سوئیچ شبکه چیست و چه انواعی دارد؟

سوئیچ شبکه چیست و چه انواعی دارد؟

سوئیچ چیست و نحوه کارکرد آن در شبکه چگونه است؟

یکی از مهمترین و اساسی‌ترین تجهیزات شبکه که تقریبا در هر شبکه‌ای دیده می‌شود سوئیچ است. سوئیچ یکی از سخت‌افزار‌های اکتیو در شبکه است، که دارای تعدادی پورت RJ-45 یا همان پورت شبکه و یا فیبرنوری است. وظیفه اصلی سوئیچ ایجاد ارتباط بین کامپیوترهای متصل شده به آن از طریق مک آدرس یا فریم است. سوئیچ شبکه چیست

پس متوجه شدید که سوئیچ در لایه دوم از مدل OSI یا Datalink کار می‌کند. در واقع سوئیچ ارتباط داخلی یک شبکه را انجام می‌دهد و انواع و اقسام متفاوتی دارد. معروف‌ترین برند موجود برای سوئیچ‌هایی که قابل مدیریت هستند سوئیچ‌های سیسکو است. در واقع سوئیچ به دو نوع کلی قابل مدیریت (Manageable) و غیرقابل مدیریت (Unmanageable) تقسیم می‌شود.

زمان تخمین زده شده مطالعه: ۲۱ دقیقه

هاب چیست؟

قبل از اینکه بخواهیم بگوئیم سوئیچ چیست؟ بهتر است بدانیم که چه اتفاقی افتاد تا سوئیچ به وجود آمد. قبل از تولد سوئیچ از دو دستگاه دیگر به نام هاب و Bridge استفاده می‌کردند. هاب سخت‌افزاری است که در لایه یک از مدل OSI قرار دارد که هیچ درک و مفهومی از شبکه ندارد. یعنی هر چیزی که وارد پورت‌های آن می‌شود را به تمام پورت‌هایش ارسال می‌کند. این اتفاق باعث ایجاد حجم زیادی ترافیک در شبکه می‌شود و پهنای باند شبکه را مختل می‌کند.

در واقع هر کامپیوتری که قصد ارسال اطلاعات داشت باید منتظر می‌ماند تا ارسال اطلاعات دیگران به پایان برسد تا نوبت به او برسد. پهنای باند در هاب اشتراکی بود و بین همه پورت‌ها تقسیم می‌شد. از نظر امنیتی فاجعه بود، چون همه می‌توانستند اطلاعات را شنود کنند. اگر دو تا کامپیوتر همزمان اطلاعات را ارسال می‌کردند باعث ایجاد Collision در شبکه می‌شد. یعنی این اطلاعات به هم برخورد می‌کردند و زمانی که این اتفاق رخ می‌داد، عملا هاب کارایی خودش را از دست می‌داد و دیگران هم نمی‌توانستند اطلاعات ارسال کنند. چون Shared Bandwidth یا همان پهنای باند اشتراکی مانع می‌شد و تا زمان رفع مشکل باید صبر می‌کردید.

در هاب فقط یک محدوده Collision یا Collision Domain داشتیم. یعنی هر Collisionای که به وجود می‌آمد بقیه کامپیوترها را تحت تاثیر قرار می‌داد. زمانی که قصد اتصال چند تا هاب را داشتیم یکی از پورت‌های آن را به هاب دیگری متصل می‌کردیم و فاجعه بزرگتر می‌شد. یعنی تمام اطلاعات هاب اولی به بعدی هم می‌رسید و ترافیک سنگین‌تر می‌شد. برای جلوگیری از این عمل از دستگاهی به نام Bridge استفاده کردند.

Bridge چیست؟

به محض این‌که کامپیوترها در شبکه روشن می‌شوند، Broadcast می‌کنند و آدرس مک خود را به همه اعلام می‌کنند. Bridge با دریافت مک آدرس‌ها آن‌ها را داخل جدول مک آدرس خود می‌نویسد، که به Mac Table معروف است (البته فقط مک مبدا را جدول می‌نویسد). از آنجایی که Bridge با مک آدرس کار می‌کند پس در لایه دوم از مدل OSI فعالیت می‌کند. کاری که Bridge انجام می‌دهد این است که مانع انتقال فریم‌های دو کامپیوتر موجود در یک هاب به هاب دیگری شود. در واقع Bridge به تعداد پورت‌هایش Collision Domain دارد و باعث کاهش ترافیک می‌شود. هر چقدر Collision Domain در شبکه بیشتر باشد بهتر است تا اگر یک پورت دچار Collision شد، بقیه پورت‌ها مختل نشود. از مکانیزم کاری Bridge استفاده کردند و سوئیچ را تولید کردند.

سوئیچ چیست؟

سوئیچ همان Bridge است که تعداد پورت‌های بیشتری به آن اضافه کردند و به‌جای اتصال به هاب‌ها، مستقیما کامپیوترها را به سوئیچ متصل کردند. در واقع سوئیج Multiport Bridge یا همان بریج چند پورته است و ماهیت کاری آن از Bridge گرفته شده است. در سوئیچ هر کامپیوتر اطلاعات را به همان کامپیوتر ارسال می‌کند و به دست دیگران نمی‌رسد و این کار توسط جدول مک آدرس یا همان MAC Table انجام می‌شود. به Mac Table سوئیچ CAM Table هم می‌گویند. چون اطلاعات به دیگران ارسال نمی‌شود، باعث افزایش امنیت می‌شود.

پهنای باند هاب اشتراکی بود اما پهنای باند سوئیچ اشتراکی نیست و هر پورت سرعت اختصاصی خودش را دارد و هر پورت برای خودش یک Bus جداگانه برای انتقال اطلاعات دارد. به ازای هر پورت یک Collision Domain داریم. مثلا اگر یک سوئیچ ۲۴ پورت داشته باشیم ۲۴ عدد Collision Domain داریم. در حالت عادی و بدون Vlanبندی یک Broadcast Domain داریم. در سوئیچ اگر دو کامپیوتر همزمان برای همدیگر اطلاعاتی ارسال کنند Collision به وجود می‌آید اما بقیه پورت‌ها را تحت تاثیر قرار نمی‌دهد و توسط پروتکل CSMA/CD بسته ارسالی یک مدتی صبر می‌کند و مجددا ارسال می‌شود به این زمان عقب‌نشینی اصطلاحا Back-off Timer می‌گویند.

برای اتصال دو سوئیچ به هم از پورت Up-Link استفاده می‌کنند. پورتی که معمولا سرعت بیشتری نسبت به پورت‌های دیگر دارد. اما به صورت عادی و توسط دو پورت معمولی هم می‌توان این کار را انجام داد. زمانی که دوتا سوئیج را به هم متصل می‌کنیم، آن‌ها MAC Table خودشان را به اشتراک می‌گذارند و هر سوئیچ می‌داند که به سوئیچی که وصل شده چه اطلاعاتی را ارسال کند. در واقع مشخصات پورت‌های همدیگر را دارند.

تفاوت سوئیچ شبکه و هاب

  • هاب در لایه یکم از مدل OSI کار می‌کند و سوئیج در لایه دوم از مدل OSI کار می‌کند.
  • هاب هیچ درکی از سخت‌افزار ندارد ولی سوئیچ با مک آدرس که یک آدرس سخت‌افزاری است کار می‌کند.
  • سوئیچ هوشمند است و اطلاعات را به پورت‌های نامربوط نمی‌فرستد ولی هاب اطلاعات دریافتی را از تمام پورت‌هایش خارج می‌کند.
  • سوئیچ یک دستگاه امروزی است ولی هاب و Bridge منسوخ شده هستند.
  • هر پورت سوئیچ یک Collision Domain است در حالی که کل هاب یک Collision Domain است. اما هر دو یک Broadcast domain دارند.
  • سوئیچ‌ها قابل مدیریت هستند ولی هاب‌ها هیچ مدیریتی نداشتند.
  • سوئیچ MAC Table دارد ولی هاب اصلا درکی از سخت‌افزار ندارد.

Broadcast Domain و Collision domain چیست؟

به محدوده‌ای که اگر دستگاهی در آن یک پیام Broadcast (برادکست) ارسال کند و همه سیستم‌های آن محدوده آن پیام را دریافت کنند، به آن محدوده Broadcast Domain می‌گوئیم. اگر دو یا ده تا سوئیچ را به هم متصل کنیم و بین آن‌ها روتر نباشد و یا VLANبندی نشده باشد، باز هم یک Broadcast Domain درایم. هر چقدر محدوده Broadcast Domain در یک شبکه کوچکتر باشد بهتر است.

Broadcast Domain و Collision domain چیست؟
سوئیچ شبکه چیست

به محدوده‌ای که با به‌وجود آمدن Collision مختل می‌شود، Collision Domain می‌گویند و هر چقدر تعداد Collision Domain در یک شبکه بیشتر باشد بهتر است.

جدول مک آدرس(MAC Table) در سوئیچ چگونه تکمیل می‌شود؟

هر فریمی که توسط هر سیستم کامپیوتری به سمت سوئیچ ارسال می‌شود آدرس مک مبدا آن در صورت نبودن در جدول MAC Table سوئیچ ثبت می‌شود. سپس آدرس مقصد هم بررسی می‌شود و در صورت نبودن آدرس مقصد در جدول مک سوئیچ، آن را از همه پورت‌هایش خارج می‌کند. اگر کامپیوتری آدرس کامپیوتر دیگر را نداشته باشد یک بسته را به صورت Broadcast ارسال می‌کند و سوئیچ با نگاه کردن به مقصد آن متوجه می‌شود که این بسته باید به دست همه سیستم‌ها برسد و سوئیچ هم آدرس مقصد را ندارد، پس از تمامی پورت‌های خودش بجز پورتی که فریم را دریافت کرده بسته را خارج می‌کند. در واقع سوئیچ درکی از برادکست ندارد و کاری بجز Flooding یا ارسال آن به همه پورت‌هایش نمی‌تواند بکند.

جدول مک آدرس(MAC Table) در سوئیچ چگونه تکمیل می‌شود؟
نمایش MAC table در سوئیچ سیسکو

بسته به دست همه کامپیوترها می‌رسد ولی فقط آن کامپیوتری که باید بسته را دریافت کند، بسته را قبول می‌کند و بقیه کامپیوترها بسته را Drop می‌کنند. در زمان برگشت بسته، آدرس مقصد را سیستم هدف می‌داند و سوئیچ با نگاه کردن به مک آدرس آن، آن آدرس را هم در MAC Table خود وارد می‌کند. به این ترتیب جدول مک سوئیچ تکمیل می‌شود. از این به بعد سوئیچ به‌جای برادکست از unicast یا ارتباط یک به یک استفاده می‌کند و ترافیک را کاهش می‌دهد. چون آدرس مک سیستم‌ها را در جدول مک خودش دارد. جدول مک سوئیچ Aging-time دارد و بعد از مدت مشخصی که حدود ۳۰۰ ثانیه است، اگر ارتباطی شکل نگیرد پاک می‌شود.

انواع سوئیچ شبکه

به صورت کلی انواع دسته‌بندی سوئیچ‌های شبکه به صورت زیر است. اول به صورت کلی معرفی می‌کنیم و در نهایت توضیح مختصری از هر کدام ارائه می‌دهیم.

  • سوئیچ‌های Fixed Port
  • سوئیچ‌های ماژولار یا Modular
  • سوئیچ‌های Stack-able
  • سوئیچ‌های شاسی یا Chassis
  • سوئیچ POE
  • سوئیچ مدیریتی یا غیرمدیریتی یا Managed – Unmanaged
  • سوئیچ لایه ۳
  • سوئیچ دیتاسنتر

سوئیچ Fixed port

این نوع سوئیچ‌ها پورت‌های ثابتی دارند و به عنوان مثال ۸ پورت، ۱۶ پورت، ۲۴ پورت، ۴۸ پورت و … دارند. این نوع سوئیچ‌ها می‌توانند قابل مدیریت یا غیرقابل مدیریت باشند و می‌توان آن را در هر شبکه‌ای با هر سایزی استفاده کرد. مثلا مودم موجود در خانه شما هم عملا روتینگ را انجام می‌دهد و هم عمل سوئیچینگ. یعنی هم می‌‌توان گفت یک روتر است و هم یک سوئیچ. به هر پورت مودم که یک کابل متصل کنید و به سیستم خود اتصال دهید ارتباط با شبکه اینترنت و داخلی را می‌توانید برقرار کنید. این ارتباط از طریق مک آدرس و IP آدرس انجام می‌شود.

سوئیچ شبکه fixed port
سوئیچ شبکه چیست

پورت‌های موجود در سوئیچ‌های Fixed، می‌تواند فیبرنوری و یا RJ-45 باشد. اگر قصد اتصال دو سوئیچ را به هم در یک شبکه دارید، تا حد ممکن از فیبر نوری استفاده کنید یا از Up-link که سرعت بالاتری نسبت به همه‌ی پورت‌های دیگر داشته باشد. چون قرار است در نقش Trunk Port ظاهر شود و همه اطلاعات سوئیچ‌ها از این پورت یا شاهراه ردوبدل شود. در شبکه‌های امروزی معمولا از پورت‌های با سرعت یک گیگابیت بر ثانیه یا بالاتر استفاده می‌کنند.

سوئیچ‌ها علاوه بر پورت اترنت می‌توانند دارای پورت SFP نیز باشند. به پورت ;i ماژولار هستند SFP (Small From-Factor Pluggable ) می‌گویند به این پورت‌ها می‌توان ماژول فیبرنوری و یا RJ-45 اضافه کرد. پورت SFP+ سرعت ۱۰ گیگابیت برثانیه را ارائه می‌دهد که نسل جدید SFPها هستند. کابل‌های اترنت یا همان Twisted Pair برای فواصل بیشتر از ۱۰۰ متر مناسب نیستند و همچنین اگر قرار است سوئیچ‌های بین طبقات را به هم متصل کنید بهتر است از پورت فیبرنوری استفاده کنید. فیبرنوری سرعت بیشتری دارد و همچنین نویزپذیری ندارد چون انتقال اطلاعات بر اساس پالس نوری است.

سوئیچ شبکه ماژولار

سوئیچ شبکه ماژولار
سوئیچ شبکه چیست

سوئیچ‌های ماژولار بسیار قدرتمند‌تر از سوئیچ‌های Fixed هستند و برخلاف سوئیچ‌های Fixed می‌توان تعداد پورت‌های سوئیچ ماژولار را افزایش داد. یعنی بدنه یا کیس سوئیچ‌های ماژولار به صورتی طراحی شده‌اند که بتوان در صورت نیاز به آن ماژول پورت اضافه کرد و تعداد پورت‌های بیشتری بر اساس نیاز داشته باشیم. هر چقدر امکانات بیشتر، هزینه بیشر. این سوئیچ‌ها گران‌قیمت‌تر هستند و بیشتر در سطح سازمانی استفاده می‌شوند. فرض کنید ۲۴ پورت دارید و نیازمند به ۱۶ پورت دیگر هستید، در این صورت یک ماژول تهیه می‌کنید و به راحتی به سوئیچ اضافه می‌کنید و پورت‌های لازم را خواهید داشت.

سوئیچ‌ شبکه Stack-able

 سوئیچ‌ شبکه Stack-able
سوئیچ شبکه چیست

این نوع سوئیچ‌ها را می‌توان از طریق پورت‌های Stackای که پشت آن‌ها قرار دارد به هم متصل کرد و چند تا سوئیچ در قالب یک سوئیچ فعالیت کنند. این نوع سوئیچ‌ها با یک کابل مخصوص به نام کابل Stack به هم متصل می‌شوند و تعداد پورت‌های بیشتری را پوشش می‌دهد.

سوئیچ شبکه شاسی

سوئیچ شبکه شاسی
سوئیچ شبکه چیست

این نوع سوئیچ‌های همان‌طور که از نام آن‌ها پیداست دارای یک شاسی هستند که می‌تواند یونیت‌های متفاوتی داشته باشد و دارای فن و پاور و منبع تغذیه بسیار قدرتمندی است و بیشتر در دیتاسنترها مورد استفاده قرار می‌گیرد. پورت‌های این نوع سوئیچ‌ها فیبرنوری یا RJ-45 می‌تواند باشد. این سوئیچ‌ها ماژولار نیز هستند و می‌تواند انواع و اقسام ماژول را روی آن سوار کرد. قیمت این نوع سوئیچ‌ها بسیار زیاد است و در سطح کلان استفاده می‌شود.

سوئیچ POE

سوئیچ POE
سوئیچ شبکه چیست

POE مخف عبارت Power Over Ethernet است و در این نوع سوئیچ‌ها اطلاعات و برق در یک کابل اترنت ردوبدل می‌شوند. یعنی با اتصال یک کابل به یک دوربین یا دستگاه وایرلس یا اکسس پوینت می‌توان علاوه بر دریافت اطلاعات و ارتباط، برق را نیز به تجهیزات رساند. به دستگاه‌هایی که سوئیج برق آن‌ها را تامین می‌کند Powered Devices یا PD می‌گویند. تکنولوژی POE برای زمان‌هایی مناسب است که دسترسی به برق ندارید. به طور مثال یک آنتن وایرلس روی پشت‌بام دارید و دسترسی به برق ندارید یک کابل RJ-45 از آنتن وایرلس به سوئیچ POE متصل می‌کنید و برق را دریافت می‌کنید. یا مثلا VOIP پیاده‌سازی کردید ولی تلفن‌های IP برق ندارند یا برای زیبایی بیشتر و جلوگیری از شلوغی قصد ندارید به آن‌ها آداپتور متصل کنید، در این مواقع تلفن‌های IP را مستقیم به سوئیچ POE متصل می‌کنید تا برق آن تامین شود.

سوئیچ شبکه poe و poe+
سوئیچ شبکه چیست

تکنولوژی POE دارای یک نسخه جدید به نام POE+ است که قدرت انتقال برق بیشتری را فراهم می‌کند. تکنولوژی POE تا ۱۵.۴وات می‌تواند برق‌رسانی داشته باشد و با توجه به اتلاف برق در کابل تنها ۱۲.۹۵ وات را می‌تواند به دستگاه موردنظر برساند. در حالی که POE+ تا ۳۰ وات برق‌رسانی دارد و اگر اتلاف برق را بخواهیم حساب کنیم در نهایت ۲۵.۵ وات برق به دستگاه موردنظر می‎‌رسد. هر دوتا تکنولوژی برق‌رسانی یعنی POE و POE+ از دو جفت از چهار جفت سیم کابل شبکه برای برق‌رسانی استفاده می‌کند. یکی از نقاط ضعفی که برای سوئیچ‌های POE گفته می‌شود این است که عمر کمی دارند. پس اگر می‌توانید از برق مستقیم استفاده کنید، از سوئیچ‌های معمولی استفاده کنید.

تکنولوژی POE
سوئیچ شبکه چیست
مقایسه POE و UPOE
سوئیچ شبکه چیست

امروزه دستگاه‌های بیشتری در شبکه به این تکنولوژی نیاز دارند و همچنین برق بیشتری را باید تامین کرد. سیسکو دو تکنولوژی به نام UPOE و UPOE+ را ارائه کرد و تکنولوژی POE را بهبود بخشیده است. Cisco Universal Power over Ethernet (UPOE) و Cisco Universal Power over Ethernet Plus (UPoE+) که توسط سیسکو ارائه شده است توان هر اینترفیس یا پورت سوئیچ را سه برابر کرده است. برخلاف POE که از دو جفت سیم برای برق‌رسانی استفاده می‌کند، تکنولوژی سیسکو از هر چهارجفت سیم برای برق‌رسانی استفاده می‌کند.

کلاس برق رسانی سوئیچ POE
سوئیچ شبکه چیست

زمانی که یک دستگاه را به سوئیچ POE متصل می‌کنیم سوئیچ یک پالس برای دستگاه موردنظر ارسال می‌کند تا متوجه شود که در چه کلاسی باید برق‌رسانی انجام شود و در واقع مقدار برق مورد‌نیاز را تشخیص می‌دهد. وقتی کلاینت پاسخ می‌دهد سوئیچ کلاس موردنظر را انتخاب و برق‌رسانی شروع می‌شود. به این پروسه Hardware Handshake یا POE Handshake می‌گویند.

از کجا تشخیص دهیم که کدام سوئیچ POE است؟

سوئیچ‌های سیسکو که POE را پشتیبانی می‌کنند با نگاه کردن به مدل آن‌ها قابل رویت است. اگر در شماره مدل آن حرف P نوشته شده بود به معنای پشتیبانی از تکنولوژی POE است. به عنوان مثال سوئیچ WS-C3850-24T-L تکنولوژی POE را پشتیبانی نمی‌کند اما WS-C3850-24P-L که حرف P در مدل آن مشخص است از تکنولوژی POE پشتیبانی می‌کند. در برندهای دیگر معمولا یک علامت صاعقه زردرنگ نماینگر POE بودن سوئیچ شبکه است و یا در مشخصات آن ذکر شده است.

تنظیمات POE سوئیچ سیسکو سوئیچ شبکه چیست

تنظیمات دریافت برق در سوئیچ‌های سیسکو در حالت عادی روی Auto تنظیم شده است. یعنی به محض اینکه سوئیچ تشخیص دهد دستگاهی به برق نیاز دارد، با تشخیص کلاس آن برق موردنیاز را برای آن فراهم می‌کند. می‌توان پورت‌های سوئیچ سیسکو را به صورت دستی و از طریق دستور طوری تنظیم کرد که برق‌رسانی را انجام ندهد که باید بر روی حالت never قرار گیرد. پورت‌هایی که حالت never روی آن فعال شده است در خروجی دستور show power inline نمایش داده نمی‌شود. در تصاویر زیر برق موردنیاز هر پورت سوئیچ سیسکو و تنظمیات مربوط به یک پورت را نمایش داده است.

نمایش پورت‌های سوئیچ شبکه سیسکو که برق مصرف میکند
نمایش میزان مصرف برق هر پورت در سوئیچ شبکه سیسکو
غیرفعال کردن POE بر روی یک پورت
غیرفعال کردن POE بر روی یک پورت
نمایش اطلاعات کامل برق یک پورت سوئیچ شبکه سیسکو
نمایش اطلاعات کامل برق یک پورت سوئیچ شبکه سیسکو

سوئیچ‌های مدیریتی و غیر مدیریتی

به سوئیچ‌های غیرمدیریتی Plug and Play هم می‌گویند یعنی به محض اتصال به شبکه شروع به فعالیت می‌کند و نیاز به کانفیگ و پیکریندی خاصی ندارند. در واقع با تنظیمات خاصی روانه بازار می‌شوند. سوئیچ‌های غیرمدیریتی برای منازل و شبکه‌هایی که نیاز به VLanبندی ندارند مناسب است. سوئیچ غیرمدیریتی فقط در لایه Datalink می‌تواند فعالیت کند و به محض اتصال دستگاه‌های اترنت مانند اکسس پوینت،کامپیوتر و پرینتر شروع به فعالیت می‌کند و هیچ تنظیمی توسط ما صورت نمی‌گیرد و ارتباط دوطرفه همزمان (Full-Duplex) یا دوطرفه غیرهمزمان (Half-Duplex) بر اساس مذاکره بین تجهیزات صورت می‌گیرد که به آن Auto-Negotiation می‌گویند.

اما اگر قرار است ترافیک شبکه را مدیریت کنید و الویت‌بندی ترافیک داشته باشیم و در واقع بتوانیم خودمان تنظیمات را انجام دهیم که سوئیچ به چه نحوی با هر فریم برخورد کند، نیازمند سوئیچ‌های مدیریتی یا Manageable هستیم که معروفترین آن‌ها سوئیچ‌های سیسکو است. این سوئیچ‌ها هم به محض اتصال به شبکه شروع به فعالیت می‌کنند اما می‌توان تقریبا تمامی پیش‌فرض‌های آن را تغییر داد و یک شبکه امن در لایه دوم ایجاد کرد. برای پیکربندی سوئیچ‌های مدیریتی برای بار اول باید از طریق کنسول به آن‌ها متصل شویم و یک ارتباط از راه دور مانند SSH ایجاد کنیم و سپس از طریق پروتکل SSH به آن متصل شویم و تنظیمات را انجام دهیم.

سوئیچ‌های مدیریتی سیستم‌عامل مخصوص به خود را دارند. به طور مثال سیستم‌عامل سوئیچ‌های سیسکو IOS است و از طریق Command Line می‌توانیم با آن ارتباط بگیریم. از مهمترین قابلیت‌های سوئیچ‌های مدیریتی می‌توان به الویت‌بندی ترافیک ، VLAN بندی یا گروه‌بندی پورت‌ها، افزونگی یا Redundancy که سیسکو به آن Ether-channel می‌گوید، مانیتورینگ پورت‌ها، اتصال از راه دور و … را نام برد.

اگر به هر کدام از قابلیت‌های بالا نیاز دارید راهی جز انتخاب سوئیچ مدیریتی ندارید. قبل از پیاده‌سازی شبکه هزینه و نیازمندی‌ها را ارزیابی کنید و سپس اقدام به خرید سوئیچ و نوع آن کنید و طبیعتا سوئیج‌های مدیریتی هزینه بیشتری دارند.

سوئیچ مدیریتی هوشمند

سوئیچ شبکه هوشمند چیزی مابین سوئیچ مدیریتی و غیرمدیریتی است. سوئیچ‌های مدیریتی برخی از قابلیت‌های مهم مانند VLanبندی را دارد و معمولا برای شبکه‌هایی که نیازمندی‌های کمتری دارند مناسب است.

سوئیچ لایه ۳

سوئیچ‌های لایه سه علاوه بر سوئیچینگ عملیات روتینگ و مسیریابی را نیز انجام می‌دهند. یعنی با راه‌اندازی VLAN بین پورت‌های مختلف آن، می‌توان از طریق خود سوئیچ لایه ۳ ارتباط بین این پورت‌ها را هم برقرار کرد. فرض کنید یک روتر و یک سوئیچ در قالب یک کیس قرار دارند. هزینه این نوع سوئیچ‌ها بالاتر است و سیستم‌عامل پیشرفته‌تری نیز دارند. در واقع با خود سوئیچ لایه ۳ می‌توان Inter-VLAN Routing راه‌اندازی کرد و همچنین پروتکل‌های مسیریابی مانند OSPF را هم تنظیم کرد. سوئیچ‌های لایه ۳ سیسکو با عدد ۳ شروع می‌شوند و سوئیچ‌های لایه۲ با عدد ۲ شروع می‌شوند.

تفاوت سوئیچ و روتر سوئیچ شبکه چیست

سوئیچ ارتباط داخلی شبکه LAN و ارتباط کامپیوترهای یک شبکه را با هم برقرار می‌کند اما روتر ارتباط یک شبکه با یک شبکه دیگر را برقرار می‌کند و همچنین ترافیک Broadcast اجازه عبور از روتر را ندارد. روتر در لایه سه از مدل OSI فعالیت می‌کند و با IP آدرس کار می‌کند در حالی که سوئیچ با مک آدرس کار می‌کند. اصلی‌ترین کار یک روتر روتینگ (Routing) یا مسیریابی و پیدا کردن بهترین مسیر با استفاده از الگوریتم‌های مسیریابی است. ساده‌ترین نوع روتری که تقریبا در هر خانه‌ای وجود دارد مودم یا همان روتر ADSL است که کار مسیریابی به سمت اینترنت را برای هر ما انجام می‌دهد.

بیشتر بخوانید: «چرا با ریستارت کردن مودم اینترنت متصل می‌شود؟»

طبقه‌بندی سوئیچ‌ شبکه بر اساس ارسال نوع فریم (Frame) در شبکه

سوئیچ‌ شبکه Store and Forward

store-and-forward-switching-mode در سوئیچ شبکه سیسکو

این نوع سوئیچ‌ها تمامی فریم ارسالی را دریافت می‌کند و آن را بررسی می‌کند و اگر خطایی وجود داشته باشد آن را تصحیح می‌کند و سپس ارسال می‌کند. این نوع سوئیچ‌ها به دلیل نگهداری کوتاه مدت فریم برای بررسی آن، سرعت کمتری دارند و این اطلاعات را در بافر(Buffer) خود نگه می‌دارند. بافر یک مکان موقت برای نگهداری اطلاعات در حافظه RAM است. بافر سرعت مبدا و مقصد را متناسب می‌کند. زمانی که صحت و سلامت اطلاعات برای ما مهمتر از سرعت باشد از این روش استفاده می‌کنیم.

سوئیچ‌ شبکه Cut Through

cut-through-switching-mode در سوئیچ شبکه سیسکو

بیشترین نوع استفاده سوئیج در دنیاست و به محض دریافت فریم، بلافاصله به سمت مک آدرس مقصد ارسال می‌شود. اگر پورت مقصد مشغول باشد فریم را در بافر خودش نگه‌ می‌دارد و درون صف بافر قرار می‌دهد. در سوئیچ‌های Cut through هیچ خطایابی روی فریم ارسالی انجام نمی‌شود. این سوئیچ‌ها بیشتر در بخش Core شبکه مورد استفاده قرار می‌گیرد. این نوع سوئیچ‌ها تاخیر کم و قابلیت اطمینان پائینی دارند. تقریبا میشه گفت به محض دریافت اطلاعات آن را به سمت مقصد ارسال می‌کند. اگر فقط سرعت برای ما مهم باشد از این روش استفاده می‌کنیم.

سوئیچ‌ شبکه Fragment Free

ترکیبی از Store and forward و cut through است با این تفاوت که ۶۴ بایت اول فریم را وارد بافر می‌‌کند تا بررسی کند که دچار Collision شده است یا خیر؟ اگر دچار Collision شده باشد فریم را دور می‌اندازد و اگر سالم باشد به سمت مقصد ارسال می‌شود. زمانی که صحت و سلامت اطلاعات و همچنین سرعت اطلاعات برای ما اهمیت داشته باشد از این روش استفاده می‌کنیم.

سوئیچ‌ شبکه Adaptive

این نوع سوئیچ‌ها در ابتدا فریم را از روش cut through شروع به ارسال به سمت مبدا می‌کند و اگر ارور دریافتی روی پورت مبدا زیاد باشد، تغییر روش می‌دهد و از مکانیزم Store and Forward استفاده می‌کند. مزیت‌های Cut through و store and forward در این نوع سوئیچ‌ها جمع شده است. در سوئیچ‌های سیسکو مانند تصویر زیر می‌توانیم نحوه برخورد با اطلاعات را با استفاده از Switching mode ببینیم و تعریف کنیم.

دستور switching-mode در سیسکو

اگر قصد تغییر روش ارسال فریم را در سوئیچ‌های سیسکو دارید مانند تصویر زیر عمل کنید.

فعالسازی روش store and forward در سوئیچ شبکه سیسکو

مطالب پیشنهادی و تکمیلی

«هفت مدل OSI چیست؟»

«مک آدرس چیست و چه کاربردی دارد؟»

«دستور پینگ چیست و کاربرد آن چیست؟»

«دستور tracert چیست؟ نحوه کارکرد آن چگونه است؟»

نتیجه‌گیری و خلاصه مطلب سوئیچ شبکه چیست

در این مطلب به این سوال که سوئیچ چیست پاسخ دادیم و متوجه شدیم که اساس کار سوئیچ با مک آدرس است و در لایه دوم از مدل OSI فعالیت می‌کند. کار اصلی سوئیچ اتصال سیستم‌های که بر اساس استاندارد اترنت (مک آدرس یا لایه ۲) کار می‌کنند به یکدیگر است. مکانیزم کاری سوئیچ از Bridge گرفته شده است و در واقع Multiport bridge است. سوئیچ انواع متفاوتی دارد ولی در کل به دو دسته مدیریتی و غیر مدیریتی تقسیم می‌شود که البته می‌توان سوئیچ‌های هوشمند را دسته سوم در نظر گرفت. یکی از پرکاربردترین برندهای سوئیچ در دنیا که مدیریتی است و برای راه‌اندازی آن نیاز به یک متخصص دارید، سوئیچ‌های برند سیسکو است. اگر سوالی در مورد مطلب داشتید حتما در بخش نظرات عنوان کنید.

منبع: بامادون

کپی و نشر مطلب با ذکر منبع و نام نویسنده بلامانع است.

کامبیز ذوقی وب‌سایت
کامبیز ذوقی هستم بنیان‌گذار وب‌سایت بامادون ، کارشناس شبکه‌های کامپیوتری مایکروسافت عاشق یادگیری هر چه بیشتر کامپیوتر ، شبکه ، امنیت و وب

نظر دادن یک نوع هنر است! نظر شما چیست؟

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *