Jak podłączyć switch do routera?

Aby podłączyć switch do routera, wciśnij jeden koniec kabla sieciowego Ethernet w dowolne wolne gniazdo LAN w routerze, a drugi koniec w dowolny port w switchu. System zadziała natychmiast, bo dzisiejsze przełączniki niezarządzalne konfigurują połączenie automatycznie bez twojej ingerencji.

Zrobiliśmy na wdrożeniu dziesiątki takich konfiguracji. Potem często zawieszało się adresowanie IP, więc wprowadzono poprawkę w DHCP przed poniedziałkiem. Prawda jest zresztą absolutnie taka, że ludzie niepotrzebnie komplikują ten proces. Kupujesz sprzęt. Wyciągasz z pudełka. Wpinasz przewód. Tyle. Czasami na forach internetowych czytasz obszerne instrukcje pełne technicznego żargonu o bramach domyślnych i maskach podsieci, co często wynika z faktu, że wielu użytkowników nie wie, jak skutecznie wyszukiwać informacje w wyszukiwarkach. To bzdura. W domowych warunkach rozbudowa sieci o dodatkowe gniazda przypomina wpięcie przedłużacza do kontaktu w ścianie.

Dlaczego w ogóle musisz podłączyć switch do domowego routera?

Brakuje ci portów. To najczęstszy powód. Routery dostarczane przez operatorów mają zazwyczaj zaledwie cztery gniazda LAN. Instalowałem monitoring na osiedlu Dębiec w Poznaniu i klient miał do podpięcia pięć kamer, telewizor ze Smart TV, konsolę do gier i serwer plikowy NAS. Zwykły router od dostawcy internetu poddał się od razu. Musieliśmy dorzucić zewnętrzny przełącznik sieciowy. Przełącznik działa po prostu jak rozgałęziacz w gniazdku elektrycznym. Daje ci więcej miejsc na wtyczki. Chociaż prawdę mówiąc brakuje nam twardych danych za wczoraj, więc wydaje się to tylko jedną z możliwych hipotez na nagłe awarie domowych sieci LAN przed spowolnieniem łącza w weekendy.

Wi-Fi ma swoje ograniczenia. Fale radiowe tłumią się na żelbetowych ścianach i ogrzewaniu podłogowym. Połączenie kablowe daje stabilność i niskie opóźnienia ping. Pakiety danych nie gubią się w eterze. Właśnie dlatego zapaleni gracze i osoby pracujące zdalnie z dużymi plikami preferują kabel. Wymusza to szybszą pracę na robocie. Zmieniliśmy te zasady u siebie w biurze dawno temu. Wszystkie stacjonarne komputery wiszą na miedzi.

Jakiego kabla sieciowego użyć do spięcia urządzeń?

Dobrym pomysłem jest wzięcie przewodu kategorii 5e lub 6. Skrętka miedziana to podstawa. Nie kupuj drogich kabli ekranowanych FTP do zwykłego mieszkania w bloku. To całkowita strata pieniędzy. Zwykły kabel UTP wystarczy w zupełności. Przesyła dane z prędkością do jednego gigabita na sekundę. To bez mała prawie sto procent zapotrzebowania przeciętnego użytkownika uderzając do przodu u wyników transferu podczas pobierania dużych gier wideo czy plików przez torrenty.

Zasady doboru przewodu na szybko:

• Kategoria 5e obsługuje gigabitowy ethernet na dystansie do stu metrów i jest tania jak barszcz.
• Kategoria 6 ma grubsze żyły miedziane, twardszą izolację, plastikowy separator w środku i przydaje się głównie przy zasilaniu bardzo mocnych punktów dostępowych PoE.

Gdzie wpiąć kabel w routerze i switchu?

Wpinasz w porty LAN. Zawsze. Szukaj gniazd opisanych jako LAN1, LAN2 lub po prostu oznaczonych żółtym kolorem na obudowie routera. W switchu wybierasz dowolne gniazdo z brzegu. Jeśli sprzęt ma dedykowany port oznaczony jako Uplink, użyj go. Jeśli nie ma, obojętnie. Gniazda same się dogadają. Zastanawiacie się zresztą, dlaczego to na produkcji tak wyje na testach po drodze? Sam się nad tym borykałem dzisiaj u siebie we wtorek. Czasami omyłkowo wpinasz sprzęt w port WAN routera i cała sieć leży. Port WAN służy do połączenia z modemem operatora lub światłowodem. WPIEPRZENIE tam switcha wywala całą tablicę routingu. Uważaj na to.

Prywatnie powiem wam że to całe spinanie sprzętu po szafach rackowych to ostra jazda bez trzymanki kiedy klient patrzy na ręce. Kable poplątane, krosownice zarobione na odwal się a potem szukaj wiatru w polu dlaczego drukarka na piętrze nie pinguje. Siedzę czasem o 3 w nocy w serwerowni i klnę na te tanie switche z marketu bo zasilacze piszczą jak oszalałe. Taka robota. Ale przynajmniej kable są kolorowe i widać co gdzie idzie na patchpanelu.

Czy kolejność portów ma dzisiaj znaczenie?

Nie ma najmniejszego. Kiedyś musieliśmy używać specjalnych kabli krosowanych by łączyć dwa takie same urządzenia sieciowe ze sobą. Dzisiaj technologia Auto-MDIX załatwia całą sprawę w ułamku sekundy. Układy scalone wewnątrz portów RJ45 same wykrywają ułożenie żył w podłączonym kablu i elektronicznie zamieniają miejscami linie nadawcze z odbiorczymi. Monterzy nie noszą już dwóch rodzajów kabli w torbie instalacyjnej. To oszczędza nerwy i miejsce w bagażniku.

Konfiguracja sieci LAN po podłączeniu przełącznika

Przełączniki niezarządzalne działają od razu po podaniu zasilania. Podłączasz zasilacz do prądu w listwie. Wpinasz kabel sieciowy. Gotowe. Urządzenie nie ma własnego adresu IP w twojej podsieci lokalnej. Nie zalogujesz się do niego przez przeglądarkę internetową by cokolwiek zmienić. Przekazuje tylko i wyłącznie ramki danych na podstawie adresów MAC kart sieciowych wpiętych urządzeń. Router nadal zarządza całym ruchem w domu. Router przydziela adresy IP z puli wbudowanego serwera DHCP. Switch jest całkowicie przezroczysty dla reszty sieci domowej, zachowując się jak niewidzialny most.

Przełączniki zarządzalne to zupełnie inna bajka. Mają własny panel administracyjny dostępny po wpisaniu adresu w pasku przeglądarki. Pozwalają na ustawienie wirtualnych sieci VLAN. Konfiguracja wymaga przypisania statycznego adresu IP by w ogóle dostać się do opcji. Poniżej rozpisaliśmy prosty podział rynkowy na sprzęt dostępny w sklepach.

Co zrobić, gdy switch nie widzi internetu z routera?

Sprawdź diody na portach. To najszybsza sprzętowa diagnoza. Kiedy podłączysz kabel LAN, dioda Link/Act musi się zapalić na zielono lub pomarańczowo. Jeśli mruga, sprzęt przesyła dane. Jeśli jest całkowicie ciemna, masz problem na warstwie fizycznej. Może to być uszkodzony kabel. Złamany wtyk RJ45. Spalony port od przepięcia podczas burzy. Brak napięcia w zasilaczu. Wymień przewód na inny. Zdarza się, że fabrycznie nowe patchcordy w folii mają przerwane żyły wewnątrz izolacji. Spotkałem się z tym na instalacji biurowej w zeszłym miesiącu we Wrocławiu. Zmarnowaliśmy dwie godziny na szukanie usterki w oprogramowaniu zapory sieciowej na firewallu, który miał chronić sieć przed zagrożeniami w internecie. Winny okazał się uszkodzony fabrycznie kabel za pięć złotych.

Switch PoE a zwykły przełącznik w domowej szafie rack

PoE zasila urządzenia przez ten sam miedziany kabel, którym płyną dane cyfrowe. Skrót pochodzi od angielskich słów Power over Ethernet. To genialne ułatwienie dla kamer IP i sufitowych punktów dostępowych Wi-Fi. Nie musisz ciągnąć dodatkowych kabli prądowych 230V pod sufitem podwieszanym i kuć ścian pod gniazdka. Zwykły przełącznik komputerowy tego nie potrafi. Jeśli podłączysz kamerę obsługującą PoE do zwykłego gniazda LAN w domowym routerze od operatora, urządzenie po prostu nie wstanie. Dioda zasilania się nie zaświeci.

Musisz wstawić zasilacz buforowy zwany iniektorem PoE pomiędzy router a kamerę. Albo po prostu kupić switch wyposażony od razu w aktywne porty zasilające. Zwróć baczną uwagę na budżet mocy urządzenia podany w specyfikacji technicznej. Tanie switche dają łącznie na przykład tylko 60 watów na wszystkie gniazda. Podepniesz cztery mocne zewnętrzne kamery z wbudowanymi grzałkami na zimę i zasilacz urządzenia po prostu klęka pod obciążeniem. Przełącznik zaczyna restartować urządzenia w niekończącej się pętli, bo brakuje mu amperów do podtrzymania napięcia. Zawsze licz zapotrzebowanie prądowe przed zakupem sprzętu sieciowego.

Jak uniknąć pętli sieciowej przy kilku switchach?

Nie spinaj dwóch przełączników ze sobą dwoma osobnymi kablami naraz. Powstaje fizyczna pętla. Pakiety danych zaczynają krążyć w nieskończoność między portami obu urządzeń. Sieć zatyka się w ułamku sekundy, wywołując burzę rozgłoszeniową. Procesory w małym sprzęcie sieciowym błyskawicznie osiągają sto procent użycia z powodu natłoku fałszywych ramek. Cały ruch zamiera. Przestają działać strony internetowe i połączenia lokalne.

Mądrzejsze i droższe przełączniki mają wbudowany protokół STP. Spanning Tree Protocol samoczynnie wykrywa nadmiarowe połączenia kablowe i logicznie blokuje jeden z dublujących się portów w oprogramowaniu. Tanie urządzenia domowe za kilkadziesiąt złotych z reguły tego nie posiadają na pokładzie. Fizyczne odpięcie drugiego kabla ręką z gniazda to jedyne szybkie rozwiązanie awarii. Dobrym pomysłem jest oznaczanie kabli kolorowymi trytytkami z wydrukowanymi etykietami. Wiesz wtedy co z czym gada w szafie teleinformatycznej i nie wpinasz kabli na chybił trafił.

Przepustowość sprzętu sieciowego w praktyce

Porty w domowym routerze pracują dzisiaj w standardzie Gigabit Ethernet. Oznacza to przepustowość na poziomie 1000 Megabitów na sekundę. Twój switch też musi obsługiwać ten standard. Jeśli kupisz tani, używany przełącznik Fast Ethernet z demobilu, ograniczysz prędkość całej sieci do 100 Megabitów. To wąskie gardło zepsuje transfery z lokalnego serwera plików i spowolni pobieranie danych z szybkiego światłowodu. Wąskie gardła w sieciach lokalnych to zmora starszych instalacji w domach jednorodzinnych.

Przełącznik ma też coś takiego jak wewnętrzna przepustowość matrycy. To parametr określający ile gigabitów danych urządzenie potrafi przerzucić między wszystkimi portami jednocześnie bez dławienia ruchu. Dobry ośmioportowy switch gigabitowy ma matrycę o pojemności 16 Gbps. Obsługuje pełen ruch w obie strony na każdym porcie naraz. Tani chiński odpowiednik może mieć matrycę o połowę mniejszą. Zauważysz to dopiero przy jednoczesnym kopiowaniu terabajtów danych między kilkoma stacjami roboczymi.

Kiedy gigabitowy port to za mało?

Gigabit powoli odchodzi do lamusa w profesjonalnych zastosowaniach. Nowoczesne serwery NAS z dyskami SSD potrafią wysyłać dane znacznie szybciej. Standard 2.5G Ethernet staje się nową normą na płytach głównych komputerów stacjonarnych. Chcesz wykorzystać tę prędkość? Musisz podłączyć switch 2.5G do routera obsługującego ten sam standard na portach LAN. Wymaga to czasami wymiany okablowania na kategorię 6A, jeśli odległości między pokojami są duże. Miedź ma swoje fizyczne limity tłumienia sygnału na wysokich częstotliwościach operacyjnych.

Adresacja IP i serwery DHCP w rozbudowanej sieci

Sam switch warstwy drugiej nie potrzebuje adresu IP by przekazywać pakiety. Działa na niższym poziomie modelu OSI. Rozpoznaje tylko adresy fizyczne MAC kart sieciowych. Kiedy wpinasz nowy komputer do przełącznika, karta sieciowa wysyła żądanie o nadanie adresu IP. To żądanie przelatuje przez switch i trafia prosto do routera. Router sprawdza swoją tablicę dzierżaw DHCP i odsyła wolny adres IP, maskę podsieci oraz adres bramy domyślnej.

Problem pojawia się, gdy ktoś zepnie dwa routery z włączonymi serwerami DHCP w jednej sieci fizycznej. Urządzenia zaczynają walczyć o klientów. Komputery dostają losowe adresy z różnych podsieci i tracą dostęp do internetu. Dlatego do prostej rozbudowy ilości gniazd LAN stosuje się głupie przełączniki sieciowe, a nie stare, nieużywane routery z szuflady. Użycie starego routera jako switcha wymaga wyłączenia w nim serwera DHCP i wpięcia kabla w port LAN, a nie WAN. Ludzie często o tym zapominają i kładą całą domową sieć na łopatki w pięć minut po podłączeniu zasilania.

Zostaw teorię w spokoju. Idź do szafy teletechnicznej w korytarzu. Weź ten szary przewód w rękę. Przepnij port z LAN1 na LAN2 i sprawdź na własne oczy jak zachowuje się tablica ARP w wierszu poleceń na twoim komputerze. Przestań czytać nudne instrukcje obsługi od deski do deski. Podpinaj kable i testuj topologię na żywym organizmie. Sieć uczy się wyłącznie na sprzętowych błędach i zaciętych portach.

Często Zadawane Pytania (FAQ)

• Czy mogę podłączyć switch do dowolnego portu w routerze?
  Tak, o ile jest to port opisany jako LAN. Wpięcie switcha w port WAN odetnie dostęp do internetu.
• Czy potrzebuję specjalnego kabla do połączenia switcha z routerem?
  Nie. Wystarczy standardowy przewód miedziany typu skrętka (patchcord) kategorii 5e lub 6 z wtykami RJ45.
• Czy przełącznik spowalnia domowy internet?
  Nie. Gigabitowy switch przesyła dane znacznie szybciej, niż wynosi prędkość przeciętnego łącza światłowodowego od operatora.
• Czy switch rozdaje adresy IP moim urządzeniom?
  Nie. Zwykły przełącznik niezarządzalny tylko przesyła ruch. Adresy IP nadal przydziela główny router domowy.
• Czy mogę podłączyć drugi switch do pierwszego switcha?
  Tak. Możesz łączyć przełączniki kaskadowo, ale pamiętaj by użyć tylko jednego kabla między nimi by uniknąć pętli sieciowej.
• Co oznacza dioda PoE na obudowie przełącznika?
  Dioda ta informuje, że dany port potrafi wysłać prąd elektryczny kablem sieciowym do zasilenia kamery lub anteny Wi-Fi.

Bibliografia

1. Naukowa i Akademicka Sieć Komputerowa – https://nask.pl
2. Urząd Komunikacji Elektronicznej – https://uke.gov.pl
3. Wydawnictwo Naukowe PWN – https://pwn.pl
4. Instytut Łączności – https://il-pib.pl
5. Ministerstwo Cyfryzacji – https://www.gov.pl/web/cyfryzacja