Minden switch a hálózatépítés nyílt rendszerkapcsolati (OSI) modelljének 7 rétegének egyikén működik. Egy hálózati switch, amely e 7 réteg bármelyikében működik, olyan funkciókkal rendelkezik, amelyek az adott réteg alá tartoznak.
A hálózati rétegek a számítógépes hálózatok absztrakciós modelljei, amelyek funkcionális egységekre bontják a hálózati kommunikációt. Az OSI (Open Systems Interconnection) modell, ami a leginkább elterjedt ilyen modell, hét rétegre osztja a hálózatot: 1. Fizikai réteg, 2. Adatkapcsolati réteg, 3. Hálózati réteg, 4. Szállítási réteg, 5. Viszony réteg, 6. Megjelenítési réteg, 7. Alkalmazási réteg.
De mint azt bármelyik tapasztalt hálózati mérnök megmondhatja, a hálózati rétegek felosztása nem is olyan könnyű, mintha csak tisztán 7 kategória létezne. A switch-ek általában a 7 rétegből 5 rétegben működnek, az 5. és 6. réteg pedig kimarad. Ezentúl pedig elmondható, hogy létezik egy titkos réteg is valahol e két réteg között.
Valójában a switchek rétegei olyanok, mint a hagyma rétegei. A könnyebb megértés érdekében tekintsük át a különböző rétegeket és a hozzájuk tartozó funkciókat és nézzük meg, mikor érdemes az adott rétegben működő hálózati switch-et telepíteni.
Vegye figyelembe, hogy ahogy haladunk felfelé a rétegekben, az olyan tényezők, mint az eszköz kifinomultsága, az ár és a teljesítmény is skálázódnak. A magasabb szintű switch-ek drágábbak, több energiát fogyasztanak, összetettebb konfigurációt igényelnek és jellemzően lassabb teljesítményt nyújtanak a nyers adattovábbítás során. A másik oldalról viszont nagyobb biztonságot és intelligenciát kínálnak, ami nélkül bizonyos megoldásokat egyszerűen nem lehet kivitelezni.
1. réteg: A fizikai réteg
A hálózati switch-ek legalapvetőbb szintje, a fizikai réteg az alapokat foglalja magában. Az ezen a rétegen lévő switch egy nem irányított switch, amely képes az adatátvitelre, beleértve az adatok kódolását, jelzését, továbbítását és fogadását, de az adatforgalmat semmilyen módon nem tudja kezelni. Más szóval, egy 1. rétegű hálózati switch akkor alkalmazható, ha egy csomópontra van szükség, szűrési vagy feldolgozási képességek nélkül.
Az 1-es rétegű switch-ek egyszerűsége miatt megfizethetőek és könnyen telepíthetők. Adatátvitelük vezetékes sebességgel történik, de az áramköri switch konfigurációja szükség esetén segíthet ennek a sebességnek az optimalizálásában.
Ha az Ön megoldásához elegendő az egyszerű, hálózatirányítás nélküli adatátvitel, akkor egy Layer 1 switch tökéletesen elegendő.
2. réteg: Az adatkapcsolat rétege
A 2. réteg switch-ei a tipikus hálózati switch-ek, mivel ez a leggyakoribb réteg. Menedzselt switch-ként ismertek. Képesek azonosítani a végberendezéseket, az Ethernet-kereteket és a MAC-címeket használják az adatok helyes feldolgozásához és továbbításához. Képesek VLAN-címkézésre, a forgalom priorizálására és MAC-címszűrésre is emellett képesek hatékonyan kezelni az adatáramlást a hálózaton keresztül azáltal, hogy az adatkereteket egyik LAN-portról a másikra kapcsolják. Fontos, hogy a Layer 2 switch minden egyes portja külön ütközési tartományt alkot. Ez jelentősen csökkenti a hálózati forgalom ütközésének kockázatát, ami zökkenőmentesebb adatáramlást eredményez.
Ha olyan eszközre van szüksége, amellyel gyorsan és nagy részletesség nélkül kezelheti a hálózat adatait, akkor a Layer 2 réteg a megfelelő réteg az Ön számára.
3. réteg: A hálózati réteg
A 3. rétegű menedzselt switch-ek kezdenek átfedést mutatni a routerekkel, mivel egyszerre rendelkeznek kapcsolási és útválasztási képességekkel, beleértve a konfigurált VLAN-ok közötti IP-útválasztás támogatását, valamint más útválasztási protokollok, például a RIP, az OSPF és a BGP fejlett és dinamikus támogatását a hálózatok közötti útvonal-információk cseréjéhez. A routerekkel ellentétben azonban csak egyetlen típusú hálózatot támogatnak.
A jobb hálózati szegmentálás és forgalomirányítás mellett a Layer 3 switchek nagy áteresztőképességet, alacsony késleltetést, QoS-t és robusztus biztonsági funkciókat is kínálnak, beleértve az ACL-eket, a tűzfalfunkciókat és a mély csomagvizsgálatot.
Ha a hálózati switch-ek alapvető útválasztási képességekkel kell rendelkeznie, de a statikus útválasztásnál többre van szüksége, akkor a 3-as rétegű switch a megfelelő megoldás.
4. réteg: A szállítás rétege
A 4. rétegű hálózati switch-ek, vagy más néven a többrétegű switch-ek komplex hálózatirányítási képességeket kínálnak. Képesek azonosítani az egyes csomagokban szereplő alkalmazási protokollt (HTTP, FTP stb.) és ezt az információt felhasználva eldönteni, hogy melyik magasabb szintű szoftver a legmegfelelőbb az adott csomaghoz.
A 4. rétegű switch képes annak meghatározására is, hogy egy adott lekérdezést melyik szervernek kell elküldeni (a szerverterheléstől függően), az offline szerverek azonosítására, valamint a TCP/UDP munkamenet létrehozására és befejezésére.
A 4. rétegű switch-ek jó választásnak bizonyulnak, ha a teljesítmény és a funkcionalitás közötti egyensúly megteremtése érdekében nagyobb kontrollra van szükség a hálózati forgalom felett, mint amire a 3. rétegű kapcsolók képesek.
7. réteg: Az alkalmazás rétege
Mivel az 5. és 6. réteg nem releváns a hálózati switch-ek világában, ugorjunk egyenesen az utolsó, végső rétegre. A 7. réteg switch-ei gyorsabb továbbítási és útválasztási döntéseket biztosítanak, amelyek részletesebb információkon alapulnak és képesek az egyes csomagokban lévő adatok intelligens vizsgálatára.
A 7. rétegű hálózati switch például képes felismerni az alkalmazásszintű tranzakciókat az URL-címek és más telepítési vagy konfigurációs specifikus technikák alapján. Ezután a cookie-kban, HTTP-fejlécekben vagy URL-címsorokban található információkat felhasználhatja a saját továbbítási döntéseihez.
A 7. réteg további jellemzői közé tartozik a portok engedélyezése, letiltása, tükrözése, hozzárendelése és aggregálása, a VLAN-konfiguráció, az SNMP-felügyelet és még sok más.
A 7. rétegű hálózati switch-ket gyakran használják olyan összetett környezetekben, amelyek magas szintű adatátirányítási döntéseket igényelnek, például adatközpontokban, felhőszolgáltatásokban és távközlési szolgáltatásokban.
Mely rétegeken működnek a Teltonika Networks ipari switch-ei?
Jelenleg a Teltonika Networks TSW sorozatú ipari switchek két különböző rétegen működnek. A Teltonika 8 fajta nem menedzselt switch-e a 2. rétegen működik, egyszerű adatátvitelt biztosítva. Természetesen nem mind egyforma - a különböző termékek különböző értékeket kínálnak egy adott hálózati megoldáshoz, például a portok számát és típusát, a Power over Ethernet (PoE) funkció bevonását vagy kizárását, és így tovább.
Van 2 menedzselt switch is, amelyek Layer 2-es szinten működnek, csakhogy a funkcióik köre túlmutat ezen. Ezek az eszközök számos Layer 3 funkcióval is rendelkeznek, beleértve a statikus útválasztást a különböző alhálózatok vagy VLAN-ok közötti alapvető forgalomirányításhoz, a portvezérlési képességeket, a fejlett VLAN-támogatást, valamint az olyan kulcsfontosságú protokollok támogatását, mint a Profinet, az SNMP, az LLDP és az Ethernet/IP. Ezen kívül egy kifejezetten a Teltonika menedzselt kapcsolóihoz kifejlesztett egyedi operációs rendszerrel futnak amelynek neve a: WitchOS.
Milyen előnyökkel jár a WitchOS a hálózatépítésben?
Képzelje el, hogy megoldása végberendezések összetett hálózatát foglalja magában. PLC-k, HMI-k, panelek, érzékelők stb.. A hatékony működéshez és hibaelhárításhoz elengedhetetlen, hogy tisztában legyen a hálózat topológiájával. Ehhez szükség van a Link Layer Discovery Protocol (LLDP) támogatására.
A WitchOS támogatja az LLDP-t, így könnyedén integrálhatja az új végberendezéseket és azonosíthatja őket, ha bármilyen probléma merül fel. Ha egy végberendezés meghibásodik, az LLDP segítségével gyorsan meghatározhatja annak pontos helyét és a topológiában lévő többi eszközzel való kapcsolatát.
A WitchOS által támogatott másik kulcsfontosságú protokoll a Profinet, amelyet a vezérlők, például a PLC-k és más végberendezések közötti nagy sebességű, determinisztikus adatcserére használnak. Ez szerves részét képezi az azonnali M2M adatcserére támaszkodó ipari műveleteknek, mint például a komplex és nagy pontosságú gyártósorok.
A protokoll támogatáson kívül a WitchOS a Teltonika Networks útválasztók és átjárók operációs rendszeréből, a RutOS-ból számos kedvelt funkciót tartalmaz - amennyiben azok a hálózati switch-ek használata szempontjából relevánsak. Ez magában foglalja a kiváló felhasználói felületet és a hálózat vezérlési funkciók és konfigurációk hosszú listájához tartozó speciális oldalakat, amelyek segítenek abban, hogy hatékonyan nyomonkövethesse a hálózat állapotát, teljesítményét és működését.
A megfelelő réteg kiválasztása a hálózati megoldás igényeitől függ. Vegye figyelembe a hálózat méretét és összetettségét, valamint a biztonsági és útválasztási igényeket.
