Czym jest switch?

Czym jest switch?

Domowa sieć komputerowa często wymaga podłączenia kilku urządzeń jednocześnie: komputer stacjonarny, konsola do gier, telewizor Smart TV, drukarka sieciowa lub NAS. Lista sprzętu korzystającego z przewodowego dostępu do internetu potrafi być długa. Problem w tym, że router zazwyczaj dysponuje zaledwie czterema portami LAN. Co zrobić, gdy potrzeba więcej gniazd? Odpowiedzią jest switch sieciowy, tylko co to dokładnie jest? To urządzenie rozbudowujące liczbę dostępnych portów Ethernet w sieci lokalnej. Działa jak rozgałęźnik, ale jest znacznie bardziej inteligentny niż zwykły hub znany z przeszłości. Zamiast bezmyślnie rozsyłać dane do wszystkich podłączonych urządzeń, switch analizuje ruch i kieruje pakiety, gdzie są potrzebne. W tym blogu wyjaśnimy, czym dokładnie jest switch, jak działa i dlaczego stał się nieodzownym elementem każdej profesjonalnej sieci. Przedstawimy różnice między typami przełączników, opiszemy najważniejsze parametry techniczne i podpowiemy, kiedy zakup takiego sprzętu ma sens.

Switch sieciowy – co to jest i jakie ma zastosowanie?

Switch to urządzenie sieciowe pracujące w warstwie drugiej modelu OSI, które łączy ze sobą komputery i inne sprzęty w obrębie sieci lokalnej. Posiada wiele portów Ethernet – od kilku do kilkudziesięciu – i zarządza przepływem danych między podłączonymi maszynami. Pod względem technicznym switch sieciowy to sprzęt analizujący adresy MAC przesyłanych ramek i podejmujący decyzje o trasie ich dostarczenia. Gdy dane docierają do switcha, czyta on informację o adresie odbiorcy i wysyła pakiet tylko do odpowiedniego portu. Reszta urządzeń nie otrzymuje niepotrzebnego ruchu, dzięki czemu wzrasta wydajność całej sieci.

Różnice między switchem a innymi urządzeniami

Router kieruje ruch między różnymi sieciami, na przykład łączy sieć domową z internetem. Przełącznik switch to robi inaczej. Działa wewnątrz jednej sieci lokalnej i rozdziela ruch między komputery podłączone bezpośrednio do niego. Hub to starszy brat switcha. Każdy pakiet danych trafiający do huba był kopiowany i wysyłany do wszystkich portów jednocześnie. Generowało to chaos, kolizje i drastycznie obniżało przepustowość. Współczesne switche całkowicie wyparły huby z rynku.

Switch pełni rolę centralnego punktu dystrybucji ruchu w sieci przewodowej. Bez niego budowa większej infrastruktury byłaby niemożliwa. Router sam w sobie oferuje zbyt mało gniazd, by obsłużyć kilkanaście czy kilkadziesiąt urządzeń.

przełącznik switch co to

Jak działa switch sieciowy?

Proces przekazywania danych w switchu opiera się na inteligentnej analizie ruchu sieciowego. Urządzenie nie rozsyła pakietów na ślepo do wszystkich portów, lecz precyzyjnie kieruje je do właściwego odbiorcy. Mechanizm ten opiera się na tablicy adresów MAC przechowywanej w pamięci switcha.

Nauka adresów w sieci

Po pierwszym włączeniu switch nie wie jeszcze, jakie urządzenia są podłączone do poszczególnych portów. Tablica adresów jest pusta. Gdy komputer wysyła pierwszą ramkę danych, switch rejestruje jego adres MAC i numer portu, z którego przyszedł sygnał. Zapisuje tę informację w swojej pamięci. Z każdym kolejnym pakietem baza się rozbudowuje, aż switch poznaje lokalizację wszystkich aktywnych urządzeń.

Przekazywanie pakietów

Komputer A chce wysłać dane do komputera B, ramka trafia do switcha, aby ten mógł odczytać adres docelowy. Sprawdza swoją tablicę i pod którym portem znajduje się komputer B. Pakiet wędruje tylko we wskazane miejsce. Pozostałe porty pozostają nieobciążone tym ruchem. Komputery C, D i E nawet nie wiedzą, że zaszła transmisja danych.

Przewaga nad hubem

Hub rozgłaszał każdy pakiet do wszystkich podłączonych urządzeń. Sieć 10 komputerów oznaczała, że każda maszyna otrzymywała 90% ruchu jej niezwiązanego. To zjadało przepustowość i generowało kolizje, gdy dwa urządzenia próbowały wysłać dane równocześnie. Switch eliminuje ten problem całkowicie. Każdy port działa niezależnie, tworząc dedykowaną ścieżkę transmisji między dwoma urządzeniami. Przepustowość nie jest dzielona. Komputer podłączony do portu gigabitowego ma do dyspozycji pełny gigabit, nawet gdy inne porty pracują jednocześnie.

Rodzaje switchy

Rynek oferuje dwa główne typy przełączników o różnym stopniu zaawansowania i możliwościach. Wybór między nimi zależy od skali sieci i wymagań wobec jej zarządzania.

Switche niezarządzalne

Najprostszym typem urządzeń są switche niezarządzalne. Działają one według zasady "plug and play". Po podłączeniu do prądu i wpięciu kabli switch rozpoczynają pracę natychmiast bez jakiejkolwiek konfiguracji. Nie wymagają żadnej wiedzy technicznej ani ingerencji użytkownika. Tablica adresów MAC buduje się automatycznie, a urządzenie samo decyduje o routingu pakietów.

Ten rodzaj sprzętu instaluje się w domach, małych biurach i miejscach, gdzie sieć składa się z kilkunastu komputerów bez specjalnych wymagań. Cena jest niska, instalacja błyskawiczna, a awaryjność minimalna. Brak opcji konfiguracyjnych nie dopuszcza do popełnienia błędów wynikających z niewłaściwych ustawień.

Switche zarządzalne

Są to zaawansowane urządzenia oferujące dostęp do interfejsu konfiguracyjnego przez przeglądarkę lub dedykowaną aplikację. Administrator sieci dostaje kontrolę nad wieloma parametrami: priorytetyzacją ruchu (QoS), segmentacją sieci na wirtualne VLAN-y, monitorowaniem obciążenia portów czy zabezpieczeniami dostępu.

Firmy, instytucje publiczne i większe organizacje sięgają właśnie po switche zarządzalne. Cena jest wyższa, ale funkcje rekompensują ten koszt w środowiskach wymagających precyzyjnej kontroli.

Popularne marki na rynku

TP-Link zdominował rynek domowy i segment SOHO swoimi przełącznikami sieciowymi. Dobrym przykładem dostępnego sprzętu dla tego segmentu jest switch TP-Link. Co to jest w praktyce? Producent oferuje zarówno proste przełączniki niezarządzalne za kilkadziesiąt złotych, jak i zaawansowane modele z pełnym wsparciem dla VLAN i QoS. Dostępność, przystępna cena i solidne wykonanie sprawiły, że marka zyskała ogromną popularność wśród użytkowników domowych. W segmencie korporacyjnym dużą rolę odgrywają switche HP, które są cenione za niezawodność i zaawansowane opcje zarządzania siecią.

switch co to

Parametry techniczne

Specyfikacja techniczna switcha decyduje o tym, jak sprawnie poradzi sobie z obsługą sieci i czy spełni oczekiwania wobec przyszłego rozwoju infrastruktury.

Liczba portów

Switche dostępne są w konfiguracjach od 5 do 48 portów, a nawet więcej w modelach modularnych. Małe urządzenia domowe oferują zazwyczaj 5 lub 8 gniazd Ethernet. Biura średniej wielkości sięgają po switch 24 porty lub konfiguracje 16-portowe. Duże infrastruktury korporacyjne i centra danych wymagają przełączników z 48 portami lub stosów wielu urządzeń połączonych ze sobą. Przy wyborze liczby portów trzeba uwzględnić przyszły rozwój sieci. Zakup switcha z rezerwą gniazd oszczędza konieczności wymiany sprzętu za rok czy dwa, gdy trzeba będzie podłączyć kolejne urządzenia.

Prędkość portów

Fast Ethernet (100 Mb/s) to standard historyczny, dziś spotykany głównie w najtańszych modelach. Gigabit Ethernet (1000 Mb/s, czyli 1 Gb/s) jest najpopularniejszy i stanowi minimum dla współczesnych sieci. Transfer plików między komputerami, strumieniowanie wideo w wysokiej rozdzielczości czy regularne backupy wymagają przepustowości gigabitowej. Nowsze standardy zaliczają porty 2.5G, 5G i 10G (10 000 Mb/s). Te ostatnie wykorzystywane są głównie do łączenia switchy między sobą (uplink) lub podłączania serwerów i macierzy dyskowych w centrach danych.

Przepustowość backplane

Backplane to łącząca wszystkie porty ze sobą wewnętrzna magistrala danych switcha. Jej przepustowość określa, ile danych urządzenie przetworzy jednocześnie bez tworzenia wąskich gardeł. Switch 24-portowy z portami gigabitowymi powinien mieć backplane o przepustowości co najmniej 48 Gb/s (24 porty x 2 Gb/s full-duplex).

Porty PoE

Power over Ethernet to technologia zasilania urządzeń bezpośrednio przez kabel sieciowy. Switche wyposażone w PoE eliminują potrzebę osobnych przewodów zasilających dla kamer IP, punktów dostępowych Wi-Fi, telefonów VoIP czy czujników IoT. Standard PoE+ dostarcza do 30 W mocy na port, co zwykle wystarcza dla większości urządzeń sieciowych.

Zastosowania switchy

Przełączniki sieciowe trafiają do różnorodnych środowisk, od małych gospodarstw domowych po zaawansowane infrastruktury korporacyjne. Konkretne zastosowanie zależy od skali sieci i specyfiki podłączanych urządzeń.

Sieci domowe

Domowa sieć przewodowa potrzebuje switcha, gdy router nie oferuje wystarczającej liczby portów LAN. Dostępne gniazda się wyczerpują po podłączeniu konsoli do gier, komputera stacjonarnego, telewizora Smart TV lub drukarki sieciowej. Switch 5 lub 8-portowy rozwiązuje ten problem bez naliczania większych kosztów. Stabilne połączenie przewodowe gwarantuje niższe opóźnienia niż Wi-Fi zwłaszcza podczas rozgrywek online i przesyłania dużych plików.

Biura i małe firmy

Środowisko biurowe z kilkunastoma stanowiskami komputerowymi to typowe miejsce dla switcha 16 lub 24-portowego. Każde biurko potrzebuje dostępu do sieci, a często także telefon VoIP i drukarka sieciowa współdzielona przez zespół. Modele z portami PoE upraszczają instalację telefonów i punktów dostępowych bez dodatkowych zasilaczy. W otwartych przestrzeniach biurowych sprawdza się switch bez wentylatora w wersji zarządzalnej, eliminujący hałas z pomieszczenia pracy.

Centra danych i duże infrastruktury

Serwerownie i centra danych bazują na switchach o wysokiej gęstości portów i przepustowości 10G lub wyższej. Setki serwerów wymieniających dane między sobą działają na przełącznikach zarządzalnych z zaawansowanymi funkcjami QoS i VLAN. Ograniczenie zbędnych połączeń i szybkość transmisji decydują o dostępności usług dla tysięcy użytkowników.

Systemy monitoringu i automatyki

Kamery IP, czujniki alarmowe, systemy kontroli dostępu i urządzenia IoT podłączane są do dedykowanych switchy z portami PoE. Jeden kabel Ethernet dostarcza zarówno dane, jak i zasilanie. To znacznie upraszcza instalację w budynkach, magazynach czy parkingach. Switch 8-portowy z PoE obsłuży kilka kamer monitorujących firmę lub mieszkanie.

Switch to urządzenie rozbudowujące liczbę dostępnych portów Ethernet i zarządzające ruchem w sieci lokalnej. Działa inteligentnie, kierując pakiety danych tylko do właściwych odbiorców, zamiast rozsyłać je do wszystkich podłączonych urządzeń. Tablica adresów MAC i analiza ruchu sprawiają, że przepustowość zostaje wykorzystana w optymalny sposób. Przełączniki dzielą się na niezarządzalne i zarządzalne. Pierwsze działają od razu po podłączeniu i są pierwszym wyborem w domach oraz małych biurach. Drugie oferują zaawansowane opcje konfiguracji i trafiają do większych firm oraz infrastruktur wymagających segmentacji sieci i priorytetyzacji ruchu. Zakup switcha ma sens, gdy liczba urządzeń przewodowych przekracza możliwości routera. Stabilność połączenia, niskie opóźnienia i pełna przepustowość dla każdego portu to argumenty przemawiające za siecią przewodową.