Коммутатор: обзор устройства для построения локальной сети

Содержание:

Ключевая разница:

Маршрутизаторы и коммутаторы часто используются взаимозаменяемо для обозначения способа отправки и получения пакетов данных между двумя соединениями. Однако маршрутизаторы и коммутаторы имеют четкие различия и их не следует путать с другими. Маршрутизаторы предлагают дополнительную возможность подключения к Интернету.

Наиболее распространенный тип маршрутизаторов — это небольшие офисные или домашние маршрутизаторы, которые отвечают за передачу данных с компьютера на кабельный или DSL-модем владельца, который подключен к Интернету. Другие маршрутизаторы — это крупные типы предприятий, которые соединяют крупные предприятия с мощными базовыми маршрутизаторами, которые направляют данные в Интернет. При подключении во взаимосвязанных сетях маршрутизаторы обмениваются данными, такими как адреса назначения, с использованием протокола динамической маршрутизации. Каждый маршрутизатор отвечает за создание таблицы, в которой перечислены предпочтительные маршруты между любыми двумя системами во взаимосвязанных сетях. Маршрутизаторы также можно использовать для подключения двух или более логических групп компьютерных устройств, известных как подсети. Маршрутизаторы могут предлагать несколько функций, таких как DHCP-сервер, NAT, статическая маршрутизация и беспроводные сети.

Коммутаторы считаются более интеллектуальным концентратором, поскольку он собирает информацию о пакетах данных, которые он получает, и направляет их только в ту сеть, для которой он предназначен. Когда коммутатор принимает пакет данных, он проверяет адрес данных, отправителя и получателя и сохраняет память, после чего он затем отправляет данные на устройство, для которого предназначены данные. Большинство современных локальных сетей Ethernet (LAN) работают на коммутаторах. Небольшие офисы и бытовые устройства обычно используют однослойный коммутатор, в то время как для больших приложений требуются многослойные коммутаторы. Коммутаторы используют мост или маршрутизатор, чтобы разделить больший домен коллизий на меньшие домены коллизий, что приводит к меньшим коллизиям. Каждый порт имеет отдельный домен коллизий, что позволяет компьютерам поддерживать выделенную полосу пропускания.

Маршрутизатор обычно требует коммутатора, и многие маршрутизаторы входят со встроенным 4-портовым коммутатором; однако для коммутатора не требуется наличие маршрутизатора. По мере того, как к маршрутизатору добавляется больше соединений, для размещения соединений также потребуется больше коммутаторов. Это также ухудшит пропускную способность и замедлит соединение. Таким образом, расширение количества подключений также должно включать обновление пропускной способности, которую человек получает от своего провайдера.

Принцип работы коммутатора

Чтобы понять, в чем разница между коммутатором и маршрутизатором, необходимо изучить основы работы этих устройств. Стоит отметить, что коммутатор, который устанавливается для компьютерных сетей, называется сетевым. Такой прибор применяется для подключения разнообразных компьютеров в сеть в пределах нескольких либо одного сегмента. При этом стоит отметить, что используется канальный, то есть второй уровень модели OSI. Первый уровень применяют устаревшие концентраторы. При этом девайс передаёт информацию непосредственно получателю, что повышает безопасность и производительность устройства по сравнению с концентратором. Коммутатор сохраняет специальные таблицы коммутации. Это сведения о соответствии MAC-адресов узлов к портам гаджета. В процессе работы девайс устанавливает MAC-адрес хоста-отправителя и заносит информацию в таблицу.

Другими словами, любой фрагмент Ethernet, то есть фрагмент пакетной передачи данных, имеет MAC-адрес. Гаджет фиксирует данные о нем и осуществляет работу своеобразного регулировщика, то есть определяет компьютер, на который можно пересылать информацию. Соответственно, на другие компьютеры данные не могут быть переданы. Таким образом, сетевой девайс такого типа гарантирует прямое подключение между передающим и принимающим ноутбуком, компьютером.

Такой девайс не всегда удобно применять при работе с крупными сетями , поскольку память таблиц, с которыми он работает, является лимитированной. При этом такие устройства имеют невысокую цену и обладают прекрасной скоростью функционирования. Очень часто их применяют в крупных компаниях для построения сетей, поскольку такой вариант является недорогим.

Отличие от маршрутизатора

Мы разобрались с тем, что нет существенных между коммутатором и свитчем, разница с концентратором тоже понятна, остался только один вопрос — чем же от них отличается маршрутизатор.

Роутер (маршрутизатор) — это устройство, которое может не только распределять трафик по адресатам, но и работать в соответствии с правилами и таблицами маршрутизации. Это мини-компьютер с широким спектром настраиваемых функций. Роутер может быть и проводным и использовать технологию WiFi, принцип работы остаётся тем же.

Разобравшись с тем, что такое коммутатор (свитч), для чего нужен и что он делает, можно подвести итоги. Это устройство используется для создания сегментов сети, оно лучше концентратора, но менее функционально, чем роутер.

А коммутаторы используются в сетях с простой системой распределения трафика, это позволяет сохранить безопасность и избежать настройки и администрирования роутера.

Принцип работы коммутатора системы зажигания

Назначение коммутатора в системе зажигания — управление напряжением, которое проходит по сигналам, поступающим с ЭБУ. При вращении коленвала распределительный датчик создает импульсы, которые поступают на переключатель. Он формирует импульсы в катушке зажигания (первичная электрообмотка).

Потом он появляется во вторичной электрообмотке. Напряжение поступает на основной распределительный контакт, потом по проводке идет на свечи, образующие искру.

Когда коленвал увеличивает обороты, контроль над регулировкой угла опережения зажигания берет на себя центростремительный регулятор. При изменении нагрузки на силовой агрегат эту функцию выполняет вакуумный регулятор. Использование транзисторов позволяет уменьшить нагрузку на прерыватель — сила тока при этом, наоборот, увеличивается. Это даёт усовершенствованным системам ряд преимуществ:

• степень сжатия увеличивается;
• вся система зажигания работает дольше;
• система может нормально работать при больших нагрузках на мотор.

Коммутатор – назначение и принцип работы

Коммутатор, или как его еще принято называть – свич, предназначен для соединения нескольких узлов сети, но, в отличие от маршрутизатора, только в рамках одного ее сегмента. То есть разница в принципе работы заключается в использовании уровня канальной модели OSI, а не сетевой, как у маршрутизаторов. Кроме этого, коммутаторы работают с MAC-адресами хостов отправителей и получателей локальной сети, а работа маршрутизатора опирается на их IP-адреса.

Таким образом, выход в интернет всем компьютерам, объединенным в единую локальную сеть посредством только лишь коммутатора (свича), условно не возможен. Что значит условно невозможен? Это значит, что выход в интернет всем локальным ПК только лишь через свич в принципе можно настроить, но по определенной схеме. Для этого кабель интернета нужно воткнуть в один компьютер, назовем его главным, и настроить на нем выход в интернет. Далее, уже через свич раздать с него доступ в интернет всем остальным ПК локальной сети.

Минус данной схемы в том, что настройки для доступа в интернет всем локальным ПК через коммутатор могут показаться сложными. Кроме этого, чтобы на всех компьютерах был интернет, первый (главный ПК) должен быть включен. В противном случае придется приобрести маршрутизатор и подключить все локальные компьютеры по схеме: компьютеры → коммутатор → маршрутизатор → интернет. В таком случае, свич будет исполнять роль связующего звена между ПК и маршрутизатором, который в свою очередь подключен к сети интернет.

По идее в данной схеме, легко можно обойтись без коммутатора, но при условии, что портов в вышеупомянутом устройстве, подключенному к сети интернет, хватит для всех локальных компьютеров.

К достоинствам коммутаторов, в отличие от маршрутизаторов, можно отнести более быструю передачу данных в рамках локальной сети. Поэтому если не стоит цель открывать доступ в интернет всем локальным компьютерам, то можно обойтись только лишь коммутатором. Скорость обмена данными между ПК будет значительно выше.

В принципе, нет смысла более детально углубляться в технические особенности работы маршрутизатора и коммутатора, разница между ними, думаю и так вам стала понятна.

Возможно и эти статьи Вам будут так же интересны

• Чем отличается роутер от маршрутизатора?
• Подробная настройка роутера D-Link DIR 300
• Как узнать пароль от WiFi на телефоне
• Как поменять пароль на WiFi-роутере
• Как подключить домашний компьютер к Wi-Fi сети

Режимы коммутации

Устройство может передавать трафик на узлы в нескольких режимах, они отличаются соотношением времени ожидания и надежности.

Режимы коммутации:

1. Сквозной. Используется, когда скорость важнее надежности. Пакет данных отправляется сразу, как получен MAC-адрес узла-получателя. При таком режиме невозможно вычислять контрольные суммы, а именно они показывают наличие/отсутствие ошибок, поэтому надёжность не контролируется.
2. С промежуточным хранением. В этом случае надёжность важнее, и свитч сначала полностью получает пакет данных (кадр), потом проверяет контрольную сумму, чтобы убедиться, что ошибок нет. Только после этого пакет отправляется к получателю, а кадры с ошибками отбрасываются.
3. Бесфрагментный. Это компромисс между скоростью и надёжностью: считываются и проверяются лишь первые 64 байта, после чего кадр начинает передаваться на узел.

Типы коммутаторов

Из всего разнообразия данного вида приборов для авто и мототехники предназначены следующие:

• устройство, которое имеет высоковольтный встроенный генератор – DC CDI;
• коммутатор, что работает только в присутствии дополнительного источника высокого напряжения – AC CDI;
• катушка-коммутатор.

Коммутаторы DC-типа являются самыми применяемыми из-за легкого подключения, они имеют на корпусе лишь четыре контакта: датчик Холла, минус, плюс, катушка зажигания.

Данные приборы имеют широкий модельный ряд:

• без ограничителя максимального числа оборотов или с ним;
• с возможностью изменять фазы опережения зажигания;
• для различных нужд — наличие дополнительных контактных групп.

Коммутаторы АС-типа отличаются от первых тем, что им не нужно постоянное наличие напряжения, и подключаются они несколько сложнее. Также они имеют очень маленькие размеры и, следовательно, более простую конструкцию. В силу этого они не обладают ограничителем максимального числа оборотов, что снижает безопасность использования техники.

Коммутаторы-катушки представляют собой самый интересный, слабоизученный и малораспространенный вид. Они соединяют в себе катушку зажигания и коммутирующий элемент, а также не оснащены датчиком Холла.

Принцип их действия заключается в прерывании тока, который протекает через высоковольтный трансформатор с низковольтной намоткой-катушкой. Само прерывание осуществляется контактным выключателем, что приводится в действие с помощью вала распределителя зажигания.

Система с механическим прерывателем имеет следующие недостатки:

1. Из-за слишком высокого тока, протекающего в первичной обмотке катушки, в прерывателе часто вырабатывается искра, которая приводит к порче контактов: они оплавляются и обгорают.
2. В холодное и сырое время года контакты подвергаются электрохимической эрозии.
3. Высокий ток в контактах прерывателя приводит к тому, что продолжительность разряда искры зажигания является кратковременной, это приводит к некачественному поджиганию топлива и нестабильной работе двигателя на низких оборотах. Следовательно, требуются затраты на обогащенную смесь.

Устранение этих недостатков стало возможным с появлением высоковольтных транзисторов высокой мощности и созданием бесконтактных систем электронного зажигания.

Некоторые водители пытаются улучшить технические характеристики транспортного средства путем замены контактной системы зажигания бесконтактной от новой модели. Это затратно и трудоемко, ведь требуется поменять систему зажигания полностью и приобрести электронный коммутатор. Кроме того, не всегда удается найти подходящий к старому новый вариант коммутации зажигания.

Несмотря на это, даже если между катушкой зажигания и контактным прерывателем подключить простой коммутатор на мощном транзисторе, можно заметно повысить качество системы контактного зажигания автомобиля:

• перестанут оплавляться контакты прерывателя из-за уменьшения тока;
• продолжительность заряда искры увеличится примерно вдвое, что вызовет лучшее поджигание горючего;
• систему всегда можно вернуть к первоначальному варианту простой перекоммутацией провода в случае поломки коммутатора на транзисторе.

Для чего нужен, где находится и как выглядит

Как и было сказано, коммутатор нужен для езды на бензине низко октановых марок. Стоит такое горючее значительно дешевле премиум-сортов. При этом отдача мотора по-прежнему остаётся на высоком уровне за счёт лучшего воспламенения смеси воздуха и топлива. Таким образом, коммутатор — это устройство, содействующее появлению в блоке зажигания продуктивной искры. Его можно считать микрокомпьютером, стимулирующим преобразователь. Естественно, коммутатор должен опираться на какие-то данные. В нашем случае, это сигналы датчика синхронизации.

Конструктивно элемент может совмещаться с ЭБУ. В этом случае он располагается на трамблёре (Ваз 2106, 2107) или рядом с преобразователем — на ЗИЛ ТК102У. Не исключение — вариант нахождения на отдельной металлической площадке. Как правило, это или крыло автомобиля, или перегородка под капотом (Ford). А на немецких Audi коммутатор установлен в моторном отсеке под лобовым стеклом. Для него предусмотрен защитный кожух из влагонепроницаемого материала.

ПЕРВЫЕ КОММУТАТОРЫ

На первых автомобилях устанавливались самые простые блоки управления системой зажигания. Схема их работы приведена ниже.

В данной схеме используется принцип самоиндукции. Разрыв цепи протекания тока в обмотке бобины сопровождается вторичной высоковольтной ЭДС. При этом на контакте свечи появляется искра. Цепь разрывается благодаря замыканию контактов на прерывателе.

Эта схема коммутатора зажигания отличается простотой и надежностью, потому устанавливалась на автомобили долгое время, несмотря на ее явные недостатки. Даже после изменения элементарной базы, первоначальный принцип работы устройства сохранился.

Основной недостаток такой системы – слишком высокий ток, протекающий через катушку. Как результат – появление искрения в прерывателе, его оплавление и обгорание контактов. К этому следует добавить и небольшую длительность искрового разряда. В результате для полноценного поджигания требуется более обогащенная горючая смесь, появляется плохая приемистость двигателя на низких оборотах, увеличивается расход топлива.

Но со временем автомобилестроение вышло на новый уровень, и в системах зажигания начали использоваться электронные коммутаторы зажигания.

УСТРОЙСТВО КОММУТАТОРА ДЛЯ IP ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ И ЕГО ХАРАКТЕРИСТИКИ

В системах IP видеонаблюдения часто используют обычные сетевые коммутаторы, более известные как свитч (от английского switch – переключатель). Подобное оборудование обеспечивает соединение узлов локальной сети.

В процессе работы свитч анализирует адреса всех подключенных устройств и создает специальную таблицу соответствия портов, что позволяет локализовать сетевой трафик.

В процессе проектирования системы IP видеонаблюдения внимание уделяется соответствию технических характеристик коммутатора устанавливаемым камерам и общим требованиям к работоспособности сети. Пропускная способность.

Пропускная способность.

Любой сетевой коммутатор для видеонаблюдения обладает определенной пропускной способностью. Иначе говоря, это фактический объем данных, который оборудование может пропустить за единицу времени. При этом также учитывается пропускная способность каждого порта. Самые распространенные значения — 10/100 Мбит/с и 1 Гбит/c.

Нужно учитывать, что часто общая пропускная способность коммутатора может быть ниже, чем суммарное значение всех портов. Если подобное оборудование полностью загрузить, то система не сможет работать с должной эффективностью. Будут наблюдаться зависания изображения и периодическое отсутствие сигнала.

Количество портов.

Этот параметр определят максимальное количество подключаемых камер. Для домашнего видеонаблюдения часто обходятся коммутатором с небольшим количеством портов (от четырех). Для профессиональных систем используются оборудование с 8-16-24 портами. Ориентируясь на количество портов, обязательно учитывают соответствие общей пропускной способности.

Исполнение.

Как и IP камеры, коммутаторы могут изготавливаться для уличных и внутренних систем видеонаблюдения. Коммутаторы в уличном исполнении должны гарантировать работоспособность при любых климатических условиях. Поэтому оборудование выполняется в корпусах повышенной прочности со степенью защиты не ниже IP66.

Для систем устанавливаемых внутри помещений используется коммутатор для камер видеонаблюдения в стандартном исполнении. Популярностью пользуются компактные модели с возможностью монтажа на DIN рейку, но они отличаются малым количеством портов.

Наличие PoE.

Наличие PoE существенно упрощает монтаж системы видеонаблюдения. Так как питание подается по стандартному сетевому кабелю (витая пара). Важный момент – коммутатор с PoE используется с камерами, поддерживающими эту функцию (обязательно указывается в технических характеристиках).

Особенности коммутаторов с PoE.

PoE (Power over Ethernet) – это технология для обеспечения питания удаленного оборудования посредством стандартного Ethernet кабеля. Учитывая сложность монтажа систем видеонаблюдения (особенно скрытых) питание и передача данных по одному кабелю – оптимальный вариант, поэтому все чаще специалисты отдают предпочтение оборудованию с PoE.

В определенных случаях для для систем видеонаблюдения бывает целесообразно использовать отдельный блок питания.

Для таких коммутаторов дополнительно учитывают такой параметр как мощность источника питания. Это значение определяет, какую по энергопотреблению камеру можно подключить. Так современные PTZ камеры с мощность порядка 90 Вт, не могут работать без дополнительной линии питания, так как стандартных 25 Вт PoE коммутатора явно недостаточно.

Но в последнее время производители выпускают специализированные решения с повышенной мощностью PoE, что позволяет использовать достаточно мощные камеры, а также запитать дополнительное оборудование, например, ИК прожекторы. Однако, обольщаться не стоит и в каждом конкретном случае нужно тщательно рассчитать потреблюемую системой мощность, соотнеся ее с возможностями коммутатора.

КАК ВЫЯВИТЬ НЕИСПРАВНОСТИ В КОММУТАТОРЕ

Несмотря на явные преимущества более новых коммутаторов, они имеют один недостаток: выявить проблему в их работе сложнее, чем в случае с одноконтактными устройствами. Особенно эта проблема касается тех водителей, которые установили новые коммутаторы на свой автомобиль. Как правило, неисправности в двухконтактных или электронных коммутаторах можно выявить только в условиях специализированных сервисных центров

Но следует обращать внимание также на явные признаки в работе систем зажигания:

• не заводится двигатель, на свечах нет искры зажигания;
• агрегат глохнет через несколько минут после того, как завелся;
• неустойчивая работа двигателя.

Если наблюдается хотя бы один из этих признаков, значит стоит заменить прибор на исправный.

Важно!В комплектацию многих автомобилей ВАЗ, а также, некоторых других относительно недорогих марок авто, входят коммутаторы низкого качества. Потому лучше возить с собой запасной исправный прибор для его своевременной замены в случае поломки.. Также исправность прибора можно проверить и с помощью вольтметра

При включении зажигания стрелка должна установиться посредине шкалы. Затем она при отключении питания качнется вправо. Данные показатели прибора будут свидетельствовать о нормальной работе коммутатора

Также исправность прибора можно проверить и с помощью вольтметра. При включении зажигания стрелка должна установиться посредине шкалы. Затем она при отключении питания качнется вправо. Данные показатели прибора будут свидетельствовать о нормальной работе коммутатора.

Можно использовать и самодельный прибор для проверки коммутатора. Он являет собой контрольную лампу, которую легко можно сделать своими руками. Один конец лампы присоединяется на массу, второй – к выходу катушки. Если зажигание включить, то при исправности устройства через непродолжительный отрезок времени лампа станет гореть немного ярче.

Отказ от распределения высокого напряжения

Дольше всего в коммутаторе сохранялся механический распределитель высоковольтного напряжения по свечам цилиндров. Самое интересное, что этот узел был достаточно надежен и не вызывал больших нареканий. Однако время не стоит на месте, и в начале нашего столетия схема подключения коммутатора претерпела очередные крупные изменения.

В современных автомобилях вообще отсутствует распределение высоковольтного напряжения от одной катушки по разным свечам. Наоборот, в них «размножились» сами катушки и стали принадлежностью свечи каждого цилиндра. Теперь вместо контактной коммутации свечей по высокому напряжению выполняется бесконтактная коммутация их катушек по низкому напряжению. Конечно, это усложняет схему коммутатора, но и возможности современной схемотехники гораздо шире.

В современных автомобилях с инжекторными двигателями управление коммутатором осуществляет либо автономный блок управления двигателем, либо бортовой компьютер автомобиля. Эти устройства управления анализируют не только скорость вращения коленвала, но множество других параметров, характеризующих топливо и охлаждающую жидкость, температуру различных узлов и окружающей среды. На основании их анализа в режиме реального времени меняются и настройки угла опережения зажигания.

Коммутатор Восход — электронный КЭТ-1

Коммутатор электронный КЭТ-1 предназначен для работы в системе зажигания в комплекте с генератором Г-427 и высоковольтным трансформатором Б-300Б. Позволяет получить вторичное напряжение до 18 кв, при частоте вращения ротора генератора от 250 до7500 об/мин. Коммутатор установлен в правом инструментальном ящике. Основание коммутатора соединено с массой мотоцикла. При выходе из строя коммутатор можно разобрать и отремонтировать

Коммутатор электронный имеет три выходные клеммы с буквенной маркировкой на корпусе <<�Г>>, <<�К>> и <<�Д>>. Массовой клеммой служит основание коммутатора.

Уход за коммутатором в процессе эксплуатации сводится в основном к подтягиванию резьбовых соединений, не допуская при этом срыва резьбы. Необходимо оберегать коммутатор от попадания внутрь него и на клеммы влаги от резких ударов и воздействия высоких температур. Следует также систематически проверять надежность электрического соединения основания коммутатора с << массой >>, т.к. при нарушении этого условия прекращается искрообразование на свече.

Место расположения

Конструктивно коммутатор может совмещаться с электронным блоком управления двигателя, при этом управляющие сигналы с него поступают сразу на катушку зажигания.

Если конструкция такова, что устройство расположено отдельно, то оно может устанавливаться:

• на распределителе зажигания, как у ВАЗа;
• в непосредственной близости от катушки зажигания;
• отдельно на поверхности из металла для осуществления теплоотвода, например, на крыле или перегородке под капотом, как у «Форда»;
• возле электронного блока управления и другое.

Например, коммутатор «Ауди» располагается под ветровым стеклом в отсеке двигателя в кожухе из водонепроницаемого материала. Там же есть разъемы для диагностических устройств.

Коммутатор

Коммутатор — это устройство, которое соединяет между собой несколько узлов одной компьютерной сети. Такими узлами могут быть как собственно компьютеры, так и другие устройства: принтеры, серверы и так далее. Коммутатор способен передавать информацию от отправителя к получателю только в пределах этой локальной сети. Такое взаимодействие называется вторым (канальным) уровнем сетевой модели OSI.

Сетевой коммутатор создаёт сеть из нескольких подключённых устройств, которые называют узлами

Принцип работы

Принцип работы коммутатора основан на мостовых технологиях. Данные, поступающие от одного узла сети, передаются прямо узлу-получателю. Последний при этом определяется при помощи специальной таблицы коммутации, в которой устройство хранит МАС-адреса узлов. Таким образом обеспечивается скорость и безопасность сетевого соединения.

Коммутатор оснащён портами одного типа — LAN (Local Area Network), которые подходят для соединения локальных устройств, физически расположенных близко друг к другу.

Выводы

Большинство компаний стараются модернизировать свою сеть, поэтому меняют устаревшее оборудование на свитч между маршрутизаторами и сетями. Новые устройства помогают улучшить производительность, а их устаревшие «коллеги» продолжают работать над безопасностью.

Настройка маршрутизатора и коммутатора — дело непростое. Обычному пользователю сюда вообще лучше не лезть. При настройке домашней сети приезжают специалисты, которые устанавливают это оборудование и параллельно его настраивают. Процесс этот непростой. Он индивидуальный для каждого провайдера и конкретной сети.

Если случаются какие-то сбои, то нужно обращаться к интернет-провайдеру, поскольку если произошли проблемы с настройкой, то без него вам не справиться.

Роутер предназначен для организации локальной сети и одновременно предоставляет доступ к интернету. В то же время коммутатор, иначе именуемый как свитч (switch), предназначен для организации локальной сети. Таким образом, при организации сети дома или в офисе, подключение к интернету осуществляется средствами роутера. Рассмотрим вначале их основные отличия, а потом разберем отличия коммутации и маршрутизации пакетов.