitur dan standar sakelar lapisan 2. Perangkat jaringan dapat diakses menggunakan alamat IP. Sakelar lapisan 3 mendukung pembentukan berbagai koneksi: l 2 tp, pptp, pppoe, vpn, dll.

Sakelar lapisan 4 4) . Perangkat level L4 yang beroperasi pada model lapisan transport OSI . Bertanggung jawab untuk memastikan keandalan transmisi data. Switch ini, berdasarkan informasi dari header paket, dapat memahami bahwa lalu lintas milik aplikasi yang berbeda dan membuat keputusan tentang pengalihan lalu lintas tersebut berdasarkan informasi ini. Nama perangkat tersebut tidak ditetapkan; terkadang disebut sakelar pintar, atau sakelar L4.

Karakteristik utama sakelar

Jumlah port. Saat ini terdapat switch dengan jumlah port dari 5 hingga 48. Jumlah perangkat jaringan yang dapat dihubungkan ke switch tertentu bergantung pada parameter ini.

Misalnya, ketika membangun jaringan lokal kecil yang terdiri dari 15 komputer, kita memerlukan sakelar dengan 16 port: 15 untuk menghubungkan perangkat akhir dan satu untuk memasang dan menghubungkan router untuk mengakses Internet.

Kecepatan transfer data. Ini adalah kecepatan di mana setiap port switch beroperasi. Biasanya kecepatan ditentukan sebagai berikut: 10/100/1000 Mbit/s. Kecepatan port ditentukan selama negosiasi otomatis dengan perangkat akhir. Pada sakelar terkelola, parameter ini dapat dikonfigurasi secara manual.

Misalnya : Perangkat klien PC dengan kartu jaringan 1 Gbps terhubung ke port switch dengan kecepatan operasi 10/100 Mbps C . Sebagai hasil dari negosiasi otomatis, perangkat setuju untuk menggunakan kecepatan maksimum 100 Mbps.

Negosiasi port otomatis di antara Penuh – dupleks dan setengah – dupleks. Penuh – dupleks: Transfer data dilakukan secara bersamaan dalam dua arah. Setengah dupleks Transmisi data dilakukan mula-mula dalam satu arah, kemudian ke arah lain secara berurutan.

Bandwidth jaringan internal. Parameter ini menunjukkan kecepatan keseluruhan di mana switch dapat memproses data dari semua port.

Misal: pada jaringan lokal terdapat switch dengan 5 port yang beroperasi pada kecepatan 10/100 Mbit/s. Dalam spesifikasi teknis, parameter matriks switching adalah 1 Gbit/ C . Artinya setiap port masuk Dupleks penuh dapat beroperasi pada kecepatan 200 Mbit/ C (Penerimaan 100 Mbit/dtk dan transmisi 100 Mbit/dtk). Misalkan parameter matriks switching ini lebih kecil dari yang ditentukan. Ini berarti bahwa selama beban puncak, port tidak akan dapat beroperasi pada kecepatan yang dinyatakan yaitu 100 Mbit/s.

Negosiasi jenis kabel MDI/MDI-X otomatis. Fungsi ini memungkinkan Anda menentukan mana dari dua metode yang mana pasangan terpilin EIA/TIA-568A atau EIA/TIA-568B dikerutkan. Saat memasang jaringan lokal, skema EIA/TIA-568B paling banyak digunakan.

Menumpuk adalah kombinasi beberapa switch menjadi satu perangkat logis. Produsen sakelar yang berbeda menggunakan teknologi penumpukannya sendiri, misalnya. C isco menggunakan teknologi stack Wise dengan bus 32 Gbps antar switch dan Stack Wise Plus dengan bus 64 Gbps antar switch.

Misalnya, teknologi ini relevan di jaringan lokal besar, di mana diperlukan untuk menghubungkan lebih dari 48 port berdasarkan satu perangkat.

Pemasangan untuk rak 19".. Di lingkungan rumah dan jaringan lokal kecil, sakelar sering kali dipasang pada permukaan datar atau dipasang di dinding, namun kehadiran yang disebut “telinga” diperlukan di jaringan lokal yang lebih besar di mana peralatan aktif ditempatkan di lemari server.

Ukuran tabel MACalamat Sakelar adalah perangkat yang beroperasi pada level 2 model OSI . Berbeda dengan hub, yang hanya mengalihkan frame yang diterima ke semua port kecuali port pengirim, switch belajar: mengingat MAC alamat perangkat pengirim, memasukkannya, nomor port dan masa pakai entri ke dalam tabel. Dengan menggunakan tabel ini, switch tidak meneruskan frame ke semua port, tetapi hanya ke port penerima. Jika jumlah perangkat jaringan di jaringan lokal banyak dan ukuran tabel penuh, saklar mulai menimpa entri lama dalam tabel dan menulis yang baru, yang secara signifikan mengurangi kecepatan saklar.

bingkai jumbo . Fitur ini memungkinkan switch untuk menangani ukuran paket yang lebih besar daripada yang ditentukan oleh standar Ethernet. Setelah setiap paket diterima, beberapa waktu dihabiskan untuk memprosesnya. Saat menggunakan peningkatan ukuran paket menggunakan teknologi Jumbo Frame, Anda dapat menghemat waktu pemrosesan paket di jaringan yang menggunakan kecepatan transfer data 1 Gb/detik dan lebih tinggi. Pada kecepatan yang lebih rendah tidak ada keuntungan yang besar

Beralih mode.Untuk memahami prinsip pengoperasian mode peralihan, pertama-tama pertimbangkan struktur frame yang dikirimkan pada tingkat tautan data antara perangkat jaringan dan sakelar di jaringan lokal:

Seperti yang terlihat dari gambar:

• Yang pertama adalah pembukaan yang menandakan dimulainya transmisi frame,
• Lalu MAC alamat tujuan ( DA) dan MAC alamat pengirim ( SA)
• ID tingkat ketiga: IPv 4 atau IPv 6 digunakan
muatan)
• Dan pada akhirnya checksum FCS: Nilai CRC 4 byte digunakan untuk mendeteksi kesalahan transmisi. Dihitung oleh pihak pengirim, dan ditempatkan pada kolom FCS. Pihak penerima menghitung nilai ini secara mandiri dan membandingkannya dengan nilai yang diterima.

Sekarang mari kita lihat mode peralihan:

Simpan - dan - maju. Mode peralihan ini menyimpan seluruh frame ke buffer dan memeriksa lapangan FCS , yang berada di bagian paling akhir bingkai dan jika checksum bidang ini tidak cocok, seluruh bingkai akan dibuang. Akibatnya, kemungkinan kemacetan jaringan berkurang, karena frame yang error dapat dibuang dan menunda waktu transmisi paket. Teknologi ini hadir pada switch yang lebih mahal.

Pemotongan. Teknologi yang lebih sederhana. Dalam hal ini, frame dapat diproses lebih cepat karena tidak disimpan sepenuhnya ke buffer. Untuk analisis, data dari awal frame hingga alamat MAC (DA) tujuan, inklusif, disimpan dalam buffer. Switch membaca alamat MAC ini dan meneruskannya ke tujuan. Kerugian dari teknologi ini adalah bahwa switch dalam hal ini meneruskan paket kerdil dengan panjang interval kurang dari 512 bit dan paket rusak, sehingga meningkatkan beban pada jaringan lokal.

Dukungan teknologi PoE

Teknologi Pover over ethernet memungkinkan Anda memberi daya pada perangkat jaringan melalui kabel yang sama. Solusi ini memungkinkan Anda mengurangi biaya pemasangan tambahan jalur suplai.

Standar PoE berikut ada:

PoE 802.3af mendukung peralatan hingga 15,4 W

PoE 802.3at mendukung peralatan hingga 30W

PoE pasif

PoE 802.3 af/at memiliki sirkuit kontrol cerdas untuk menyuplai tegangan ke perangkat: sebelum menyuplai daya ke perangkat PoE, sumber standar af/at bernegosiasi dengannya untuk menghindari kerusakan pada perangkat. Passiv PoE jauh lebih murah dibandingkan dua standar pertama, daya disuplai langsung ke perangkat melalui pasangan kabel jaringan bebas tanpa koordinasi apa pun.

Karakteristik standar

Standar PoE 802.3af didukung oleh sebagian besar kamera IP berbiaya rendah, telepon IP, dan titik akses.

Standar PoE 802.3at hadir pada model kamera pengawasan video IP yang lebih mahal, yang tidak memungkinkan untuk memenuhi 15,4 W. Dalam hal ini, kamera video IP dan sumber PoE (switch) harus mendukung standar ini.

Slot ekspansi. Switch mungkin memiliki slot ekspansi tambahan. Yang paling umum adalah modul SFP (Small Form-factor Pluggable). Transceiver modular dan ringkas yang digunakan untuk transmisi data di lingkungan telekomunikasi.

Modul SFP dimasukkan ke port SFP gratis di router, switch, multiplexer, atau konverter media. Meskipun ada modul SFP Ethernet, yang paling umumModul serat optik digunakan untuk menghubungkan saluran utama saat mentransmisikan data jarak jauh di luar jangkauan standar Ethernet. Modul SFP dipilih tergantung pada jarak dan kecepatan transfer data. Yang paling umum adalah modul SFP serat ganda, yang menggunakan satu serat untuk menerima dan serat lainnya untuk mengirimkan data. Namun, teknologi WDM memungkinkan transmisi data pada panjang gelombang berbeda melalui satu kabel optik.

Modul SFP adalah:

• SX - 850 nm digunakan dengan kabel optik multimode pada jarak hingga 550m
• LX - 1310 nm digunakan dengan kedua jenis kabel optik (SM dan MM) pada jarak hingga 10 km
• BX - 1310/1550 nm digunakan dengan kedua jenis kabel optik (SM dan MM) pada jarak hingga 10 km
• XD - 1550 nm digunakan dengan kabel mode tunggal hingga 40 km, ZX hingga 80 km, EZ atau EZX hingga 120 km dan DWDM

Standar SFP sendiri menyediakan transmisi data dengan kecepatan 1 Gbit/s, atau dengan kecepatan 100 Mbit/s. Untuk transfer data yang lebih cepat, modul SFP+ dikembangkan:

• Transfer data SFP+ pada 10 Gbps
• Transfer data XFP pada 10 Gbps
• Transfer data QSFP+ pada 40 Gbps
• Transfer data CFP pada 100 Gbps

Namun, pada kecepatan yang lebih tinggi, sinyal diproses pada frekuensi tinggi. Hal ini membutuhkan pembuangan panas yang lebih besar dan, karenanya, dimensi yang lebih besar. Oleh karena itu, pada kenyataannya, faktor bentuk SFP masih dipertahankan hanya di modul SFP+.

Kesimpulan

Banyak pembaca mungkin menemukan switch yang tidak dikelola dan switch layer 2 yang dikelola dengan biaya rendah di jaringan lokal kecil. Namun, pilihan switch untuk membangun jaringan lokal yang lebih besar dan rumit secara teknis sebaiknya diserahkan kepada para profesional.

Safe Kuban menggunakan sakelar merek berikut saat memasang jaringan lokal:

Solusi Profesional:

Cisco

teknologi Q

Solusi anggaran

D-Link

Tp-Link

Tenda

Safe Kuban melakukan instalasi, commissioning, dan pemeliharaan jaringan lokal di Krasnodar dan Rusia Selatan.

Mengirimkan karya bagus Anda ke basis pengetahuan itu mudah. Gunakan formulir di bawah ini

Pelajar, mahasiswa pascasarjana, ilmuwan muda yang menggunakan basis pengetahuan dalam studi dan pekerjaan mereka akan sangat berterima kasih kepada Anda.

Dokumen serupa

Pembuatan jaringan komputer dengan menggunakan peralatan jaringan dan software khusus. Tujuan dari semua jenis jaringan komputer. Evolusi jaringan. Perbedaan antara jaringan lokal dan jaringan global. Tren menuju konvergensi jaringan lokal dan global.

presentasi, ditambahkan 05/04/2012


Metode peralihan komputer. Klasifikasi, struktur, jenis dan prinsip pembangunan jaringan komputer lokal. Memilih sistem kabel. Fitur Internet dan jaringan global lainnya. Deskripsi protokol pertukaran data utama dan karakteristiknya.

tesis, ditambahkan 16/06/2015


Mentransfer informasi antar komputer. Analisis metode dan sarana pertukaran informasi. Jenis dan struktur jaringan lokal. Studi tentang urutan komputer yang terhubung dalam jaringan dan tampilannya. Kabel untuk mengirimkan informasi. Protokol jaringan dan paket.

abstrak, ditambahkan 22/12/2014


Konsep dan struktur jaringan komputer, klasifikasi dan ragamnya. Teknologi yang digunakan untuk membangun jaringan lokal. Keamanan jaringan lokal kabel. Jaringan lokal nirkabel, sifat karakteristiknya dan perangkat yang digunakan.

tugas kursus, ditambahkan 01/01/2011


Fitur, perbedaan, topologi dan fungsi jaringan komputer lokal. Perangkat lunak untuk informasi dan jaringan komputer. Protokol transfer data dasar, instalasi dan konfigurasinya. Otentikasi dan otorisasi; sistem Kerberos.

tugas kursus, ditambahkan 20/07/2015


Informasi umum tentang jaringan global dengan packet switching, konstruksi dan kemampuan jaringan, prinsip packet switching menggunakan teknologi saluran virtual. Karakteristik dan kemampuan switch jaringan, data link dan protokol lapisan jaringan.

tugas kursus, ditambahkan 26/08/2010


Jaringan komputer dan klasifikasinya. Perangkat keras jaringan komputer dan topologi jaringan lokal. Teknologi dan protokol jaringan komputer. Mengatasi komputer pada jaringan dan protokol jaringan dasar. Keuntungan menggunakan teknologi jaringan.

tugas kursus, ditambahkan 22/04/2012

Tutorial:

Edisi keempat

Moskow, 2006

Sakelar LAN D-Link

Sakelar LAN D-Link

PERKENALAN Tinjauan Singkat Prinsip Desain Jaringan

Evolusi jaringan lokal: dari media transmisi bersama ke switch

Satu dekade yang lalu, pengembang memiliki perangkat keras yang tersedia dalam jumlah terbatas untuk membangun jaringan kampus. Hub dipasang di ruang server, dan router digunakan di pusat data dan tulang punggung jaringan. Meningkatnya kekuatan prosesor stasiun kerja dan munculnya aplikasi multimedia dan klien-server memerlukan lebih banyak bandwidth daripada yang bisa disediakan oleh jaringan media bersama tradisional. Persyaratan ini telah mendorong perancang untuk mengganti hub yang dipasang di patch bay dengan switch.

Gambar 1 Evolusi LAN

Strategi ini melindungi investasi pemasangan kabel dan meningkatkan kinerja jaringan dengan menyediakan bandwidth khusus untuk setiap pengguna.

Munculnya teknologi seperti peralihan Layer 3, VLAN, dan lainnya telah membuat pembangunan jaringan kampus menjadi proses yang lebih kompleks dari sebelumnya.

Kebanyakan perancang jaringan sudah mulai mengintegrasikan perangkat switching ke dalam jaringan media bersama untuk mencapai tujuan berikut:

Meningkatkan bandwidth yang tersedia untuk setiap pengguna jaringan, sekaligus mengurangi kemacetan di jaringan dengan bandwidth bersama.

Membuat VLAN (Virtual Local Area Networks) dengan mengatur pengguna ke dalam kelompok logis,

Sakelar LAN D-Link

independen dari topologi fisik untuk mengurangi biaya pemindahan, penambahan dan perubahan serta peningkatan fleksibilitas jaringan.

Menyebarkan aplikasi multimedia baru pada switch berbagai platform dan teknologi, menjadikannya tersedia untuk pengguna yang berbeda.

Memastikan transisi yang mudah ke teknologi berkecepatan tinggi baru seperti Fast Ethernet, Gigabit Ethernet.

Pada tahun 1990an, jaringan kampus tradisional muncul sebagai jaringan area lokal tunggal dan berkembang hingga diperlukan segmentasi untuk mempertahankan fungsinya. Segmentasi memungkinkan untuk membagi pengguna jaringan menjadi beberapa kelompok (segmen) sesuai dengan lokasi fisik mereka, mengurangi jumlah klien yang bersaing untuk mendapatkan bandwidth di masing-masing kelompok. Segmen jaringan lokal dihubungkan menggunakan gateway yang mengirimkan lalu lintas antarsegmen dan memblokir yang lainnya.

Sakelar LAN dirancang dengan mempertimbangkan tren ini. Mereka menggunakan mikrosegmentasi, yang memungkinkan Anda membuat segmen jaringan lokal pribadi atau khusus - satu stasiun kerja per segmen (bukan segmen, tetapi hanya stasiun kerja yang terhubung ke port switch). Dalam hal ini, setiap workstation mendapat akses ke seluruh bandwidth sekaligus, dan tidak harus bersaing dengan stasiun lain.

Switch menghubungkan berbagai segmen jaringan lokal dan melakukan manajemen lalu lintas yang cerdas. Selain itu, switch biasanya menyediakan layanan non-blocking, yang memungkinkan transmisi lalu lintas data secara simultan dari semua port perangkat.

Teknologi switching dengan cepat menjadi solusi pilihan untuk meningkatkan fleksibilitas dalam mengatur lalu lintas LAN karena alasan berikut:

DI DALAM Tidak seperti hub dan repeater, switch memungkinkan transmisi beberapa aliran data secara bersamaan.

Dengan mikrosegmentasi, switch mendukung kecepatan transfer yang tinggi dan memiliki kemampuan untuk menyediakan bandwidth khusus untuk aplikasi yang sensitif terhadap latensi.

Switch memberi pengguna bandwidth khusus.

Komponen model internetwork aktif.

Jaringan yang diaktifkan terdiri dari komponen utama berikut:

Sakelar jaringan lokal;

Beralih perangkat lunak;

Alat manajemen jaringan.

D-Link memberi perancang jaringan seperangkat alat lengkap untuk membangun dan mengelola jaringan switch yang dapat diskalakan dan andal.

Sakelar LAN D-Link

saklar LAN

Komponen pertama dari model internetworking switch adalah switch LAN.

Pengoperasian switch jaringan lokal

Switch adalah perangkat tingkat tautan yang memungkinkan Anda menghubungkan beberapa segmen fisik jaringan lokal ke dalam satu jaringan besar. Peralihan jaringan lokal memastikan interaksi perangkat jaringan melalui jalur khusus tanpa terjadinya tabrakan, dengan transmisi paralel beberapa aliran data.

Switch LAN memproses frame berdasarkan algoritma jembatan transparan IEEE 802.1, yang digunakan terutama di jaringan Ethernet. Saat sakelar dihidupkan, sakelar mulai mempelajari lokasi stasiun kerja semua jaringan yang terhubung dengannya dengan menganalisis alamat MAC dari sumber frame yang masuk. Misalnya, jika sebuah frame dari node 1 tiba di port 1 switch, ia akan mengingat nomor port tujuan frame tersebut dan menambahkan informasi ini ke port tersebut. tabel pergantian(database penerusan). Alamat dipelajari secara dinamis. Artinya, begitu alamat baru dibaca, alamat tersebut akan langsung disimpan di content-addressable memory (CAM). Setiap kali alamat dimasukkan ke dalam tabel switching, alamat tersebut diberi stempel waktu. Hal ini memungkinkan alamat disimpan dalam tabel untuk jangka waktu tertentu. Setiap kali ada panggilan ke alamat ini, ia menerima stempel waktu baru. Alamat yang sudah lama tidak dihubungi akan dihapus dari tabel.

Gambar 2 Konstruksi tabel switching

Sakelar LAN D-Link

Sakelar menggunakan tabel sakelar untuk meneruskan lalu lintas. Ketika sebuah paket data tiba di salah satu portnya, paket tersebut mengekstrak informasi tentang alamat MAC penerima dari paket tersebut dan mencari alamat MAC ini di tabel peralihannya. Jika ada entri dalam tabel yang mengaitkan alamat MAC penerima dengan salah satu port switch, kecuali port tempat frame tiba, maka frame diteruskan melalui port ini. Jika tidak ada asosiasi seperti itu, frame ditransmisikan melalui semua port kecuali port tempat frame tersebut tiba. Itu disebut penyebaran longsoran salju (banjir).

Penyiaran dan multicasting juga dilakukan dengan cara banjir. Ini adalah salah satu masalah yang membatasi penggunaan sakelar. Kehadiran switch dalam jaringan tidak menghalangi pendistribusian frame siaran (broadcast) ke seluruh segmen jaringan, dengan tetap menjaga transparansinya. Jika, sebagai akibat dari kegagalan perangkat lunak atau perangkat keras, protokol tingkat atas atau adaptor jaringan itu sendiri mulai bekerja secara tidak benar dan terus-menerus menghasilkan frame siaran, switch dalam hal ini akan mengirimkan frame ke semua segmen, membanjiri jaringan dengan lalu lintas yang salah. .

Situasi ini disebut siaran badai.

Switch secara andal mengisolasi lalu lintas antar-segmen, sehingga mengurangi lalu lintas pada masing-masing segmen. Proses ini disebut penyaringan dan dilakukan jika alamat MAC sumber dan tujuan termasuk dalam segmen yang sama. Biasanya, pemfilteran meningkatkan respons jaringan yang dirasakan pengguna.

Mode pengoperasian sakelar dupleks dan setengah dupleks

Sakelar jaringan lokal mendukung dua mode operasi:

mode setengah dupleks dan mode dupleks penuh.

Mode setengah dupleks adalah mode di mana hanya satu perangkat yang dapat mengirimkan data kapan saja dalam satu domain tabrakan1.

Modus dupleks– ini adalah mode operasi yang menyediakan transmisi data dua arah secara simultan antara stasiun pengirim dan stasiun penerima pada sublapisan MAC. Saat beroperasi dalam mode dupleks, jumlah informasi yang ditransfer antar perangkat jaringan meningkat. Hal ini karena transmisi full-duplex tidak menyebabkan tabrakan pada media transmisi, tidak memerlukan penjadwalan transmisi ulang, dan tidak memerlukan penambahan bit ekstensi pada akhir frame pendek. Hasilnya tidak hanya meningkatkan waktu yang tersedia untuk transmisi data, namun juga menggandakan bandwidth saluran yang berguna, karena setiap saluran menyediakan transmisi dua arah simultan berkecepatan penuh2.

1 Collision domain adalah bagian dari jaringan Ethernet di mana semua node mengenali tabrakan, di mana pun di jaringan tersebut tabrakan terjadi.

2 Sakelar dan hampir semua adaptor modern mendukung pengoperasian dupleks. Hub tidak mendukung pengoperasian dalam mode ini.

Sakelar LAN D-Link

Kontrol aliran IEEE 802.3x dalam mode dupleks penuh

Pengoperasian dupleks memerlukan fitur tambahan seperti kontrol aliran. Hal ini memungkinkan node penerima (misalnya, port pada switch jaringan), jika terjadi overflow, untuk menginstruksikan node sumber (misalnya, server file) untuk menangguhkan transmisi frame untuk jangka waktu singkat. Kontrol dilakukan antar lapisan MAC menggunakan bingkai jeda, yang secara otomatis dihasilkan oleh lapisan MAC penerima. Jika overflow dibersihkan sebelum periode waktu habis berakhir, frame jeda kedua dengan nilai batas waktu nol dikirim untuk memulihkan transmisi (lihat Gambar 3).

Gambar 3 Urutan Kontrol Aliran IEEE 802.3x

Pengoperasian dupleks dan kontrol aliran yang menyertainya merupakan mode opsional untuk semua lapisan MAC Ethernet, berapa pun kecepatan transmisinya. Bingkai jeda diidentifikasi sebagai bingkai kontrol MAC berdasarkan nilai bidang panjang/jenis masing-masing (yang dicadangkan). Mereka juga diberi nilai alamat tujuan yang dicadangkan untuk mencegah frame jeda yang masuk dikirim ke protokol lapisan yang lebih tinggi atau ke port lain di switch.

Peralihan metode

Switch LAN dapat mengimplementasikan berbagai metode transmisi frame.

Saat beralih dengan penyimpanan perantara (simpan dan teruskan) –

Switch menyalin seluruh frame yang diterima ke buffer dan memeriksa kesalahannya. Jika frame mengandung kesalahan (checksum tidak cocok, atau frame kurang dari 64 byte atau lebih dari 1518 byte), maka frame tersebut akan dibuang. Jika frame tidak mengandung kesalahan, maka switch menemukan alamat tujuan dalam tabel switching dan menentukan antarmuka keluar. Kemudian, jika tidak ada filter yang ditentukan, frame ini akan ditransmisikan ke penerima.

Metode transmisi ini dikaitkan dengan penundaan - semakin besar ukuran frame, semakin banyak waktu yang dibutuhkan untuk menerimanya dan memeriksa kesalahan.

Sakelar LAN D-Link

Beralih tanpa buffering (cut-through) – saklar jaringan lokal hanya menyalin alamat penerima (6 byte pertama setelah awalan) ke buffer internal dan segera mulai mentransmisikan frame tanpa menunggu sampai diterima sepenuhnya. Mode ini mengurangi latensi, namun tidak melakukan pemeriksaan kesalahan. Ada dua bentuk peralihan tanpa buffer:

Peralihan maju cepat – Bentuk peralihan ini menawarkan latensi rendah karena fakta bahwa frame mulai dikirim segera setelah alamat tujuan dibaca. Frame yang dikirimkan mungkin mengandung kesalahan. Dalam hal ini, adaptor jaringan yang menjadi tujuan frame tersebut akan membuangnya, menyebabkan frame tersebut ditransmisikan ulang.

Peralihan bebas fragmen–

Sakelar memfilter frame tabrakan sebelum mengirimkannya. Pada jaringan yang berfungsi dengan baik, tabrakan dapat terjadi selama transmisi 64 byte pertama. Oleh karena itu, semua frame dengan panjang lebih dari 64 byte dianggap benar. Metode peralihan ini menunggu hingga frame yang diterima diperiksa apakah ada tabrakan sebelum mulai mentransmisikannya. Metode peralihan ini mengurangi jumlah paket yang dikirimkan dengan kesalahan.

Peralihan teknologi dan model OSI

Switch LAN dapat diklasifikasikan menurut lapisan model OSI di mana mereka mengirimkan, memfilter, dan mengganti frame. Ada Switch Layer 2, Switch Layer 2 dengan properti Layer 3, dan Switch Multilayer.

Sakelar lapisan 2 menganalisis frame yang masuk, memutuskan transmisi lebih lanjut dan mengirimkannya ke tujuan berdasarkan alamat lapisan MAC - link dari model OSI. Keuntungan utama dari switch Layer 2 adalah transparansi terhadap protokol lapisan atas. Karena switch beroperasi pada Layer 2, switch tidak perlu menguraikan informasi dari lapisan yang lebih tinggi pada model OSI.

Peralihan lapisan 2 adalah perangkat keras. Performanya tinggi karena paket datanya tidak berubah. Transmisi bingkai dalam saklar dapat dilakukan oleh pengontrol khusus yang disebut Sirkuit Terpadu Khusus Aplikasi (ASIC). Teknologi ini, yang dikembangkan untuk sakelar, memungkinkan kecepatan peralihan tinggi dengan latensi minimal.

Ada 2 alasan utama untuk menggunakan switch Layer 2 - segmentasi jaringan dan agregasi kelompok kerja. Kinerja switch yang tinggi memungkinkan pengembang jaringan untuk secara signifikan mengurangi jumlah node dalam segmen fisik. Membagi jaringan besar menjadi segmen logis meningkatkan kinerja jaringan (dengan mengurangi jumlah data yang ditransfer dalam segmen individual), serta fleksibilitas dalam desain jaringan, meningkatkan tingkat perlindungan data, dan memfasilitasi manajemen jaringan.

Terlepas dari manfaat peralihan Lapisan 2, peralihan ini masih memiliki beberapa keterbatasan. Kehadiran sakelar di jaringan tidak ada salahnya

Pengorganisasian jaringan komputer tidak mungkin dilakukan tanpa perangkat seperti switch atau peralatan jaringan serupa. Ada berbagai perangkat jaringan yang memungkinkan terbentuknya jaringan lokal, mengatur akses Internet untuk beberapa komputer, dan tugas peralihan jaringan lainnya. Perangkat yang paling populer adalah hub, router, dan switch. Tidak semua orang tahu cara mengkonfigurasi perangkat jenis ini agar bekerja lebih nyaman.

Switch jaringan diperlukan untuk membuat jaringan komputer.

Jika router (router) digunakan untuk menghubungkan dan merutekan jaringan yang berbeda, maka hub dan switch digunakan untuk menyatukan berbagai node menjadi satu jaringan. Perbedaan yang menguntungkan antara saklar (switch) dan hub (hub) adalah bahwa yang pertama, paket data ditransmisikan secara ketat ke alamat ke node yang ditentukan, dan tidak disiarkan ke semua perangkat di jaringan. Jadi, melalui switch, transfer data beralamat langsung antara dua node jaringan dilakukan, sementara sumber daya jaringan digunakan seefisien mungkin. Oleh karena itu, saat ini hub hampir tidak pernah digunakan; hub telah digantikan oleh switch yang lebih kuat dan aman.

Beralih dasar-dasar

Gambar 1. Diagram operasi sakelar.

Jadi, switch jaringan, juga dikenal sebagai switch atau “switch”, adalah jenis peralatan jaringan yang menghubungkan sejumlah node (komputer) tertentu ke dalam satu segmen jaringan komputer dan melakukan transfer paket informasi dan data antar elemen individu dari jaringan ini.

Sakelar memiliki beberapa port - konektor tempat komputer dan node jaringan lainnya, peralatan, dll. terhubung.

Komunikasi antara port dan node dilakukan menggunakan kabel berkerut, yang disebut twisted pair.

Untuk perangkat seperti switch, 8 port adalah hal yang biasa, namun ada juga angka yang lebih mengesankan hingga 48 dan bahkan 96. (Gbr. 1) Dalam model OSI, perangkat ini beroperasi pada level saluran, oleh karena itu, sebagai aturannya, ini hanya menggabungkan perangkat lain ke dalam satu segmen jaringan berdasarkan identifikasi alamat MAC mereka.

Sakelar standar tidak dapat menghubungkan beberapa jaringan terpisah. Untuk routing pada level jaringan, misalnya untuk mengatur akses Internet pada beberapa komputer, yang merupakan contoh menghubungkan jaringan lokal ke jaringan global, diperlukan router atau switch router.

1. Jadi, dalam hierarki jaringan OSI, switch menempati link perantara antara hub dan router:
2. Hub - Lapisan fisik. Menyiarkan data yang masuk, menduplikasinya di semua antarmuka yang digunakan.
3. Beralih - Lapisan Tautan Data. Mendistribusikan data ke penerima yang ditargetkan secara ketat.

Router - Lapisan jaringan. Menghubungkan segmen jaringan yang berbeda.

Pengoperasian sakelar disusun sebagai berikut. Tabel virtual korespondensi antara alamat MAC dan port switch disimpan dalam memori perangkat.

Alamat MAC (“Kontrol Akses Media”), juga dikenal sebagai Alamat Perangkat Keras, adalah pengidentifikasi khusus yang ditetapkan untuk setiap elemen atau node aktif di jaringan, dan bersifat unik untuk masing-masing elemen tersebut.

Segera setelah sakelar dihidupkan, tabel MAC-nya masih kosong dan perlu diisi, sehingga sakelar memasuki mode pembelajaran awal.

Keunikan mode ini adalah data yang diterima di salah satu port, seperti di hub, ditransmisikan ke semua node yang terhubung ke perangkat secara agregat.

Sekarang, ketika data tiba di salah satu port switch, paket yang dialamatkan ke node dalam tabel ini akan diarahkan ke port tertentu yang sesuai dengan node ini, dan tidak disiarkan ke semua antarmuka sekaligus, seperti yang terjadi di hub.

Jika data yang dikirim berisi alamat penerima yang tidak diketahui yang tidak ada dalam tabel, paket duplikat dibuat dan dikirim ke semua antarmuka.

Secara paralel, alamat pengirim baru yang tidak dikenal terus dicatat dalam tabel.

Selanjutnya, switch secara bertahap mengisi tabel routingnya, termasuk semua koneksi antara komputer eksternal dan antarmukanya sendiri, sehingga melokalisasi lalu lintas.

Jenis sakelar utama

Gambar 2. Diagram perkiraan menghubungkan saklar melalui modem.

Switch jaringan yang paling sederhana adalah switch yang tidak dikelola. Meskipun saklar tersebut dapat dikonfigurasi secara langsung, namun tidak mendukung protokol manajemen jaringan. Perbedaan antara sakelar terkelola dan tidak terkelola adalah, berkat dukungan protokol manajemen jaringan SNMP yang sederhana, sakelar terkelola memungkinkan Anda mengonfigurasi dirinya sendiri dari jarak jauh dan mengelola operasinya melalui jaringan menggunakan program khusus.

Sakelar terkelola paling sering dipasang di area jaringan dengan topologi yang kompleks, yang memerlukan kontrol yang sangat hati-hati. Tugas paling umum yang dilakukan oleh perangkat tersebut adalah:

• pemantauan lalu lintas jaringan;
• manajemen konfigurasi antarmuka (port);
• organisasi jaringan virtual (VLAN);
• menggabungkan sekelompok saluran.

Sakelar terkelola bersifat istimewa karena mampu menyediakan berbagai fungsi baik pada tingkat saluran maupun jaringan. Akses untuk mengelola saklar semacam itu dapat diperoleh melalui antarmuka Web khusus, serta melalui baris perintah atau berbagai protokol (SNMP, Telnet). Antara lain, saklar dapat menggunakan berbagai metode peralihan, perbedaannya ditentukan oleh waktu dan keandalan transmisi informasi:

Urutan kabel saat “mengerutkan” kabel twisted pair.

1. Simpan dan Teruskan - ketika sakelar membaca sepenuhnya semua informasi dalam bingkai data untuk memeriksa kesalahan, dan baru kemudian paket dikirim ke port yang dipilih.
2. Cut-through - proses peralihan terjadi segera setelah membaca header bingkai data, tempat alamat penerima disimpan. Hal ini mengurangi penundaan waktu transmisi, namun membuat kesalahan tidak dapat dideteksi, sehingga mengurangi keandalan.
3. Bebas fragmen adalah mode cut-through yang ditingkatkan di mana paket dikirimkan setelah difilter sebelumnya.

Saklar jenis ini jarang digunakan di rumah karena dirancang terutama untuk mengalihkan struktur besar dan kompleks seperti jaringan penyedia Internet, jaringan lokal perusahaan, pusat dukungan teknis pelanggan, dll.

Contoh perangkat tersebut adalah sakelar gigabit 24-port TL-SG2424 dari TP-Link, yang memiliki banyak fungsi berguna, termasuk: perlindungan terhadap badai jaringan dan serangan terdistribusi, prioritas data QoS tingkat lanjut, kecepatan port tertinggi hingga 1 Gbit/s dan lainnya.

Cara mengkonfigurasi switch dan membuat jaringan Anda sendiri

Katakanlah Anda memutuskan untuk membuat jaringan lokal dari beberapa komputer di rumah Anda dan untuk tujuan ini Anda memilih saklar jaringan. Sebelum menyiapkan sakelar dan mengonfigurasi jaringan, sakelar harus diterapkan pada tingkat fisik, yaitu. pastikan setiap komputer terhubung ke sakelar melalui kabel jaringan. Semua koneksi antar node dibuat menggunakan kabel patch - kabel patch jaringan twisted-pair.

Gambar 3. Perkiraan diagram koneksi untuk switch tanpa modem.

Anda dapat membuat kabel seperti itu sendiri, tetapi lebih baik membelinya di toko. Ada dua cara untuk menghubungkan switch untuk mengkonfigurasinya, tergantung pada ketersediaan antarmuka yang sesuai: melalui port konsol khusus, yang melaluinya hanya konfigurasi awal switch yang dilakukan, atau melalui port Ethernet yang lebih universal.

Dalam kasus kedua, untuk mendapatkan akses ke konfigurasi, Anda harus memasukkan alamat IP yang ditentukan dalam dokumentasi perangkat.

Menghubungkan ke port konsol tidak menghabiskan bandwidth switch, yang merupakan keuntungan pasti. Untuk mengonfigurasi sakelar secara langsung menggunakan metode ini, Anda perlu menjalankan emulator terminal VT100 (HyperTerminal standar juga cocok).

Parameter koneksi dipilih sesuai dengan dokumentasi. Setelah terhubung, masukkan nama pengguna dan kata sandi Anda.

Konfigurasi dilakukan dengan memasukkan perintah dan parameter yang bergantung pada model perangkat tertentu dan harus ditentukan dalam dokumentasi.

Akses internet melalui saklar

Langkah selanjutnya setelah membuat jaringan dan mengonfigurasi sakelar adalah menyediakan akses Internet ke semua komputer di jaringan ini. Dengan memiliki saklar, Anda dapat melakukannya dengan cepat, sederhana dan menguntungkan, tanpa koneksi tambahan ke penyedia untuk setiap komputer secara terpisah, meskipun Internet terhubung hanya dengan satu kabel. Jika layanan Internet disediakan oleh penyedia telepon rumah, akses ke World Wide Web disediakan melalui modem ADSL, model yang paling umum tidak memiliki lebih dari satu port Ethernet. Oleh karena itu, hanya satu komputer yang dapat dihubungkan dengannya. Untuk mengatasi masalah ini, tidak perlu membeli router mahal dengan sakelar bawaan; Perkiraan diagram koneksi ditunjukkan pada gambar. (Gbr. 2)

https://situs/

Dari diagram terlihat bahwa modem ADSL tidak terhubung ke komputer, tetapi langsung ke switch. Semua komputer di jaringan lokal terhubung dengannya. Poin yang sangat penting di sini adalah konfigurasi sakelar dan parameter koneksi komputer yang benar. Setiap perangkat, termasuk modem, harus memiliki alamat IP sendiri dalam satu subnet;

Tampaknya apa yang lebih mudah daripada menghubungkan komputer dalam jaringan informasi? Namun tidak semuanya sesederhana itu: agar dapat berfungsi, diperlukan cukup banyak peralatan agar dapat berfungsi. Ini sangat beragam. Artikel ini akan membahas perwakilan tingkat kedua. Jadi apa itu saklar? Mengapa ini perlu dan bagaimana fungsinya?

Mengapa itu diperlukan? Switch jaringan adalah perangkat yang digunakan untuk menghubungkan beberapa node di jaringan komputer. Ia bekerja pada lapisan data link. Teknologi switch dikembangkan dengan menggunakan prinsip jembatan. Keistimewaan perangkat ini adalah mengirimkan data secara eksklusif ke penerima. Hal ini berdampak positif pada kinerja dan keamanan jaringan, karena dalam hal ini data tidak bisa jatuh ke tangan yang salah.

Berapa biaya saklar? Harga termurah 800 rubel, termahal 24.000.

Prinsip operasi

Perangkat ini memiliki apa yang disebut memori asosiatif, tempat tabel switching disimpan. Ini menunjukkan korespondensi host komputer dengan port tertentu. Ketika saklar jaringan baru saja dihidupkan, tabelnya kosong. Dalam hal ini, perangkat itu sendiri hanya beroperasi dalam mode pelatihan. Jadi, jika Anda mentransfer sejumlah data ke dalamnya, ia akan mentransfernya satu per satu ke semua portnya. Selama proses ini, informasi yang diterima dianalisis dan alamat pengirim dimasukkan ke dalam tabel. Dan jika data diterima yang perlu ditransfer ke pengguna yang sudah teridentifikasi, maka semuanya akan datang melalui port yang ditentukan sebelumnya. Seiring waktu, switch jaringan akan membuat tabel yang berisi informasi tentang semua alamat aktif. Perlu juga dicatat bahwa perangkat ini ditandai dengan latensi rendah dan kecepatan tinggi transfer data ke setiap port.

Beralih mode

Anda sudah tahu apa itu saklar. Tetapi apakah mereka bekerja berdasarkan prinsip yang sama atau ada beberapa pendekatan dalam penerapannya? Jelas bahwa mekanisme yang sedemikian rumit dapat memiliki beberapa mode operasi khusus. Totalnya ada tiga. Masing-masing merupakan kombinasi dari dua parameter: keandalan transmisi data dan latensi.

1. Dengan penyimpanan perantara. Perangkat membaca semua informasi yang ada di dalam paket. Kemudian diperiksa kesalahannya, port switching dipilih, dan baru setelah itu data dikirim.
2. Melalui. Sakelar hanya membaca alamat tujuan pengiriman data, lalu segera mengalihkannya. Ini adalah mode transmisi yang sangat cepat, namun kelemahan yang signifikan adalah paket yang dikirim mungkin mengandung kesalahan.
3. Hibrida. Dalam mode ini, hanya 64 byte pertama dari paket data yang dianalisis kesalahannya. Kalau tidak ada, baru datanya dikirim.

Peralihan asimetris dan simetris

Anda sudah mengetahui apa itu switch dan fungsi apa yang dijalankannya. Mari kita bicara tentang transfer data. Peralihan simetri diperlukan untuk mengkarakterisasi perangkat itu sendiri dalam hal bandwidth dan kemampuannya untuk setiap port perangkat. Ini memungkinkan lebar yang sama ketika semua port dapat mengirimkan 100 Mb/s atau 10 Mb/s.

Sakelar asimetris dapat menyediakan koneksi jika port memiliki bandwidth berbeda. Dengan cara ini dapat dengan mudah memproses data yang mengalir dengan kecepatan 10, 100 dan 1000 Mb/s. Peralihan asimetris dapat digunakan dengan adanya aliran data jaringan besar yang disusun berdasarkan prinsip klien-server. Untuk mengarahkan data dari port dengan susunan informasi yang jauh lebih besar ke port yang lebih kecil, buffer memori digunakan. Hal ini diperlukan untuk menghindari risiko overflow dan, akibatnya, kehilangan data. Selain itu, sakelar asimetris diperlukan untuk mempertahankan fungsionalitas koneksi silang vertikal dan saluran antar segmen tulang punggung individu.

Kesimpulan

Perkembangan tidak berhenti, dan pada saat artikel ini ditulis, sakelar sudah dianggap sebagai perangkat usang. Tentu saja, masih mungkin untuk menggunakannya dari sisi teknis saja, tetapi sekarang ada router yang menggabungkan fungsinya dan juga dapat menyediakan transmisi data melalui jaringan nirkabel, switch terlihat agak pucat.