Что такое проходной выключатель и как он устроен: Проходной выключатель — что это такое и как работает?

Содержание

Проходной выключатель — что это такое и как работает?

12.03.2015 / Проходные

Проходными выключателями называют устройства, предназначенные для обеспечения управления одним источником света из двух или более различных мест. Схемы с их использованием несколько сложнее, чем традиционные, поскольку подразумевают установку нескольких коммутационных аппаратов.

Освещение с использованием проходных выключателей обычно обустраивают в длинных коридорах, на лестницах, садовых дорожках, в спальнях. Такая схема позволяет, включив свет в одном конце помещения, выключить его в другом, не возвращаясь к первому выключателю.

Виды проходных выключателей

Проходные выключатели классифицируются так же, как и обычные.

По количеству клавиш:

одноклавишные;
двухклавишные;
трёхклавишные
одно- или двухклавишные перекрёстные (используются в тех случаях, когда управление освещением должно осуществляться из трёх или более мест).

По типу управления:

клавишные;
сенсорные;
с ПДУ и т.д.

[attention type=red]Основным критерием при выборе проходного выключателя является количество клавиш: оно должно соответствовать числу групп одновременно включаемых элементов освещения. [/attention]Тип устройства (клавиши, сенсор или что-то другое) имеет второстепенное значение и целиком зависит от личных предпочтений и бюджета.

Принцип действия — особенности переключения электрической цепи

Исходя из принципа работы, проходные выключатели света правильнее было бы называть переключателями. Внешне они выглядят практически так же, как обычные выключатели. Основные различия между ними заключаются в их системе контактов.

Предназначение традиционных выключателей заключаются в замыкании и размыкании электрической цепи. Сходные функции выполняют и переключатели, однако их специфика определяет некоторые конструктивные особенности.

[blockquote_gray]Многие домашние мастеры, планирующие задействование новую систему управления освещением «Умный дом», задаются вопросом: диммер — что это такое и как его использовать? Данное устройство используется для настройки яркости осветительных приборов.

Какую схему установки диммера выбрать для конкретной системы освещения, можно узнать тут.[/blockquote_gray]

Подобно двухклавишным выключателям, схема проходного переключателя оснащена тремя контактами. Однако этот дополнительный контакт имеет совершенно иную функцию. При срабатывании обычного выключателя происходит простой разрыв цепи. Проходной двухклавишный переключатель, размыкая одну цепь, одновременно замыкает другую, которая, в свою очередь, является контактами парного переключателя (поодиночке данные устройства не используются).

Подключение проходных переключателей основано на перекидных контактах, действующих по принципу коромысла. Некоторые из таких устройств имеют нулевое положение, при включении которого обе цепи оказываются разомкнутыми, однако на практике такие устройства используются крайне редко.

[attention type=yellow]При смене положений переключателя ток перенаправляется на соответствующую клемму. В результате замкнутой остаётся одна из возможных цепей питания источника света. Осветительный прибор включается, когда оба переключателя находятся в одинаковых положениях.[/attention]

Если при подключении обычных выключателей задействуется два провода (разрываемая фаза), то к проходным подходит три, из которых два являются перемычками между маршевыми переключателями, а через третий на один переключатель подаётся фаза, которая со второго устройства выходит на источник света.

[blockquote_gray]Перед инсталляцией современных вариантов домашнего освещения желательно убедиться в исправности источников света. Для этого необходимо знать, как проверить светодиоды мультиметром и осуществить их точное тестирование.

Чтобы правильно выбрать LED лампы для дома, достаточно внимательно ознакомиться с этой статьей. Оптимальный вид светорегуляторов для таких ламп поможет подобрать простая инструкция.[/blockquote_gray]

Особенностью схемы освещения с использованием проходных выключателей является обязательное наличие в ней коммутационной коробки.

Перекрёстные выключатели: схема управления освещением из трех и более мест

Проходные перекрёстные выключатели применяются в тех случаях, когда необходимо организовать управление освещением из трёх или более мест. Эти устройства могут выполнять транзитные функции, не оказывая влияния на работу проходных переключателей, и одновременно сами являются выключателем.

Их конструктивная особенность заключается в наличии пяти клемм подключения, из которых две соединяются с первым переключателем, две – со вторым, а пятая, обеспечивающая управление из трёх мест, является транзитной. Для управления освещением из четырёх мест потребуется установка двух перекрёстных выключателей.

[attention type=green]При наличии в помещении нескольких групп освещения используются двухклавишные перекрёстные выключатели.[/attention]

Проходные выключатели существенно упрощают управление освещением и делают его более удобным. Если ранее использование подобных схем было обусловлено, в основном, особенностями планировки помещения, то в настоящее время их можно встретить практически повсеместно.

Видео инструкция, демонстрирующая принцип работы проходного выключателя

как работает, какие бывают виды

Главная » Компоненты

На чтение 8 мин Просмотров 327 Опубликовано

21.02.2021 Обновлено 05.09.2021

Содержание

Что такое проходной выключатель и как он работает
Как устроены проходные выключатели
Где применяется и как правильно подключить
Что ограничивает число проходных выключателей
Разновидности переключателей и их обозначение на схемах
Преимущества проходных вариантов
Известные производители проходных переключателей

Устройство проходного выключателя почти не отличается от стандартного. Снаружи вообще нет различий, но внутри можно увидеть дополнительный контакт, который и обеспечивает нужный функционал. С помощью такого варианта можно сделать управление светом в квартире или доме намного удобнее. Главное – разобраться в его особенностях и правильно подключить.

Что такое проходной выключатель и как он работает

Этот тип отличается от стандартного. Если в обычном варианте электрическая цепь просто замыкается или размыкается, то в рассматриваемом оборудовании она переключается с одного контакта на другой. Систему можно назвать переключателем, так как она меняет режимы, а не работает как классические изделия. Принцип работы проходного выключателя такой:

В отличие от стандартного варианта с задней стороны в одноклавишной модели расположено не два, а три контакта. Причем дополнительный контакт нужен для того, чтобы при размыкании одной цепи замыкалась вторая и управление переходило на второй элемент, расположенный в другом месте комнаты.
Такие выключатели всегда используются попарно. Их не может быть меньше двух, иначе смысла в использовании не будет. Система работает за счет перекидных контактов, которые действуют подобно коромыслу.

Обычно свет горит, когда оба выключателя находятся в одном и том же положении. Когда клавиши расположены по-разному, освещение выключается.
Обязательным элементом в этом случае является коммутационная коробка. За счет ее делается система, позволяющая включать и выключать освещение из разных мест комнаты.

Внешний вид и особенности конструкции в квартире.

Как устроены проходные выключатели

Основное отличие от стандартного оборудования заключается в лишнем контакте, расположенном с задней стороны. Внешне устройство ничем не отличается и если на нем нет обозначения, понять, что это проходной переключатель, невозможно.

За счет наличия дополнительного элемента можно переключать цепь с одного контакта на другой, чтобы можно было управлять светом с двух и более устройств. Все достаточно просто – при замыкании контакта в одном выключателе происходит то же самое и в другом.

Устройства могут быть как одноклавишными, так и двухклавишными и более. Особых ограничений нет, все зависит от режимов освещения и количества используемых источников света в помещении.

Где применяется и как правильно подключить

Что касается применения, тут нет никаких рамок. Чаще всего такой вариант ставят на лестницах – сверху и снизу, в спальнях – у входа и около кровати, в разных концах коридора, в гостиных и т.д. Выключатели можно использовать везде, где это повысит удобство управления светом. При этом, чтобы система работала правильно, ее надо правильно подключить:

Для начала переключатель разбирается, с задней стороны есть три крепежных элемента. Два из них – это общий контакт, который обязательно надо найти перед подключением. Если схемы на корпусе нет, можно выяснить этот момент с помощью тестера.

На общую клемму подключается фаза. Подводящий провод всегда трехжильный, так как на двухжильном реализовать этот вариант не получится. Остальные два провода присоединяются к другим контактам, их расположение не имеет принципиального значения.
Далее нужно собрать розетку и установить на место. Со вторым выключателем проводится аналогичная работа. Ничего сложного нет, главное – не перепутать расположение проводов.
Очень важно правильно соединить провода в распределительной коробке. Туда должно входить четыре трехжильных кабеля – силовой, два на выключатели и один на люстру. Соединение проводов проводится по схеме, которая дана снизу. Проще всего ориентироваться по цвету изоляции, тогда можно не волноваться, что что-то будет перепутано.

Разобраться в подключении несложно даже тем, у кого нет опыта в электромонтажных работах.

Что ограничивает число проходных выключателей

Жестких ограничений по числу точек включения и выключения нет. Но нужно помнить основные принципы работы электрооборудования. Чем больше соединений, тем больше сопротивление прохождению тока образуется и тем выше потери напряжения. В длинных цепях это может проявляться сильно.

Поэтому в системах обычно используют от 2 до 5 элементов. Причем, если устройств больше двух, то нужны перекрестные переключатели, которые имеют не три, а четыре контакта для подключения. Они ставятся между проходными вариантами и обеспечивают нормальную работу освещения. Ниже показана схема подключения такого варианта.

Перекрестные выключатели позволяют увеличить число точек управления до любого количества.

Разновидности переключателей и их обозначение на схемах

Изделия можно разделить на разные группы в зависимости от конструкции и особенностей использования. Основные варианты:

Механические – самые простые и надежные устройства, в которых цепь замыкается и размыкается за счет нажатия на клавишу.
Полупроводниковые, чаще всего встречаются сенсорные варианты. Они срабатывают за счет прикосновения пальца и выглядят современно. Есть и модели с пультом управления, они удобны тем, что управлять светом можно из любого места в комнате.

По количеству независимых нагрузок, которым управляет выключатель, можно выделить 2 типа:

Однолинейные. Самые простые устройства с одной клавишей.
Многолинейные, в них может быть 2 клавиши и более.

Что касается обозначения на схемах, все варианты показаны ниже. Отличить проходной выключатель от стандартного несложно.

Символ с выступами в обе стороны означает проходной выключатель.

Преимущества проходных вариантов

Использование подобной системы обеспечивает целый ряд достоинств:

Удобство управления, так как можно включать и выключать свет из разных мест.
Экономия электроэнергии. За счет того, что освещения включается на входе и выключается на выходе, электричества расходуется меньше.
Простота монтажа.
Поставить проходные выключатели под силу практически любому человеку.
Не требуются настройки, после подсоединения проводов система сразу работает.

Сенсорные варианты работают за счет прикосновения.

Известные производители проходных переключателей

На рынке представлено много вариантов, лучше всего себя зарекомендовала продукция следующих фирм:

Legrand. Французская компания, выпускающая много разновидностей оборудования, отличающегося надежностью и простотой подключения.
ABB. Совместная компания из Швеции и Швейцарии, выпускающая добротное электрическое оборудование.
Schneider. Еще один производитель качественной продукции из Франции.
Gira. Немецкий бренд с большим ассортиментом и высоким качеством.
Вико. Турецкий производитель, который делает добротные выключатели за небольшую цену.

Разобраться с особенностями конструкции проходного выключателя и самостоятельно поставить его не составит труда. Главное – изучить схему, чтобы правильно подсоединить провода в распределительной коробке и на клеммах переключателей.

Подключение выключателей освещения

Оцените автора

( 1 оценка, среднее 3 из 5 )

Что такое сетевой коммутатор?

Сетевой коммутатор определяется как аппаратный компонент, отвечающий за ретрансляцию данных из компьютерной сети в конечную точку назначения посредством коммутации пакетов, идентификации MAC-адреса и системы многопортового моста. В этой статье объясняется, как работает сетевой коммутатор, его типы и способы применения.

Содержание

Что такое сетевой коммутатор?
Как работает сетевой коммутатор?
Типы сетевых коммутаторов
5 основных способов использования сетевого коммутатора
Что такое сетевой коммутатор?
Сетевой коммутатор — это аппаратный компонент, отвечающий за ретрансляцию данных из сетей в конечную точку назначения посредством коммутации пакетов, идентификации MAC-адреса и системы многопортового моста.
Стандартный сетевой коммутатор Cisco | SourceOpens a new window
Сетевой коммутатор подключает и передает пакеты данных к устройствам в локальной сети (LAN) и от них. В отличие от маршрутизатора коммутатор распределяет информацию только на одно устройство, для которого он был разработан, включая какой-либо другой коммутатор, маршрутизатор или компьютер пользователя, а не на несколько устройств в сети.
В настоящее время сети имеют решающее значение для поддержки компаний, предоставления подключенных услуг и обеспечения совместной работы, среди прочего. Поскольку они связывают устройства, которые совместно используют ресурсы, сетевые коммутаторы являются жизненно важным компонентом всех сетей.
Сетевой коммутатор работает на уровне канала передачи данных 2 архитектуры Open Systems Interconnection (OSI). Он принимает пакеты от точек доступа, подключенных к физическим портам, а затем отправляет их только через порты, идущие к целевому устройству.
Они также могут работать там, где маршрутизация происходит на сетевом уровне 3. Коммутаторы являются стандартными компонентами в сетях Ethernet, оптоволоконных каналах, InfiniBand и сетях с асинхронным режимом передачи (ATM), и это лишь некоторые из них. Однако в настоящее время большинство коммутаторов используют Ethernet.
Сетевой коммутатор соединяет сетевые устройства (принтеры, компьютеры и беспроводные устройства/точки доступа) и позволяет пользователям обмениваться пакетами данных. Коммутаторы могут быть как аппаратными, так и программными виртуальными устройствами, управляющими физическими системами. В современных сетевых системах коммутаторы составляют основную часть сетевого оборудования.
Они соединяют машины в центрах обработки данных, на которых работают виртуальные машины (ВМ), и большинство серверов и устройств хранения. В сетях поставщиков телекоммуникационных услуг они передают огромные объемы данных.
Пограничные коммутаторы, также известные как коммутаторы доступа: Они обрабатывают входящий и исходящий трафик в сети. Пограничные коммутаторы связывают различные устройства, включая персональные компьютеры и точки доступа.
Коммутаторы агрегации: Коммутаторы для агрегации или распространения расположены на дополнительном промежуточном уровне. Они подключаются к граничным коммутаторам, которые могут передавать трафик от одного коммутатора к другому или до основных коммутаторов.
Основные коммутаторы: Магистральная сеть состоит из этих коммутаторов. Базовые коммутаторы связывают пограничные коммутаторы или коммутаторы агрегации, пограничные сети устройств или потребителей с сетями в центрах обработки данных, а маршрутизаторы — с локальными сетями организаций.
Как показано ниже, сетевой коммутатор представляет собой многопортовый мост для сетей, работающих на уровне подключения данных модели OSI 2. Он отвечает за передачу данных с использованием адресов управления доступом к среде (MAC). Некоторые коммутаторы могут пересылать данные на сетевой уровень (т. е. уровень 3), поскольку они оснащены функциями маршрутизации. Коммутаторы уровня 3, часто называемые многоуровневыми коммутаторами, являются примерами таких коммутаторов.
Когда кадры отправляются на MAC-адрес, не распознаваемый инфраструктурой коммутатора, они передаются на все порты коммутационного домена для доставки назначенному получателю. Насыщение также происходит в кадрах, используемых для широковещательной и многоадресной рассылки. В рамках архитектуры OSI функция лавинной рассылки BUM преобразует коммутатор в канальный уровень или устройство уровня 2. Затопление BUM относится к лавинной рассылке неизвестного одноадресного, широковещательного и многоадресного трафика.
Коммутатор позволяет связанным устройствам передавать данные и взаимодействовать друг с другом. Когда устройства подключены к коммутаторам, они отмечают информацию об управлении доступом к среде (MAC) устройства. Этот адрес представляет собой код, хранящийся в сетевой карте устройства (NIC), которая является частью устройства, которая подключается к коммутатору через кабель Ethernet.
MAC-адрес определяет, какое связанное устройство отправляет исходящие пакеты и адреса, по которым должны быть доставлены входящие пакеты. В отличие от IP-адреса сетевого уровня 3, который может назначаться устройству спорадически и меняться со временем, MAC-адрес используется для постоянной идентификации физического конечного устройства. Когда устройство передает пакет другому устройству, он достигает коммутатора, который сканирует заголовок пакета, чтобы выяснить, что делать дальше.
Проверяет адрес получателя и передает пакет устройствам через соответствующие порты. Многие коммутаторы оснащены полнодуплексными функциями, чтобы свести к минимуму вероятность коллизий сетевого трафика. Это дает пакетам всю полосу пропускания соединения между устройством и коммутатором.
Несмотря на то, что коммутаторы обычно выполняют функции на уровне 2, они могут работать и на уровне 3. Это необходимо для создания виртуальных локальных сетей (VLAN), т. е. логических сетевых сегментов, выходящих за пределы подсетей. Трафик должен проходить между коммутаторами для перемещения из одной подсети в другую, что упрощается благодаря их встроенным возможностям маршрутизации.
Управляемые коммутаторы, которые чаще всего используются в коммерческих и корпоративных условиях, обеспечивают большую емкость и возможности для ИТ-специалистов. Для настройки управляемых коммутаторов используются интерфейсы командной строки. Они позволяют использовать простые агенты протокола управления сетью, которые предоставляют информацию для устранения неполадок в сети.
Администраторы также могут использовать их для создания виртуальных локальных сетей, чтобы разделить локальную сеть на более мелкие части. Управляемые коммутаторы значительно дороже неуправляемых из-за их дополнительных функций.
Самые простые коммутаторы — это неуправляемые коммутаторы с установленной конфигурацией. Неуправляемый коммутатор просто расширяет Ethernet-соединения локальной сети, обеспечивая дополнительные интернет-соединения с локальными устройствами. Неуправляемые коммутаторы используют MAC-адреса устройств для передачи данных туда и обратно. Обычно они работают по принципу plug-and-play, что означает, что у пользователя есть несколько альтернатив на выбор.
Эти коммутаторы могут иметь конфигурации по умолчанию для таких аспектов, как качество обслуживания, но их нельзя изменить. Неуправляемые коммутаторы относительно дешевы, но плохие возможности делают их непригодными для многих корпоративных приложений.
Возможности PoE теперь доступны на некоторых сетевых коммутаторах, что делает установку устройств IoT и другого оборудования быстрее, проще и безопаснее. PoE — это метод подачи постоянного тока на маломощные устройства по проводу локальной сети. Для устройств с низким энергопотреблением, подключенных к сетевому коммутатору с поддержкой PoE, больше не требуется источник питания. Когда скрыть соединения невозможно, это позволяет избежать необходимости в дополнительных розетках и делает установку более эффективной. Коммутатор с поддержкой PoE также безопаснее, поскольку выходная мощность невелика и управляется разумно.
Коммутаторы локальной вычислительной сети или коммутаторы локальной вычислительной сети обычно используются для связи мест во внутренней локальной сети компании. Его также называют коммутатором Ethernet или коммутатором данных. Эффективное распределение полосы пропускания предотвращает перекрытие пакетов данных при их перемещении по сети. Прежде чем направить доставленный пакет данных по назначению, коммутатор LAN доставляет его. Эти коммутаторы уменьшают перегрузку сети или узкие места, отправляя пакет данных исключительно тому получателю, которому он предназначен.
Управляемые коммутаторы называются интеллектуальными или интеллектуальными коммутаторами, если они имеют характеристики, выходящие за рамки неуправляемого коммутатора, но меньшие, чем у обычного управляемого коммутатора. Поэтому они более совершенны, чем неуправляемые коммутаторы, но дешевле, чем полностью управляемые.
Другие альтернативы, такие как VLAN, могут не предлагать столько функций, сколько полностью управляемые коммутаторы. Однако, поскольку они менее затратны, они могут подойти для небольших сетей с ограниченным бюджетом и меньшими требованиями к функциям.
Модульные коммутаторы позволяют добавлять модули расширения по мере необходимости, обеспечивая большую гибкость по мере роста сети. Модули расширения для беспроводного подключения, брандмауэры и сетевой анализ — вот некоторые примеры опций расширения для конкретных приложений.
Возможны дополнительные подключения, источники питания и охлаждающие вентиляторы. Однако эти коммутаторы значительно дороже стационарных и часто используются в крупных сетях. В большинстве случаев они также включают возможности уровня 3 (в дополнение к уровню 2), что позволяет им работать в качестве сетевых маршрутизаторов.
Коммутаторы с фиксированной конфигурацией имеют фиксированное количество портов и часто не расширяются, что делает их доступными с течением времени. Это самые распространенные переключатели на рынке. Они имеют предопределенное количество портов Ethernet, например, 8 гигабитных портов, 16 портов, 24 порта и 48 портов, среди прочих. Они могут иметь самые разные порты (по скорости и подключению). Однако скорость порта обычно составляет 1 Гбит/с (как минимум), а варианты подключения — это либо проводные электрические порты (RJ45), либо оптоволоконные порты.
Стекируемые коммутаторы позволяют оптимизировать вашу сеть, а также повысить ее надежность. С настоящим стекируемым коммутатором эти кластеры коммутаторов функционируют как единый коммутатор, управляемый одним агентом SNMP/RMON, одним доменом, только одним интерфейсом командной строки (CLI) или веб-интерфейсом.
Возможность создавать группы агрегации каналов, охватывающие несколько устройств в стеке, передавать зеркальный трафик от одного компонента к другому в стеке и настраивать качество обслуживания (QoS), охватывающее все устройства, — все это преимущества использования этих типов коммутаторов для подключения. .
Коммутаторы являются частью уровня 2 модели OSI. Они функционируют на уровне сети передачи данных, и их основная задача заключается в максимально быстрой пересылке кадров Ethernet с одного порта на другой. Поскольку они работают на сетевом уровне модели OSI, эти коммутаторы называются коммутаторами уровня 3. Коммутатор уровня 3 представляет собой гибрид устройств уровней 2 и 3. Их программное обеспечение более сложное, чем традиционные коммутаторы уровня 2, и они могут запускать протоколы динамической маршрутизации.
В последние годы популярность центров обработки данных резко возросла. Почти все крупные организации объединяют свои ИТ-активы и сети в несколько крупных центров обработки данных для упрощения администрирования, управления и по другим причинам. В результате коммутаторы центров обработки данных должны обладать такими функциями, как высокая скорость, огромная емкость портов, низкая задержка, поддержка виртуализации, безопасность и QoS, среди прочего.
Линейка устройств Cisco Nexus — отличный пример коммутаторов для центров обработки данных. Эти коммутаторы идеально подходят для реализации концепции программно-определяемой сети (SDN) и обеспечения виртуализации и программируемости.
Разъем RJ45 подключается к стандартному кабелю Ethernet и является наиболее распространенным интерфейсом коммутатора. Во многих случаях вам потребуется использовать оптоволоконное соединение, чтобы расширить возможности подключения за пределы 100-метрового предела стандартных кабелей Ethernet. Коммутаторы с оптоволоконными портами часто имеют порты RJ45 и дополнительные оптоволоконные порты для подключения к оптоволоконным соединениям.
Съемные волоконно-оптические порты малого форм-фактора — так они называются. В большинстве случаев оптоволоконные порты используются для подключения к другим удаленным коммутаторам, расположенным либо внутри одного здания, либо на объектах, расположенных на расстоянии нескольких километров друг от друга.
Этот переключатель позволяет подключить множество компьютеров к клавиатуре, мыши или монитору. Эти переключатели часто используются для управления группами серверов при отключении кабелей от рабочего стола. KVM-переключатель — отличный интерфейс для пользователя, который хочет управлять многими машинами с одной консоли. Горячие клавиши клавиатуры обычно могут быть настроены на эти устройства, что позволяет быстро переключаться между ПК. Удлинитель KVM может увеличить радиус действия коммутатора на несколько сотен футов для передачи видеосигналов DVI, VGA или HDMI.
Установите соединение с несколькими различными хостами
Сетевой коммутатор может иметь бесконечное количество портов для подключения кабелей, что полезно в звездообразной топологии. Кроме того, коммутаторы соединяют многие компьютеры с сетевой системой. Независимо от того, расположены ли компьютеры в другом конце комнаты или в другом конце света, основная функция сетевого коммутатора — эффективно перемещать пакеты данных с одного компьютера на другой. Это верно независимо от физического расстояния между устройствами. Несколько других устройств помогают передавать данные по маршруту, но коммутатор является важнейшим компонентом сетевой архитектуры.
Каждый порт сетевого коммутатора имеет один и тот же механизм пересылки или фильтрации. Пользователи могут иметь несколько портов, связывающих каждый коммутатор путем каскадного соединения нескольких коммутаторов вместе, каждый из которых может быть настроен и управляться индивидуально в группе.
2. Разгрузка сетевого трафика
Использование коммутаторов для разгрузки трафика в аналитических целях является обычным явлением. Коммутаторы в сети могут помочь регулировать различные типы сетевого трафика, например трафик, входящий и исходящий из сети, а также подключение многих сетевых устройств, таких как персональные компьютеры и точки беспроводного доступа. Ключевым понятием в этом отношении является «переадресация».
Переадресация — это процесс маршрутизации сетевого трафика от одного устройства, подключенного к одному порту сетевого коммутатора, на другое устройство, подключенное к другому порту коммутатора. Этот процесс начинается, когда одно устройство подключается к одному порту, и заканчивается, когда другое устройство подключается к другому порту коммутатора.
Это полезно для сетевой безопасности, поскольку позволяет расположить коммутатор перед маршрутизатором глобальной сети (WAN) перед отправкой трафика в LAN. Также похоже, что использование сетевых коммутаторов упростит обнаружение вторжений, анализ производительности и настройку брандмауэров. Перед отправкой данных в анализатор пакетов или систему обнаружения вторжений, например, зеркалирование портов может помочь создать зеркальную копию информации, проходящей через коммутатор. Это происходит до того, как информация будет отправлена адресату. Это поможет в дальнейшем анализе.
3. Оптимизация полосы пропускания LAN
Сетевые коммутаторы делят сеть LAN на множество доменов коллизий, каждый со своим широкополосным соединением, что приводит к увеличению полосы частот LAN. При передаче кадров сетевые коммутаторы могут генерировать неизменный прямоугольный электрический сигнал.
Коммутаторы — это устройства, функционирующие одновременно на нескольких уровнях модели OSI, таких как каналы передачи данных, сети или транспортные уровни. Многоуровневые коммутаторы — это устройства, которые работают на многих уровнях одновременно. Эффективное переключение требуется для обработки возросшего сетевого трафика от видео и других приложений, интенсивно использующих полосу пропускания, большего количества пользовательских устройств и большего количества пакетов, предназначенных для серверов и облачных хранилищ. Любая малая или средняя фирма может использовать коммутацию LAN для поддержания скорости и надежности, которые нужны пользователям.
4. Заполните таблицу MAC-адресов
Будучи устройством уровня 2, коммутатор будет основывать все свои решения на данных, содержащихся в заголовке L2. В зависимости от источников и пунктов назначения MAC-адресов коммутаторы будут определять путь пересылки. Создание базы данных MAC-адресов, которая сопоставляет каждый из портов коммутатора с MAC-адресами подключенных устройств, является одной из задач коммутатора.
База данных MAC-адресов изначально пуста, и когда коммутатор получает данные, он проверяет поле исходного MAC-адреса входящего кадра. Он заполняет базу данных MAC-адресов исходными MAC-адресами и портом коммутатора, собирающим пакет. Коммутатор в конечном итоге будет иметь полностью заполненную таблицу MAC-адресов, поскольку каждое подключенное устройство что-то доставляет. Затем можно использовать эту таблицу для разумного продвижения кадров в желаемое место.
5. Включите фильтрацию MAC-адресов и другие функции контроля доступа
Наконец, давайте обсудим сценарий использования сетевых коммутаторов для фильтрации. Эта функция указывает, что коммутатор никогда не будет пересылать кадр обратно из того же порта, через который он был получен. Можно использовать фильтр MAC-адресов, чтобы предотвратить подключение определенных узлов. Этого можно добиться путем фильтрации MAC-адресов Ethernet-уровня источника и получателя на исходном (входящем) порту коммутатора.
В зависимости от ваших потребностей в управлении доступом к сети фильтрующий MAC-адрес может быть одноадресным, многоадресным или широковещательным. Когда коммутатору необходимо передать фрейм, он копируется и отправляется на все порты коммутатора, кроме того, который его получил. Хост редко отправляет кадр с пунктом назначения в качестве своего собственного MAC-адреса. Это часто происходит из-за неправильной ситуации или злонамеренности хоста. Когда это происходит, коммутатор в любом случае просто отбрасывает кадр.
Подробнее: Как работает пограничная сеть и что ее ждет в будущем? Тереза Лановиц из AT&T отвечает
Вывод
Глобальный спрос на сетевые коммутаторы постоянно растет, чтобы поддерживать эру удаленного подключения и развития Интернета вещей. Глобальные трекеры IDC обнаружили, что мировой рынок коммутаторов увеличился на 7,5% в третьем квартале 2021 года. Это также связано с более широким внедрением облачных вычислений, поскольку сетевые коммутаторы помогают организовывать, поддерживать и стабилизировать распределение ресурсов в крупномасштабном облаке. вычислительные среды. В ближайшие несколько лет этот спрос еще больше возрастет, поэтому важно знать, как работают сетевые коммутаторы.
Помогла ли вам эта статья понять сетевые коммутаторы и принцип их работы? Расскажите нам по телефону Facebook Открывает новое окно
БОЛЬШЕ О СЕТИ
Что такое компьютерная сеть? Определение, цели, компоненты, типы и рекомендации
10 лучших практик сетевого мониторинга в 2022 году
Топ-10 компаний по производству оборудования для корпоративных сетей в 2022 году
Что такое топология сети? Определение, типы с диаграммами и рекомендации по выбору на 2022 год
Глобальная сеть (WAN) и локальная сеть (LAN): основные различия и сходства
Что такое сетевой коммутатор и как он работает?
Мнение
Коммутаторы
соединяют сегменты сети, обеспечивая полнодуплексную связь, ценные данные о производительности сети и эффективное использование пропускной способности сети.
Кит Шоу
Соавтор, Сетевой мир |
Мартин Уильямс/IDGNS
Современные сети имеют решающее значение для любого предприятия. Сети доставляют бизнес-приложения, мультимедийные сообщения и ключевые данные конечным пользователям по всему миру. Фундаментальным элементом, общим для сетей, является сетевой коммутатор, который помогает подключать устройства для совместного использования ресурсов в локальной сети (LAN).
Что такое сетевой коммутатор?
Сетевой коммутатор — это физическое устройство, которое работает на канальном уровне модели взаимодействия открытых систем (OSI) — уровне 2. Он принимает пакеты, отправленные устройствами, подключенными к его физическим портам, и перенаправляет их на устройства, для которых предназначены пакеты. Коммутаторы также могут работать на сетевом уровне (уровень 3), где происходит маршрутизация.
Коммутаторы являются распространенным компонентом сетей, основанных, среди прочего, на Ethernet, Fibre Channel, асинхронном режиме передачи (ATM) и InfiniBand. Однако сегодня большинство коммутаторов используют Ethernet.
Как работает сетевой коммутатор?
Как только устройство подключается к коммутатору, коммутатор записывает свой адрес управления доступом к среде (MAC) — код, встроенный в карту сетевого интерфейса (NIC) устройства. Сетевая карта подключается к кабелю Ethernet, который подключается к выключатель. Коммутатор использует MAC-адрес, чтобы определить, какие исходящие пакеты устройства отправляются и куда доставлять входящие пакеты.
MAC-адрес идентифицирует физическое устройство и не изменяется, в то время как IP-адрес сетевого уровня (уровень 3) может динамически назначаться устройству и изменяться с течением времени. (Думайте о MAC-адресе как о VIN-номере автомобиля, а об IP-адресе — как о номерном знаке.)
Когда пакет поступает на коммутатор, коммутатор считывает его заголовок, затем сопоставляет адрес или адреса назначения и отправляет пакет через соответствующие порты, ведущие к целевым устройствам.
Чтобы снизить вероятность коллизий между сетевым трафиком, входящим и исходящим от коммутатора и подключенным устройством одновременно, большинство коммутаторов предлагают полнодуплексную функцию, при которой пакеты, поступающие от устройства и направляющиеся к нему, имеют доступ к полной пропускной способности сети. переключать соединение. (Представьте, что два человека разговаривают по смартфонам, а не по рации).
Хотя коммутаторы действительно работают на уровне 2, они также могут работать на уровне 3, что необходимо им для поддержки виртуальных локальных сетей (VLAN), логических сетевых сегментов, которые могут охватывать подсети. Чтобы трафик попадал из одной подсети в другую, он должен проходить между коммутаторами, и этому способствуют встроенные в коммутаторы возможности маршрутизации.
В чем разница между коммутатором и концентратором?
Концентратор также может соединять несколько устройств вместе с целью совместного использования ресурсов, а совокупность устройств, подключенных к концентратору, называется сегментом локальной сети.
Концентратор отличается от коммутатора тем, что пакеты, отправленные с одного из подключенных устройств, рассылаются всем устройствам, подключенным к концентратору. С коммутатором пакеты направляются только на тот порт, который ведет к адресуемому устройству.
Коммутаторы обычно соединяют сегменты локальной сети, поэтому к ним подключаются концентраторы. Коммутаторы отфильтровывают трафик, предназначенный для устройств в том же сегменте локальной сети. Благодаря этой возможности коммутаторы более эффективно используют собственные вычислительные ресурсы, а также пропускную способность сети.
В чем разница между коммутатором и маршрутизатором?
Коммутаторы иногда путают с маршрутизаторами, которые также обеспечивают переадресацию и маршрутизацию сетевого трафика, отсюда и их название. Но делают они это с другой целью и местом.
Маршрутизаторы работают на уровне 3 — сетевом уровне — и используются для соединения сетей с другими сетями.
Простой способ понять разницу между коммутаторами и маршрутизаторами — подумать о локальных и глобальных сетях. Устройства подключаются локально через коммутаторы, а сети подключаются к другим сетям через маршрутизаторы. Это путь, по которому пакет может добраться до Интернета: устройство > концентратор > коммутатор > маршрутизатор > Интернет.
Конечно, бывают случаи, когда функция коммутации встроена в аппаратное обеспечение маршрутизатора, и маршрутизатор также выполняет функции коммутатора.
Подумайте о своем домашнем беспроводном маршрутизаторе. Он направляет широкополосное соединение через свой порт WAN, но обычно также имеет дополнительные порты Ethernet, которые можно использовать для подключения кабеля Ethernet к компьютеру, телевизору, принтеру или даже игровой консоли. В то время как другие устройства в сети, такие как другие ноутбуки и телефоны, подключаются через маршрутизатор Wi-Fi, он по-прежнему предлагает функции переключения через локальную сеть. Таким образом, маршрутизатор, по сути, также является коммутатором. И вы даже можете подключить к маршрутизатору отдельный коммутатор, чтобы обеспечить доступ к Интернету и локальной сети для дополнительных устройств.
Какие существуют типы переключателей?
Коммутаторы различаются по размеру в зависимости от того, сколько устройств вам нужно подключить в определенной области, а также от требуемой скорости/пропускной способности сети. В небольшом офисе или домашнем офисе обычно достаточно четырех- или восьмипортового коммутатора, но для более крупных развертываний обычно используются коммутаторы до 128 портов. Форм-фактор меньшего коммутатора — это устройство, которое можно разместить на рабочем столе, но коммутаторы также можно монтировать в стойку для размещения в коммутационном шкафу, центре обработки данных или ферме серверов. Размеры устанавливаемых в стойку коммутаторов варьируются от 1U до 4U, но доступны и более крупные коммутаторы.
Коммутаторы также различаются по предлагаемой скорости сети: Fast Ethernet (10/100 Мбит/с), Gigabit Ethernet (10/100/1000 Мбит/с), 10 Gigabit (10/100/1000/10000 Мбит/с) и даже 40/ Скорость 100 Гбит/с. Выбор скоростей зависит от пропускной способности, необходимой для поддерживаемых задач.
Коммутаторы также различаются по своим возможностям. Вот четыре типа.
1. Неуправляемый
Неуправляемые коммутаторы — это самые простые коммутаторы с фиксированной конфигурацией. Как правило, они работают по принципу plug-and-play, что означает, что у пользователя практически нет вариантов выбора. У них могут быть настройки по умолчанию для таких функций, как качество обслуживания, но их нельзя изменить. Положительным моментом является то, что неуправляемые коммутаторы относительно недороги, но отсутствие у них функций делает их непригодными для большинства корпоративных целей.
2. Управляемый
Управляемые коммутаторы предлагают больше функций и возможностей для ИТ-специалистов и чаще всего используются в бизнес-среде или на предприятии. Управляемые коммутаторы имеют интерфейсы командной строки (CLI) для их настройки. Они поддерживают агенты простого протокола управления сетью (SNMP), предоставляющие информацию, которую можно использовать для устранения неполадок в сети.
Они также могут поддерживать виртуальные локальные сети, настройки качества обслуживания и IP-маршрутизацию. Безопасность также лучше, защищая все типы трафика, который они обрабатывают. Благодаря расширенным функциям управляемые коммутаторы стоят намного дороже, чем неуправляемые коммутаторы.
3. Интеллектуальные или интеллектуальные коммутаторы
Интеллектуальные или интеллектуальные коммутаторы — это управляемые коммутаторы, которые имеют некоторые функции, превышающие возможности неуправляемого коммутатора, но меньше, чем у управляемого коммутатора. Хотя они более сложны, чем неуправляемые коммутаторы, они также дешевле, чем полностью управляемые коммутаторы. Как правило, они не поддерживают доступ через telnet и имеют веб-интерфейс, а не интерфейс командной строки. Другие варианты, такие как VLAN, могут иметь не так много функций, как те, которые поддерживаются полностью управляемыми коммутаторами. Поскольку они менее дороги, они могут хорошо подходить для небольших компаний с меньшими финансовыми ресурсами и/или с меньшими потребностями в функциях.
4.
квм. Вм. подключение к нескольким компьютерам, что позволяет пользователям управлять группами серверов из одного места или консоли. Добавляя удлинитель KVM, KVM-переключатели могут обеспечить локальный и удаленный доступ к машинам, позволяя компании централизовать обслуживание и управление сервером.
Что такое функции управления сетевым коммутатором?
Полный список функций и возможностей сетевого коммутатора зависит от производителя коммутатора и предоставленного дополнительного программного обеспечения, но в целом коммутатор позволяет профессионалам:
Включать и отключать определенные порты на коммутаторе.
Настройте параметры дуплекса (половина или полный), а также пропускную способность.
Установка уровней качества обслуживания (QoS) для определенного порта.
Включить фильтрацию MAC-адресов и другие функции контроля доступа.
Настройте SNMP-мониторинг устройств, включая работоспособность канала.
Настройте зеркальное отображение портов для мониторинга сетевого трафика.
Какова стоимость сетевых коммутаторов?
Коммутаторы по-прежнему важны для современного предприятия, поскольку их возможности могут обеспечить дальнейшее беспроводное подключение, а также поддержку устройств Интернета вещей и интеллектуальных зданий, которые помогают обеспечить более устойчивую работу. Растущее использование устройств промышленного Интернета вещей, которые соединяют датчики и оборудование на заводах, также требует коммутационных технологий для обратного подключения к корпоративной сети.
Современные коммутаторы теперь, вероятно, включают технологию Power over Ethernet (PoE), которая может обеспечивать мощность до 100 Вт для поддержки устройств, подключенных к сети. Это позволяет компаниям размещать устройства в местах, где не требуется отдельная розетка питания, например, камеры видеонаблюдения, наружное освещение, точки беспроводного доступа, VoIP-телефоны и множество датчиков (температура, влажность, влажность и т. д.), которые могут контролировать удаленные районы. . Данные, собираемые и передаваемые с устройств IoT, могут быть собраны коммутатором и применены к алгоритмам искусственного интеллекта и машинного обучения, чтобы помочь оптимизировать более интеллектуальные среды.
Как еще можно использовать сетевые коммутаторы?
В больших сетях коммутаторы часто используются для разгрузки трафика для аналитики. Это может быть важно для специалистов по безопасности, поскольку коммутатор может быть размещен перед маршрутизатором глобальной сети до того, как трафик пойдет в локальную сеть. Это может облегчить обнаружение вторжений, анализ производительности и межсетевой экран. Во многих случаях зеркалирование портов может создать зеркальное отображение данных, проходящих через коммутатор, перед их отправкой в систему обнаружения вторжений или анализатор пакетов.