Свойства коммутаторов
Сегодня практически вся электроника в доме, офисе, на предприятиях требует подключения к интернету. И мы говорим не о Wi-Fi, а именно о традиционном Ethernet-подключении с помощью старой доброй витой пары, RJ-45 и прочих радостей жизни.
Давайте сначала поговорим о характеристиках, которые стоит учитывать при выборе любого коммутирующего устройства: количественные и функциональные преимущества. Именно от них принято отталкиваться в первую очередь при планировании инфраструктуры сети.
Количество портов коммутатора
По сути, это главная характеристика, поскольку число гнезд подключения напрямую влияет на количество оборудования, которое можно объединить.
Один свитч поддерживает от 5 до 48 портов. Наибольший интерес у большинства рядовых пользователей вызывают модели на 5-15 гнезд. Этого достаточно, чтобы обустроить небольшую домашнюю сеть, подключив к ней сетевое оборудование, средства умного дома и не только. Корпоративный сегмент уже смотрит на свитчи с 15-52 гнездами подключения. В последнем случае работают 48 обычных + 4 сервисных.
Скорость портов коммутатора достигает либо 100 Мбит/с, либо 1 Гбит/с. Рекомендуем смотреть в сторону гигабитных каналов . Хотя бы потому, что в ближайшем будущем они станут таким же мейнстримом, как сегодня 100 Мбит. А если что-то покупать на несколько лет, лучше немного переплатить сейчас и не тратиться на апгрейд в будущем.
Поддержка PoE
Если этот параметр предусмотрен в спецификациях, значит подключаемые устройства (так называемые PoE-коммутаторы) можно запитывать от сетевого кабеля, не создавая никаких помех в сигнале. Режим особенно полезен для оборудования, которое настоятельно не рекомендуется подключать к источнику сетевого питания (WEB-камеры).
Количество SFP-портов
SFP — особые порты высокого уровня. Они служат преимущественно для объединения двух и более устройств в единых кластер. В отличие от Ethernet предусмотрена передача информации на расстояние более 100 метров без потери скорости. Подобные порты не оснащают приемо-передатчиками. Это всего лишь слот для SFP-модуля. А вот последний как раз и представляет наибольший интерес, ведь в него можно воткнуть как витую пару, так и оптику.
Скорость коммутаторов
Количество — это хорошо, но качество тоже немаловажно. От него зависит степень выдерживаемой на сеть нагрузки без ухода в аварийный режим, перезагрузку, перегрев, а то и выход из строя. Естественно, цена от этого вырастает, но при этом пользователь получает ряд функциональных преимуществ.
Скорость обслуживания пакетов
Этот параметр определяет производительность, или иначе быстроту, с которой устройство обрабатывает передаваемые данные. Измеряется в миллионах пакетов в секунду — Mpps. Под скоростью обслуживания подразумевают два взаимосвязанных процесса:
1. filtering - фильтрация;2. forvarding - передача пакетов внутри одной сети.
Первый параметр определяет ту скорость, с которой свитч за одну секунду производит с поступающими пакетами информации следующие действия:
- прием фрейма во временный буфер;
- оперативный поиск порта для адреса назначения, используя таблицу с адресами;
- уничтожение фрейма, если источник и приемник имеют идентичные показатели.
Скорость продвижения — параметр, который определяет с какой скоростью (в секунду) свитч обрабатывает и передает информацию по такому алгоритму:
- помещает кадр в буфер;
- ищет порт назначения;
- пересылает кадр адресату.
Предполагается, что эти количественные характеристики соответствуют пропускной способности Ethernet и имеют минимальный размер в 64 байта. Исходя из этого, диапазон скоростного лимита для оборудования может колебаться в пределах 1.4-71.4 Mpps.
Далее по степени значимости можно выделить следующие свойства:
3. способность прогона пакетов (пропускная);4. задержка фрейма во время его передачи;
5. размер вшитой таблицы адресов;
6. буфер фрейма/фреймов;
7. общая производительность.
Рассмотрим их подробно.
Внутренняя пропускная способность коммутатора
Параметр также известен как thoughput. Измеряется общим числом данных, которые были перенаправлены через порты за указанный отрезок времени. Чем длиннее передаваемый фрейм, тем выше нужна полоса пропускания. Для стандартных 14 880 кадров/сек пропускная способность для 64-х байтных пакетов составляет 5.48 Мбайт в секунду. Лимит для скорости передачи определяется самим коммутатором.
Задержка фрейма
Этот параметр означает время, которое было затрачено с момента передачи кадра в буфер свитча и до его приема на адресный порт. Иными словами — это скорость движения одного кадра с выполнением таких операций как:
- обращение к таблицы сохраненных адресов;
- буферизация;
- решение о дальнейшем движении или фильтрации по месту;
- организация доступа к выходным портам.
Также немалую роль в этом процессе играет тип движения кадров. При «сквозной» коммутации задержки колеблются от 10 до 40 мкс. Полная буферизация обычно занимает от 50 до 200 мкс. Все зависит от длины фрейма.
При высокой загрузке оборудования зачастую даже при «сквозной» коммутации большое количество входящих фреймов должны толпиться в буферной зоне. А потому сложные дорогие устройства имеют адаптивный режим работы и самостоятельно определяют тип трафика.
Объем CAM-таблицы
Этот параметр определяет предельное число MAC-адресов, вмещаемых таблицей соответствия портов в памяти. Значения в таблице MAC-адресов коммутатора различаются для каждого порта. При переполнении хранилища самая старая запись перезаписывается самой новой. Даже несмотря на переполнение, сеть продолжает работу, однако пропускная способность сильно снижается из-за перегрузки избыточным трафиком.
Объем буфера
Параметр определяет емкость временного хранилища фреймов, если отсутствует возможность их моментальной передачи на порты адресации. Трафик при этом распределяется неравномерно, периодически случаются пульсации. Объем буферной зоны во многом определяет то, какую нагрузку коммутатор может выдержать без последствий.
Простые модели рассчитаны на несколько сотен килобайт/порт. Дорогостоящие устройства предлагают до 5-10 мегабайт соответственно.
Выводы
Коммутаторы — многоуровневые агрегаты, которые практически невозможно рассматривать по одному параметру. Технику рассматривают в комплексе и примеряют ее характеристики под определенную задачу.
В сферическом вакууме, к которому все стремятся, коммутатор передает фреймы на той же скорости, что и подключенный внешний узел. Естественно, без потерь, задержек и простоев. Для этих целей вся внутренняя начинка устройства должна соответствовать объемам поступающего трафика.
Но в реальности существует множество физических ограничений, накладываемых на возможности коммутаторов:
- типы трафика;
- интенсивность передачи;
- размеры кадров;
- скорость распределения сигнала по портам.
Эталонную систему оценки свитчей пока не придумали, есть лишь «корпоративные тесты» для конкретных случаев. Иными словами, практический метод все еще остается самым действенным. Если устройство удовлетворяет вашим потребностям и показывает отличную производительность в сети — значит выбор верный. Остальное покажет только опыт.
Если у вас еще остались вопросы по критериям выбора сетевого оборудования, вы всегда можете задать их нашим специалистам. Закажите консультацию, и мы предоставим вам всю требуемую информацию.
