Коммутатор: что это, как работает и зачем нужен в компьютерной сети
Прибор используют, чтобы соединить компьютеры, серверы и другое оборудование в локальной сети. Возможности устройства определяют количество подключений и доступные функции управления сетью.
Разберем, как работает сетевой коммутатор, чем он отличается от маршрутизатора, какие виды оборудования встречаются и что учитывать при выборе для компании.
В этой статье:
- Что такое сетевой коммутатор простыми словами
- Как коммутатор понимает, куда передавать данные
- Где используют коммутаторы
- Чем коммутатор отличается от маршрутизатора
- Какие коммутаторы бывают
- Как понять, какой коммутатор нужен
- Кейс CRABBIT: почему для разных участков сети понадобились разные коммутаторы
- Какие ошибки возникают при выборе
- Вопросы и ответы
Что такое сетевой коммутатор простыми словами
Сетевой коммутатор — это устройство, которое соединяет компьютеры, серверы и другое оборудование внутри локальной сети и передает данные между ними. Иногда коммутатор называют устройством для интернета, хотя его основная задача связана с передачей данных внутри локальной сети.
Представим офис с двадцатью компьютерами, несколькими принтерами и сервером. Всем устройствам нужно обмениваться данными. Коммутатор дает им физические точки подключения и передает данные между нужными портами.
Самая простая схема выглядит так:
маршрутизатор → коммутатор → компьютеры, серверы и другие устройства
Маршрутизатор связывает локальную сеть с другими сетями, например с сетью провайдера. Коммутатор обеспечивает соединение оборудования внутри локальной сети и позволяет увеличить количество проводных подключений.
В англоязычной документации используется термин switch.
Как коммутатор понимает, куда передавать данные
У каждого сетевого интерфейса есть MAC-адрес. Он помогает определить отправителя и получателя данных внутри локального сегмента сети.
При передаче по Ethernet данные разбиваются на кадры. Каждый кадр содержит служебную информацию, включая адреса отправителя и получателя.
Когда кадр приходит на порт, коммутатор считывает MAC-адрес отправителя и запоминает, через какой порт доступно устройство. Постепенно формируется таблица соответствий между адресами и портами.
Например:
| Устройство | MAC-адрес | Порт |
| Компьютер бухгалтера |
|
3 |
| Сервер |
|
8 |
| Принтер |
|
12 |
Если компьютер отправляет данные серверу, коммутатор находит MAC-адрес сервера в таблице и передает кадр через порт 8.
Если адрес получателя пока неизвестен, коммутатор передает кадр через остальные порты того же сетевого сегмента. После ответа второго устройства его адрес также появляется в таблице.
Процесс можно представить в пяти действиях:
- Принимает кадр.
- Запоминает адрес отправителя.
- Проверяет адрес получателя.
- Определяет нужный порт.
- Передает данные.
У корпоративных моделей функций больше, однако базовый принцип передачи данных остается таким же.
Где используют коммутаторы
Задачи оборудования зависят от структуры сети и подключаемых устройств.
| Сеть | Что подключают | Что важно |
| Небольшой офис | компьютеры, принтеры, точки доступа | количество и скорость портов |
| Корпоративная сеть | рабочие места, телефония, точки доступа, серверы | управление, разделение сети, резервирование |
| Видеонаблюдение | камеры и видеорегистраторы | количество портов, скорость, питание устройств по сетевому кабелю |
| Серверная | серверы, системы хранения, служебные интерфейсы | скорость, пропускная способность, резервирование |
| Центр обработки данных | большое количество серверов и сетевого оборудования | производительность, масштабирование, отказоустойчивость |
Количество портов показывает только число возможных подключений. Два устройства с одинаковым количеством разъемов могут заметно различаться по назначению и возможностям. Требования к коммутатору для рабочих компьютеров будут отличаться от требований к оборудованию, через которое проходит обмен данными между серверами.
Чем коммутатор отличается от маршрутизатора
Оба устройства могут работать в одной сети, но выполняют разные функции.
- Коммутатор соединяет оборудование внутри локальной сети. Для передачи данных он использует сведения о подключенных устройствах и их MAC-адресах.
- Маршрутизатор связывает разные IP-сети. Например, через него офисная сеть может получать доступ к сети провайдера.
| Показатель | Коммутатор | Маршрутизатор |
| Основная задача | соединять устройства локальной сети | связывать разные IP-сети |
| На что ориентируется базовая функция | MAC-адрес | IP-адрес |
| Подключение рабочих устройств | да | число локальных портов обычно ограничено |
| Связь между разными сетями | зависит от функций модели | основная функция |
| Типичная роль | доступ и связь внутри сети | связь сетей и выход во внешние сети |
В небольшом офисе маршрутизатор может подключаться к сети провайдера, а коммутатор увеличивает количество доступных проводных соединений.
В корпоративной инфраструктуре функции распределяются между несколькими устройствами в зависимости от схемы сети.
Какие коммутаторы бывают
Модели различаются по возможностям настройки, питанию подключенного оборудования и работе с сетевыми сегментами.
Перечисленные ниже характеристики могут сочетаться. Например, управляемый коммутатор может одновременно поддерживать питание по сетевому кабелю и функции третьего уровня.
Неуправляемые
Такие модели подходят для простой схемы, где требуется подключить несколько устройств к одной сети.
После соединения оборудования кабелями коммутатор начинает передавать данные. Возможности настройки минимальны или отсутствуют.
Для небольшой сети этого может быть достаточно. Для крупной часто требуется контроль отдельных портов и разделение подключений.
Управляемые
Устройство позволяет настраивать порты, контролировать соединения и разделять сеть на логические сегменты.
Например, компания хочет отделить гостевой доступ от рабочих компьютеров и серверов. Для этого можно использовать VLAN.
Рабочие компьютеры, серверы и гостевые устройства могут быть подключены к общему сетевому оборудованию, но находиться в разных VLAN.
Коммутаторы с PoE
PoE позволяет передавать питание и данные по одному сетевому подключению.
Такой способ используют для совместимых устройств, которым не требуется отдельный кабель питания от ближайшей розетки. К ним могут относиться:
- точки беспроводного доступа;
- IP-телефоны;
- камеры видеонаблюдения.
При подборе проверяют количество портов с PoE, требования подключаемых устройств и общий запас мощности коммутатора.
Коммутаторы с функциями третьего уровня
После разделения инфраструктуры на несколько сетевых сегментов может понадобиться обмен данными между ними. Для этого требуется маршрутизация.
Часть управляемых коммутаторов умеет выполнять такую задачу самостоятельно. Их называют коммутаторами третьего уровня или L3-коммутаторами.
Модели L2 в первую очередь обеспечивают передачу данных внутри сетевых сегментов.
Возможности устройств L3 различаются. Перед закупкой нужно проверить, какие функции поддерживает конкретная модель.
Как понять, какой коммутатор нужен
Для рабочих компьютеров
В первую очередь определяют количество подключений и требуемую скорость.
Также стоит учитывать возможное расширение. Если все доступные порты заняты сразу после установки, для нового рабочего места, принтера или точки доступа понадобится дополнительное оборудование.
Для камер и точек доступа
Здесь может понадобиться PoE.
Перед выбором нужно определить, сколько устройств будет получать питание через коммутатор и какие требования к мощности указаны для каждой модели.
Для нескольких отделов, гостевой сети и серверного сегмента
Если разные группы устройств нужно разделить, потребуется управляемая модель с поддержкой VLAN.
При необходимости обмена между такими сегментами проверяют, где будет выполняться маршрутизация и должен ли коммутатор поддерживать функции третьего уровня.
Для серверов
Здесь кроме количества портов важна вся схема передачи данных.
Если несколько серверов подключены к быстрым портам, а дальнейший обмен проходит через соединение с меньшей пропускной способностью, ограничение появится уже на следующем участке сети.
Поэтому дополнительно оценивают скорость соединений между коммутаторами и требования к резервированию.
Для системы хранения данных
Сетевую часть рассматривают вместе с серверами и СХД.
Важно проверить скорость и количество соединений, резервирование путей и совместимость сетевых интерфейсов. Требования зависят от архитектуры хранения и характера нагрузки.
Короткая памятка
| Задача | Что проверить в первую очередь |
| Подключить компьютеры | количество и скорость портов |
| Подключить камеры | PoE, мощность питания, число портов |
| Подключить точки доступа | PoE, скорость, управление |
| Разделить сеть компании | VLAN |
| Организовать обмен между сегментами | функции третьего уровня |
| Подключить серверы | скорости, восходящие соединения, резервирование |
| Подключить СХД | скорость, пути подключения, резервирование, совместимость |
Если исходные требования уже известны, специалисты CRABBIT помогут сопоставить их с характеристиками конкретных моделей и проверить схему до закупки.
Кейс CRABBIT: почему для разных участков сети понадобились разные коммутаторы
В одном из проектов нам требовалось обновить сеть компании, которая занимала три этажа бизнес-центра в Москве.
Инфраструктура работала на оборудовании Cisco 2008 года. Подключения пользователей были ограничены скоростью 100 Мбит/с. Заказчик хотел повысить скорость и подготовить сеть к дальнейшей эксплуатации.
Простая замена старых моделей на устройства с таким же назначением не решала всю задачу. Нагрузка на разных участках сети отличалась.
| Участок | Требование |
| Подключение пользователей | 1 Гбит/с |
| Центральная часть сети | 10 Гбит/с |
| Связь между этажами | оптические соединения |
| Эксплуатация | понятная схема и сведения о подключениях |
Рабочие места подключались через коммутаторы доступа. Через центральный участок проходили соединения между этажами, поэтому там требовалась более высокая скорость.
Для подключения пользователей выбрали QTECH QSW-4700-28TX с гигабитными портами. В центральной части сети установили QTECH QSW-6910-26F с соединениями 10 Гбит/с.
Инженеры CRABBIT также подготовили сетевой журнал со структурой подключений. Он упростил дальнейшее обслуживание инфраструктуры.
После модернизации пользовательские подключения перешли со 100 Мбит/с на 1 Гбит/с, а центральная часть сети получила соединения 10 Гбит/с.
Практический вывод из проекта: выбирать одну модель по общему числу портов для всей инфраструктуры было бы неправильно. Требования определялись ролью каждого участка сети и объемом данных, который через него проходил.
Какие ошибки возникают при выборе
Даже подходящее по количеству портов устройство может не соответствовать реальной схеме сети. Обычно проблемы появляются из-за нескольких параметров, которые не учли до закупки.
Смотреть только на количество портов
Модели на 24 или 48 портов могут отличаться по скорости соединений, управлению, поддерживаемым функциям и производительности.
Количество разъемов показывает, сколько устройств можно физически подключить, но не определяет возможности всей системы.
Не учитывать рост сети
Новые рабочие места, камеры, точки доступа, серверы и телефония увеличивают число подключений.
Если все порты заняты сразу после установки, дальнейшее расширение потребует еще одного устройства или замены существующего.
Считать скорость каждого порта скоростью всей сети
Данные проходят через несколько участков. Ограничение может находиться на сетевом адаптере, кабельной линии или соединении между коммутаторами.
Поэтому скорость отдельных портов нужно рассматривать вместе со всей схемой.
Покупать PoE без расчета питания
Поддержка питания устройств по сетевому кабелю еще не показывает, сколько приборов можно одновременно обеспечить питанием.
Перед закупкой нужно сопоставить требования камер, телефонов или точек доступа с возможностями конкретной модели.
Забывать о точке отказа
Несколько кабелей сами по себе не обеспечивают резервирование.
Если все соединения сходятся в одном устройстве, его отказ может прервать доступ сразу для нескольких систем. При высоких требованиях к доступности схему проверяют целиком.
Вопросы и ответы
Если локальных портов маршрутизатора хватает для всех проводных устройств, дополнительное оборудование может не понадобиться.
Коммутатор добавляют, когда требуется больше подключений или отдельные функции управления локальной сетью.
Да. Так сеть расширяют между помещениями, этажами или серверными стойками.
При этом нужно учитывать скорость соединения между коммутаторами. Если через один участок проходит трафик большого количества устройств, его пропускная способность может ограничивать обмен данными.
При совместимых сетевых интерфейсах такое подключение возможно.
Для рабочей инфраструктуры этого условия недостаточно. Нужно учитывать требуемую скорость, объем трафика и схему резервирования. Офисная модель может не соответствовать нагрузке серверного участка.
Основное отличие в поддерживаемой скорости порта: до 1 Гбит/с у гигабитного соединения против 100 Мбит/с у Fast Ethernet.
Фактическая скорость обмена также зависит от сетевых адаптеров, кабельной инфраструктуры и других участков сети.
Нужно определить участок, на котором снижается скорость или возникают проблемы с передачей данных.
Причина может находиться в самом коммутаторе, соединении между сетевыми устройствами, кабельной линии или сетевом интерфейсе конечного оборудования. Поэтому замена устройства без диагностики не всегда решает проблему.
Подробнее...
Нагрузки растут постепенно и, медленно но верно, начинают мешать рабочему ритму. Сначала разберитесь, почему текущая инфраструктура мешает бизнесу работать. Иначе вы просто купите новое оборудование и перенесете на него старую проблему.
Подробнее...
Разбираем, чем отличаются эти ускорители, для каких задач подходит каждый вариант и какие серверные платформы можно рассматривать для проектов в России в 2026 году. Покажем логику выбора на практических кейсах и рассмотрим типичные ошибки.
Подробнее...
