7. Коммутаторы верхних уровней

Коммутаторы уровня 2 работают на втором (канальном) уровне модели OSI. Они решают следующие основные задачи: проверка входящего трафика, отслеживание физических адресов всех станций, подключенных к их портам, и пересылка трафика по конкретным адресам в соответствии со встроенной в них таблицей пересылки. Такие коммутаторы обладают высоким быстродействием, потому что не проверяют индивидуальные пакеты данных, а просто передают их дальше. Они способны доставлять данные со скоростью, являющейся предельной для кабеля (wire speed), или со скоростью, ограничиваемой физическими соединениями. Однако такие коммутаторы не способны "расширить" узкие места, обусловленные наличием в сети устаревших маршрутизаторов.

Коммутаторы уровня 3, называемые также маршрутизирующими коммутаторами (реже - коммутирующими маршрутизаторами и иногда даже IP-коммутаторами) выполняют одновременно функции и коммутации, и маршрутизации. Эти коммутаторы называются так потому, что они работают на третьем или сетевом уровне семиуровневой модели OSI, который содержит, в частности, IP-адреса. Как и маршрутизаторы, они зависят от применяемого протокола, однако функционируют значительно быстрее и стоят дешевле. Обычно коммутаторы уровня 3 проектируются для взаимодействия нескольких локальных сетей и не поддерживают соединений территориально-распределенных сетей. Такие коммутаторы основываются на использовании специализированных интегральных микросхем. Кроме того, в них применяются быстродействующие центральные процессоры (ЦП) и другие компоненты, что и позволяет достичь высокой скорости маршрутизации. Коммутаторы уровня 3 могут служить для замены унаследованных сетевых маршрутизаторов. Применение таких коммутаторов позволяет резко повысить межсетевой и межсегментный трафик.

Наиболее продвинутые коммутаторы уровня 3 позволяют производить одновременную фильтрацию для уровней 2, 3 и 4 и даже выше, что помогает гарантировать доставку критически важных данных до нужного пункта без замедления работы сети. Добавление функциональности уровня 4 при этом позволяет управлять трафиком. Целесообразность совмещения функций, реализуемых на четвертом уровня, с функциями коммутации и маршрутизации (уровни 2 и 3) связана с тем, что для предотвращения перегрузок в сети может оказаться полезной способность системы анализировать информацию транспортного и более высоких уровней.

Большинство современных коммутаторов работает на уровне 4, что позволяет им классифицировать прикладной трафик по некоторым типам, например HTTP или почта. Классификация трафика по приложениям или пользователям, которые его создали, требует перехода на еще более высокие уровни. Работа коммутаторов на уровне 4 затрагивает такие вопросы, как структура сети, природа используемых приложений и качество обслуживания.

Уровень 4 - не самый верхний, на котором работают современные коммутаторы. Например, компания VIPswitch предлагает продукты VIPswitch 4030, VIPswitch 3530 и VIPswitch 2840, позиционируемые ею как QoS Ethernet коммутаторы уровня 5. Эти многопортовые полнодуплексные коммутаторы с функцией обеспечения качества обслуживания (QoS) без блокирования служат для передачи видео, голоса и данных. Они позволяют пользователям высокоэффективно передавать мультимедийные потоки в режиме реального времени.

Особое место среди коммутаторов верхних уровней занимают Gigabit Ethernet коммутаторы, которые на самом деле представляют собой технологический прорыв. Именно такие коммутаторы наиболее интересны для развивающихся компаний.

В настоящее время технология Gigabit Ethernet уже реально применяется на практике в соответствии с целым набором добротных стандартов. Это позволило начать передачу данных с гигабитными скоростями по медной среде (1000Base-T, витая пара категории 5) и оптическому волокну (1000Base-SX для многомодового волокна и 1000Base-LX для одномодового волокна). Коммутаторы Gigabit Ethernet уровня 3 предназначены в основном для использования в качестве коммутаторов опорной сети предприятия и средства организации высокоскоростных каналов для серверных ферм (групп серверов, расположенных в одном помещении и соединенных между собой для выполнения общих приложений).