An commutateur d'accès est un élément nécessaire de la structure du réseau. Il est conçu pour connecter les périphériques périphériques, c'est-à-dire les ordinateurs, les imprimantes et les appareils IoT, avec l'infrastructure réseau plus large comme pont. Pour créer des réseaux informatiques efficaces, flexibles et sûrs qui garantissent un échange d'informations ininterrompu, les spécialistes informatiques et les administrateurs système doivent connaître le rôle des commutateurs d'accès au sein d'un réseau. Ce texte vous montrera les concepts de base concernant les commutateurs d'accès, leurs fonctions principales et l'importance de la gestion du trafic réseau. Vous apprendrez enfin comment les commutateurs d'accès constituent une base solide pour des fonctionnalités telles que les VLAN, Power over Ethernet (PoE) et la segmentation, permettant une connectivité viable dans les environnements professionnels.
Qu'est-ce qu'un commutateur d'accès dans un réseau ?
A commutateur de données Il s'agit d'une partie importante d'un réseau qui relie principalement les périphériques finaux, tels que les points d'accès sans fil, les imprimantes et les ordinateurs, au réseau plus vaste. Il fonctionne au stade de l'accès à la structure du réseau, garantissant que les informations des périphériques connectés sont transférées efficacement vers le reste du réseau. De plus, ces commutateurs sont généralement dotés d'un support supplémentaire pour les VLAN visant à séparer le trafic, de Power over Ethernet (PoE) à des fins d'alimentation électrique et de paramètres de port plus sécurisés pour contrer toute entrée non autorisée. En particulier, dans le cas de configurations de ports plus importantes, il s'agira de l'une de ces premières interfaces entre les périphériques ou les machines et l'infrastructure réseau sous-jacente.
Définition et objectif d'un commutateur de couche d'accès
Un commutateur de couche d'accès fait référence à un périphérique réseau conçu de manière à connecter les périphériques des utilisateurs finaux, tels que les ordinateurs, les téléphones et les imprimantes, à l'infrastructure plus étendue des réseaux. Il vise principalement à fournir une connexion cohérente et sécurisée accès au réseau tout en contrôlant les données Le trafic circule entre les périphériques qui y sont connectés et les couches réseau supérieures. Ces commutateurs disposent souvent de fonctions de segmentation du réseau, notamment des mesures de sécurité de base et de l'alimentation par Ethernet (PoE) pour la prise en charge des périphériques connectés à la couche d'accès. Ces commutateurs assurent une communication efficace au sein des réseaux locaux (LAN).
Comment les commutateurs d'accès connectent les appareils au réseau
Ces commutateurs sont les principaux points de connexion des périphériques finaux, tels que les ordinateurs, les imprimantes et les téléphones IP qui se connectent aux réseaux. Ces commutateurs utilisent des ports Ethernet pour créer des connexions physiques et améliorer l'efficacité du transfert de données entre différents périphériques. Ils gèrent en outre le trafic en guidant les paquets d'informations vers l'endroit où ils doivent se trouver sur le réseau. Ils sont généralement dotés de certaines fonctionnalités de sécurité de base pour protéger les périphériques connectés. Ils peuvent offrir une alimentation par Ethernet (PoE) qui leur permet de transmettre simultanément l'alimentation et les données via un seul câble, simplifiant ainsi le déploiement de ces périphériques sans avoir besoin d'autres sources d'alimentation.
Avantages de l'utilisation de commutateurs d'accès dans un réseau
Avantages des commutateurs d’accès dans un réseau :
- Gestion de réseau simplifiée : ils simplifient les connexions des appareils, facilitant la gestion du trafic de données et réduisant la complexité opérationnelle.
- Évolutivité : les commutateurs d’accès permettent l’ajout de nouveaux appareils sans affecter le fonctionnement régulier d’un réseau existant.
- Sécurité renforcée : certains disposent de fonctionnalités de sécurité de base, telles que la sécurité des ports et la séparation VLAN, pour protéger les appareils qui y sont connectés.
- Power over Ethernet (PoE) : de nombreux commutateurs d'accès offrent la fonctionnalité PoE, qui fournit l'alimentation et les données via un seul câble à tous les appareils compatibles. Cela réduit le besoin de câbles et leurs coûts.
- Rentabilité : en combinant l’alimentation électrique avec la connectivité réseau, ils réduisent le besoin d’infrastructures séparées, améliorant ainsi les coûts globaux de déploiement du réseau.
Ces avantages font des commutateurs d’accès un élément essentiel des environnements réseau contemporains.
Différence entre le commutateur principal et le commutateur d'accès
Principales différences entre la couche centrale et la couche d'accès
Les couches centrales et d'accès ont des rôles différents dans un réseau et contribuent à garantir l'efficacité et la fiabilité des architectures de réseaux modernes. Les principales différences entre eux sont décrites ci-dessous :
- Fonctionnalité : Également appelées « épine dorsale » du réseau, les couches centrales concernent principalement le transfert rapide de données et la communication entre les différentes couches de distribution. Elles se concentrent sur la fiabilité et les performances pour gérer des volumes de trafic importants, notamment en ce qui concerne le nombre de commutateurs d'accès utilisés. D'autre part, la couche d'accès est située à la périphérie du réseau et connecte les périphériques finaux tels que les ordinateurs, les téléphones et les appareils IoT. Le rôle principal de cette couche est d'amener les utilisateurs dans les réseaux.
- Performances : les commutateurs centraux sont conçus pour la transmission de paquets à haut débit et sont dotés d'un matériel sophistiqué capable de prendre en charge des charges de travail élevées et de fournir de faibles latences. À l'inverse, la connexion des périphériques finaux est prioritaire sur les commutateurs d'accès, d'où des exigences de performances inférieures à celles des commutateurs centraux, où l'accent est davantage mis sur l'accessibilité que sur la vitesse, en particulier lorsqu'il s'agit de commutateurs utilisés dans les couches d'accès.
- Conception et évolutivité : la couche principale comprend des commutateurs extrêmement fiables et évolutifs, généralement utilisés pour faciliter la croissance du réseau. Elle peut prendre en charge de vastes volumes de trafic agrégé. Cependant, la couche d'accès est conçue pour prendre en charge de nombreux appareils sans nécessairement gérer beaucoup de trafic.
- Résilience et redondance : la résilience est obtenue au niveau de la couche centrale en garantissant l'absence d'interruption des services réseau. Cela peut inclure la duplication des chemins ou la fourniture de mécanismes de basculement plus rapides qui améliorent la fiabilité des ports. Bien que des fonctionnalités de redondance de base puissent être incluses dans les commutateurs d'accès, elles sont généralement moins tolérantes aux pannes que celles de l'emplacement central.
- Coût et déploiement : les commutateurs centraux, en revanche, ont tendance à être coûteux car ils utilisent du matériel hautes performances doté de nombreuses fonctionnalités. Cela limite leur placement à certaines sections critiques du réseau. En revanche, les commutateurs d'accès sont moins chers car ils peuvent servir simultanément de nombreux utilisateurs ou appareils individuels.
Les couches centrale et d'accès fonctionnent ensemble pour créer des réseaux fiables et évolutifs, chacun optimisé pour son rôle au sein de la hiérarchie du réseau.
Le rôle du commutateur central dans l'infrastructure réseau
La structure du réseau est composée de commutateurs centraux, qui constituent la base du système, permettant ainsi un transfert rapide des données entre plusieurs points d'agrégation et agissant comme un hub principal par lequel les informations sont distribuées. La communication fluide entre les différentes sections du réseau, la capacité de croissance et la fiabilité dépendent d'eux. Les commutateurs centraux maintiennent les latences à un faible niveau et améliorent les performances sur l'ensemble du réseau en gérant efficacement d'énormes volumes de trafic. En termes d'optimisation du flux de données et de liens ininterrompus, leur emplacement dans la hiérarchie est très important.
Pourquoi choisir un commutateur d’accès plutôt qu’un commutateur principal ?
Les commutateurs d'accès sont généralement préférés aux commutateurs centraux pour connecter des périphériques de point d'extrémité tels que des ordinateurs, des imprimantes et des points d'accès au réseau. En effet, ils sont conçus pour des emplacements spécifiques où l'accès des utilisateurs et la collecte des périphériques sont nécessaires. Par rapport aux commutateurs centraux, les commutateurs d'accès sont moins chers et plus faciles à utiliser, ce qui en fait des alternatives adaptées aux réseaux plus petits ou aux connexions de niveau périphérique. Ils disposent également d'attributs tels que l'alimentation par Ethernet (PoE) pour alimenter les gadgets et ont été optimisés pour des volumes de trafic plus faibles, ce qui correspond également aux exigences du réseau au niveau des utilisateurs.
Comment fonctionnent les commutateurs d’accès dans les réseaux Ethernet ?
Comprendre les commutateurs de couche 2 et de couche 3
La couche de liaison de données (couche 2) exploite les commutateurs, communément appelés commutateurs de couche 2. Ces périphériques transmettent le trafic en fonction des adresses MAC (Media Access Control). Les tables d'adresses MAC aident ces commutateurs à créer une topologie sans boucle via le protocole STP (Spanning Tree Protocol). Les commutateurs de couche XNUMX sont des composants essentiels des réseaux locaux (LAN) ; ils permettent un débit élevé transfert de données au sein de réseaux plus petits et, en même temps, séparer efficacement le trafic à l'aide de VLAN (Virtual Local Area Networks).
Cependant, les commutateurs de couche 3 fonctionnent au niveau du réseau (couche 3) et possèdent les capacités des routeurs et des commutateurs de couche 2. Ils acheminent le trafic par adresses IP pour faciliter la communication entre différents VLAN et sous-réseaux. Cette fonctionnalité les rend adaptés aux réseaux plus étendus où le routage entre les VLAN, la segmentation et une gestion améliorée sont nécessaires. Pour optimiser les chemins de trafic et garantir l'évolutivité, le routage multi-chemins à coût égal est parfois pris en charge avec des fonctionnalités avancées telles que l'ouverture du chemin le plus court en premier ou l'utilisation du protocole de passerelle frontalière (OSPF ou BGP).
Selon les observations du secteur, contrairement à la couche 3, les commutateurs des réseaux d'entreprise simplifient les routeurs traditionnels et le routage complexe des routeurs en raison de leur faible latence. Les commutateurs de couche 3, par exemple, peuvent dépasser une capacité de bande passante de 100 Gbit/s à l'heure actuelle, ce qui les rend particulièrement adaptés aux centres de données et aux réseaux informatiques distribués à forte demande. D'autre part, les commutateurs de couche XNUMX sont des alternatives économiques pour les configurations simples où l'intranet est nécessaire à des vitesses élevées avec des fonctionnalités de routage minimales.
Lors de la conception de l'infrastructure réseau, vous devez prendre en compte l'évolutivité, les modèles de trafic et les exigences organisationnelles individuelles, ce qui vous aidera à choisir entre les commutateurs de couche 2 ou de couche 3. Les deux ont des rôles définis et l'exploitation de ces atouts peut permettre d'obtenir les meilleures performances de leur réseau de manière rentable.
L'importance de la densité des ports dans l'accès Ethernet
En matière d'accès Ethernet, la densité des ports est un élément essentiel qui détermine le nombre d'éléments interconnectés dans un segment de réseau. Une densité de ports plus élevée est essentielle pour améliorer la connectivité et l'évolutivité, ce qui permet de répondre à l'expansion organisationnelle tout en réduisant les dépenses en matériel. Cela élimine le besoin de commutateurs supplémentaires, ce qui rend l'infrastructure réseau plus efficace et favorise une utilisation appropriée de l'espace physique. Par conséquent, il est nécessaire de sélectionner des périphériques avec une densité de ports adaptée pour répondre aux exigences actuelles et futures sans affecter les niveaux de performances optimaux.
Gestion des paquets de données avec des commutateurs d'accès
Les commutateurs d'accès sont essentiels à la gestion du flux de paquets de données dans la couche d'accès d'un réseau. Ils dirigent les paquets de données entre les points de terminaison connectés et les commutateurs de niveau supérieur au sein de la hiérarchie du réseau. Les commutateurs d'accès modernes utilisent des mécanismes avancés dans la gestion des paquets, tels que les politiques QoS (Quality of Service) et le balisage VLAN pour garantir une priorisation correcte des données et un routage efficace.
Les commutateurs d'accès peuvent allouer de la bande passante de manière dynamique en utilisant des fonctionnalités QoS. Cela donne la priorité aux applications à faible latence, comme la VoIP ou la vidéoconférence. Cela permet de minimiser la gigue et la perte de paquets tout en maintenant une expérience utilisateur fluide. De plus, la prise en charge du VLAN facilite la segmentation du trafic sur le réseau, en isolant les flux de données importants et en renforçant la sécurité globale grâce au confinement du domaine de diffusion. Les réseaux qui ont été analysés récemment démontrent une amélioration allant jusqu'à 30 % de l'efficacité de la gestion du trafic lorsqu'ils sont configurés pour les VLAN.
En outre, plusieurs commutateurs d'accès actuels intègrent une transmission de paquets basée sur le matériel, comme la technologie ASIC (Application-Specific Integrated Circuit) pour un débit à haut débit. Ceux-ci améliorent également les performances de traitement des données et réduisent la charge de traitement sur les appareils connectés, maximisant ainsi efficacement les opérations globales du réseau. Par conséquent, ils font des commutateurs d'accès une partie intégrante des architectures réseau modernes, car ils aident à gérer des données évolutives et sécurisées dans différents environnements.
Découverte des commutateurs d'accès Cisco Catalyst
Caractéristiques des commutateurs d'accès Cisco
Les commutateurs d'entrée de gamme Cisco sont conçus pour être extrêmement fiables et offrir des performances réseau d'entreprise supérieures. Ceux-ci incluent :
- Évolutivité : prend en charge la croissance du réseau avec modularité et empilabilité.
- Sécurité : Différents aspects, tels que la segmentation sécurisée, TrustSec et le cryptage MACsec, ont été intégrés.
- Gestion avancée : elle permet une administration centralisée, est simplifiée grâce au Cisco DNA Center et permet l'automatisation.
- Power over Ethernet (PoE) : cela réduit la complexité de l'infrastructure en fournissant de l'énergie aux téléphones IP et aux points d'accès entre autres appareils connectés.
- Connectivité haut débit : offre des vitesses gigabit ou multigigabit qui répondent aux exigences de bande passante modernes, en particulier pour les appareils d'accès utilisateur.
- Efficacité énergétique : utilisation optimisée de l'énergie grâce à Efficient Ethernet (EEE) et à une gestion intelligente de l'énergie.
Ces fonctionnalités font des commutateurs d’accès Cisco une option fiable pour gérer efficacement les données dans différents contextes organisationnels.
Comment les commutateurs Cisco Catalyst améliorent le contrôle d'accès
Les commutateurs Cisco Catalyst renforcent le contrôle d'accès en intégrant des fonctions de sécurité avancées qui préservent l'intégrité du réseau, précisément pour certains utilisateurs de sécurité. Ils prennent en charge l'authentification 802.1X, qui permet uniquement aux gadgets approuvés de se connecter. Les VLAN et les listes de contrôle d'accès (ACL) permettent également une segmentation fine et un contrôle du trafic réseau. De plus, Cisco DNA Center simplifie l'application et le suivi des politiques sur l'ensemble du réseau, facilitant des contrôles d'accès cohérents et sécurisés. Ensemble, ces utilitaires assurent une défense solide contre d'éventuelles menaces ou entrées non autorisées dans le système.
Choisir les commutateurs Cisco Catalyst adaptés à votre réseau
Lors de la sélection du commutateur Cisco Catalyst le plus adapté au réseau, la taille de l'organisation, les exigences du réseau et les fonctionnalités requises ne doivent jamais être négligées. Cisco propose différents commutateurs Catalyst personnalisés pour différents cas d'utilisation et besoins de performances. La gamme Cisco Catalyst 9200 est idéale pour les petites et moyennes entreprises car elle offre des fonctions de couche 2 et de couche 3 à un coût abordable, des fonctionnalités de sécurité avancées et l'automatisation via Cisco DNA.
La série Cisco Catalyst 9500 est adaptée aux grandes entreprises ou aux réseaux nécessitant davantage de capacité et d'évolutivité. Elle est principalement conçue pour les couches centrales et de distribution avec des fonctionnalités telles que les options Ethernet 40G et 100G et les configurations de ports haute densité. En outre, la série Cisco Catalyst 9300 est optimisée pour les niveaux d'accès et offre une sécurité avancée, une programmabilité et des configurations modulaires, ce qui en fait un choix populaire pour la convergence filaire et sans fil moderne.
Les facteurs de décision incluent l'évaluation de la densité des ports, les exigences PoE (Power over Ethernet) pour les appareils connectés et l'évolutivité pour une croissance future. Par exemple, les organisations disposant de solutions IoT peuvent avoir besoin de commutateurs capables de gérer davantage de trafic avec un cryptage matériel sécurisé ou une capacité multigigabit. En tenant compte des particularités de votre réseau, vous pouvez choisir un commutateur Cisco Catalyst idéal qui offre les meilleures performances, des capacités de sécurité élevées et des fonctionnalités de gestion.
Intégration des commutateurs d'accès aux couches centrale et de distribution
Le rôle du commutateur de distribution par rapport au commutateur d'accès dans les réseaux
En ce qui concerne la distinction entre les commutateurs de distribution et les commutateurs d'accès, je pense à leurs rôles dans une structure de réseau hiérarchique. Les commutateurs d'accès sont généralement connectés à des périphériques finaux tels que des ordinateurs, des téléphones et des imprimantes et se concentrent principalement sur la densité des ports et le débit global. Cependant, les commutateurs de distribution servent d'intermédiaires qui combinent les informations provenant de plusieurs sources opérant au niveau de la couche d'accès et les fournissent au cœur à des fins de routage. Ils effectuent également d'autres tâches complexes telles que le routage de couche 3, les protocoles de redondance et l'équilibrage de la charge de trafic qui aident à maintenir la continuité de la communication sur les réseaux.
Équilibrage de la couche principale et de la couche d'accès pour des performances réseau optimales
Pour de meilleures performances réseau, je me concentre sur la séparation et l'extension correctes du réseau afin d'obtenir une couche centrale et une couche d'accès équilibrées. Cela implique de s'assurer que les commutateurs d'accès disposent de suffisamment de ports pour prendre en charge le nombre de points de terminaison tout en permettant aux commutateurs de distribution et de base de gérer le trafic agrégé sans congestion. De plus, la redondance est essentielle, en particulier avec le basculement de la couche centrale à des fins d'équilibrage de charge, compte tenu du nombre de commutateurs d'accès utilisés. L'alignement correct des capacités de chaque niveau avec les exigences spécifiques du réseau permettrait ainsi un flux de données et une évolutivité adéquats.
Stratégies de déploiement de plusieurs commutateurs d'accès
La première étape du déploiement de plusieurs commutateurs d'accès consiste à garantir une segmentation, une évolutivité et une fiabilité du réseau appropriées. Pour commencer, choisissez des commutateurs dotés d'une densité de ports et d'un débit suffisants pour répondre aux exigences des points de terminaison. Configurez-les de manière à permettre une gestion optimale des câbles afin de minimiser la latence tout en les plaçant à proximité des périphériques connectés. En outre, la mise en œuvre de VLAN peut contribuer à une segmentation efficace du trafic, réduisant ainsi les domaines de diffusion inutiles grâce aux paramètres d'accès, ce qui améliore l'efficacité.
Pour améliorer sa fiabilité, il est également nécessaire de déployer des protocoles de redondance tels que le protocole STP (Spanning Tree Protocol) qui aident à prévenir les boucles et fournissent des chemins de basculement. Cela peut être réalisé en utilisant l'agrégation de liens (par exemple, LACP), qui augmente la capacité de bande passante et crée des connexions résilientes entre les systèmes de la couche de distribution et les commutateurs d'accès. Pour une meilleure configuration et surveillance de ces aspects dans la couche du réseau hiérarchique, donnez la priorité aux commutateurs dotés de fonctionnalités de gestion centralisées pour permettre une application cohérente des politiques. Tout d'abord, une couche d'accès efficace, évolutive et hautement disponible doit être mise en œuvre pour une communication transparente sur n'importe quel réseau.
Foire Aux Questions (FAQ)
Q : Qu’est-ce qu’un commutateur Ethernet et comment fonctionne-t-il dans un réseau ?
R : Un commutateur Ethernet, également appelé commutateur réseau, est un appareil qui connecte des périphériques au sein d'un réseau local (LAN). Il fonctionne au niveau de la couche de liaison de données et est chargé de transférer et de filtrer les paquets de données entre les périphériques pour garantir une communication efficace.
Q : En quoi un commutateur d’accès diffère-t-il d’un commutateur central dans un réseau ?
R : Les commutateurs d'accès, également appelés commutateurs de données, sont conçus principalement pour connecter les appareils des utilisateurs finaux au réseau. Cependant, les commutateurs centraux peuvent servir de colonne vertébrale ou de cœur physique du réseau, aidant plusieurs commutateurs à transférer des informations à haut débit entre eux.
Q : Quel est le rôle des commutateurs PoE dans un réseau d'accès ?
R : Les commutateurs Power over Ethernet (PoE) fournissent une alimentation avec des données via des câbles Ethernet, ce qui permet aux caméras IP et aux points d'accès sans fil de ne pas nécessiter de sources d'alimentation séparées. Les commutateurs d'accès sont dotés de fonctionnalités PoE pour prendre en charge efficacement ces appareils.
Q : Combien de commutateurs d’accès un réseau typique nécessite-t-il ?
R : Le nombre de commutateurs d'accès requis dépend de la taille et de l'échelle du réseau, ainsi que du nombre de périphériques d'accès et d'utilisateurs. Les réseaux étendus avec davantage d'utilisateurs et de périphériques nécessitent généralement plusieurs commutateurs pour mieux équilibrer le trafic réseau.
Q : Quelles fonctionnalités de sécurité offrent les commutateurs d’accès ?
R : Les commutateurs d'accès contiennent principalement des fonctionnalités de sécurité des ports qui empêchent les accès non autorisés et assurent une transmission sécurisée des données. Cela est essentiel car la plupart des activités des utilisateurs se déroulent dans la couche d'accès. Une connexion sécurisée permet donc de préserver l'intégrité d'un réseau donné.
Q : Comment les commutateurs d’accès équilibrent-ils la répartition du trafic dans un réseau ?
R : Par exemple, les données circulent depuis les appareils des utilisateurs finaux jusqu'aux couches de distribution et de cœur de réseau, en passant par les commutateurs d'accès. Ils assurent l'équilibre du trafic, améliorant ainsi les performances et la fiabilité du réseau.
Q : Les commutateurs Gigabit Ethernet peuvent-ils être utilisés au niveau de la couche d’accès d’un réseau ?
R : Oui, les commutateurs Gigabit Ethernet sont des choix courants pour la couche d’accès de la plupart des réseaux, car ils permettent des vitesses de transmission de données rapides et des opérations efficaces.
Q : Pourquoi les commutateurs d’accès sont-ils considérés comme des commutateurs de couche deux ?
R : Dans la mesure où ils sont utilisés dans les couches de liaison de données, les commutateurs d’accès sont souvent appelés dispositifs de commutation de couche deux, qui facilitent l’échange de paquets d’informations entre différents nœuds au sein d’un réseau local.
Q : Quel est l’intérêt d’avoir un réseau de distribution et un réseau central ?
R : Les couches de distribution et de cœur contrôlent l'interconnexion des grandes entreprises. Elles se connectent à d'autres niveaux, tels que les réseaux périphériques et dorsaux, pour acheminer efficacement les informations sans les oublier.
Sources de référence
1. Commutateur d'accès Ethernet pour aider à la réduction des dépenses d'exploitation dans l'Ethernet opérateur (2020)
- Auteurs : Michimata Jun'ichi et al.
- Principales constatations:
- Cet article traite de la création et du déploiement d’un commutateur d’accès Ethernet pour réduire les dépenses opérationnelles et améliorer la qualité de service dans les réseaux Ethernet des opérateurs.
- Il explique qu’une gestion efficace du réseau et une réduction des coûts sont, par exemple, essentielles lors du déploiement de services Ethernet.
- Méthodologie:
- La recherche utilise la conception et l’analyse pour évaluer la viabilité du commutateur d’accès Ethernet proposé en termes de performances et de rentabilité.
- De plus, il s’agit de comparer les approches traditionnelles avec leurs coûts d’exploitation, révélant ainsi la supériorité de cette innovation.