فهرست محتوا
مقدمه ای بر سوئیچ Switch شبکه
در این مقاله از سیمیا سیستم میخواهیم بدانیم سوئیچ شبکه Network Switch چیست و چه کاربردی دارد. میخواهیم انواع آن را بیشتر بشناسیم و تفاوت های آن ها با یکدیگر بدانیم و مزیت های هر یک را نسبت به دیگری بررسی کنیم. پس با ما همراه باشید.
سوئیچ شبکه چیست و چه کاربردی دارد؟
سوئیچ Switch شبکه دستگاهی است برای اتصال کابلی دستگاه های تحت شبکه به یکدیگر. سوئیچ شبکه می توانند دستگاه های تحت شبکه مانند کامپیوتر ها ، سرور ها، پرینتر ها ، مودم ، روتر ، اکسزپوینت (برای اتصال افراد توسط وای فای) ، دستگاه حضور و غیاب و هر دستگاه دیگری که کابل شبکه به آن وصل شود و به عبارتی تحت شبکه باشد را به یکدیگر متصل کند و در نهایت دستگاه های تحت شبکه می توانند با یکدیگر تبادل اطلاعات کنند.
به عنوان مثال کامپیوتر می تواند با اتصال کابلی توسط سوئیچ به مودم از اینترنت استفاده کند. همچنین کامپیوتر می تواند با اتصال به دستگاه حضور و غیاب از طریق سوئیچ شبکه اطلاعات ثبت شده بر روی دستگاه حضور و غیاب را بدون نیاز به اتصال حافظه جانبی دانلود کند.
سوئیچ ها در شبکه مانند هر دستگاه دیگر تشکیل دهنده یک شبکه کامپیوتری با مشکلاتی مواجه می شوند که نیاز به رفع شدن دارند، همچنین برخی از سوئیچ ها قابلیت مدیریتی دارند و تنظیمات کاربردی بر روی آن ها انجام می شود. این کار به واسطه خدمات پشتیبانی شبکه و خدمات راه اندازی شبکه انجام می شود.
سخت افزارهایی که دستگاه‌های مختلف را در یک شبکه lan به هم متصل و مرتبط می‌سازد را سوئیچ های شبکه می‌نامند. Network Switch در شبکه دیتاهای بسته‌بندی شده را از ورودی گرفته و به مقصد مورد نظر منتقل میکند.در این اتصال کامپیوترهای موجود شبکه میتوانند با یکدیگر تبادل اطلاعات و دیتا داشته باشند.
لازم به ذکر است که سوییچ های شبکه فقط کامپیوترها را به هم متصل نمی‌کنند، بلکه هرچه دستگاه در یک پرتکل در آن شبکه وجود دارد و پشتیبانی می‌شود خواهند توانست برای کاربرد‌های خاص و سوئیچ های شبکه وصل شوند و همین مطلب سبب می‌شود تا تعداد زیادی از دستگاه‌های وصل شده به شبکه به وسیله سوئیچینگ پشتیبانی شود.
انواع سوئیچ شبکه یکی از ابزارهای اکتیو است که در عین شباهت بسیار به هابhub، با آن متفاوت بود و بسیار هوشمندتر است.با توجه به اساس مدل osl سوئیچها عموما در لایه دو یا همان بخش data link کار میکند.
سوئیچ شبکه Network Switch چگونه کار می کند؟
فرض کنید یک شبکه شامل یک سوئیچ Switch و ۵ کامپیوتر داریم. کامپیوتری که به پورت شماره ۱ وصل شده است میخواهد به کامپیوتری که به پورت شماره ۳ وصل شده است اطلاعاتی را ارسال کند. پس کامپیوتر شماره ۱ پکتی را به سمت سوئیچ ارسال می کند که علاوه بر اطلاعات ارسالی مورد نظر، آدرس مبدا و مقصد نیز بر روی آن پکت ثبت شده است.
پکت مورد نظر از پورت شماره ۱ به سوئیچ میرسد ، حال سوئیچ Switch آدرس مقصد را میخواند اما نمیداند آدرس مقصد مربوط به کدام پورت است. در این لحظه پکت را به همه ی پورت ها ارسال می کند و در نهایت تنها پورت شماره ۳ پکت را دریافت کرده و پاسخ می دهد ، سوئیچ پاسخ را از پورت شماره ۳ دریافت می کند و در جدول اطلاعات خود ذخیره می کند که این آدرس مطلق به پورت شماره ۳ می باشد.
پس از آن هر پکتی که آدرس آن پورت ۳ باشد را فقط به همان پورت ارسال می کند. در طرفی دیگر وقتی کامپیوتری که به پورت ۱ وصل شده بود و پکتی را ارسال کرده، آدرس مبدا را نیز در پکت قرار داده می دهد. سوئیچ پس از دریافت پکت آدرس مبدا را نیز در جدول خود ذخیره می کند که مربوط به پورت شماره ۱ است و به همین ترتیب آدرس های پورت های دیگر را نیز ذخیره می کند.
سویچ های شبکه یکی از مهمترین سخت افزارهای یک مجموعه به حساب آیند. در بالا به تعریف سوئیچها پرداختیم زمان آن رسیده تا بفهمیم انواع سوییچ های شبکه کامپیوتری چگونه کارمی‌کنند!
همانطور که گفتیم اطلاعات و داده‌ها در شبکه به طورت بسته دیتا و فریم جابجا می‌شود و می‌دانیم که هر فریم شامل اطلاعات مهمی همچون آدرس مبدا، آدرس مقصد و… است. switch با توجه به mac address موجود در بخش مقصد، میتواند پورت مقصد را تشخیص داده و بسته را به آنجا تحویل دهد.
میدانید که مک آدرس هر دستگاه و سخت افزاری منحصر به فرد و مخصوص آن دستگاه است. پس طبیعی است که سوئیچها همچون ماموران پست با داشتن مک آدرس مقصد، اطلاعات و بسته داده را به صاحب آن برسانند. جایگاه مک آدرس‌ها در جدولی است به نام جدول مک آدرس. به عبارت ساده‌تر وظیفه این سخت افزار انتقال بسته‌های داده از یک دستگاه به جای دیگر است که از طریق شبکه و بر اساس آدرس موجود در فریم است.
سوئیچ مدیریتی Smart Switch
در سوئیچ مدیریتی smart switch امکانات اولیه سوئیچ های مدیریتی وجود دارد ، از طرفی دیگر رابط کاربری ساده تری را نسبت به سوئیج های مدیریتی دارد. یکی از این امکانات Vlan هست که در سوئیچ های مدیریتی به تعداد بیشتری وجود دارد.
سوئیچ های شبکه چند دستگاه را به یکدیگر وصل می کنند؟
سوئیچ ها قابلیت اتصال ۴ تا ۴۸ دستگاه تحت شبکه را به یکدیگر دارا می باشند. به هر درگاه سوئیچ که کابل شبکه به آن وصل می شود پورت گفته می شود.
انواع سوئیچ شبکه بر اساس تعداد پورت
سوئیچ Switch شبکه در انواع ۴-۵-۸-۱۶-۲۴-۴۸ پورت ساخته می شود و بر اساس تعداد دستگاه های موجود در شبکه مورد استفاده قرار میگیرند.
سوئیچ شبکه POE
POE مخفف Power Over Ethernet است. اگر بخواهیم به طور خلاصه بگوییم POE چیست ، انتقال برق بر روی کابل شبکه را POE گویند. حال یک سری از سوئیچ های شبکه علاوه بر انتقال دیتا میتوانند برای پورت مورد نظر برق نیز تولید کنند ، چرا که برخی از دیوایس های تحت شبکه مانند تلفن های VOIP و برخی دوربین های مدار بسته می توانند برق خود را نیز از پورت شبکه تامین می کنند.
انواع سوئیچ شبکه از نظر سرعت
سوئیچ های امروزی اکثرا سرعت های ۱۰۰Mbps و ۱Gbps را ساپورت می کنند که وابسته به سرعت مورد نیاز تهیه می شوند. برخی از سوئیچ های شبکه دارای پورت های ۱۰Gbps هستند که اکثرا این سرعت را به واسطه ی اتصال فیبر نوری تهیه می کنند.
تفاوت سوئیچ Switch شبکه با هاب شبکه
هاب شبکه توانایی فهم آدرس های ورودی و خروجی را ندارند و عملا همانند سیم هایی هستند که همه ی کلاینت ها را به یکدیگر متصل کرده اند. از این رو وقتی کلاینتی میخواهد اطلاعاتی را برای کلاینت دیگر ارسال کند عملا به همه ی کلاینت ها ارسال می شود که این موضوع خود ترافیک اضافه ای را در شبکه ایجاد می کند.
از طرفی دیگر هر کلاینت میتواند اطلاعات ارسالی همه ی کلاینت ها را دریافت کند که این موضوع برای مواقعی که امنیت حائز اهمیت است می تواند مشکل آفرین باشد. هر چند که بقیه کلاینت ها نسبت به اطلاعات ارسالی دیگر بی تفاوت هستند
سوئیچ شبکه توانایی کار در لایه دو مدل OSI را دارد، به همین خاطر می تواند مک آدرس های مبدا و مقصد را بفهمد و پک ارسال شده توسط کلاینت را به مقصد خودش برساند.
این موضوع بر خلاف هاب شبکه باعث می شود که ترافیک اضافه ای در شبکه ایجاد نشود. همچنین هر کلاینت نمی تواند دیتا مربوط به کلاینت دیگر را دریافت کند که این موضوع خود امنیت بیشتری را نسبت به هاب شبکه ایجاد میکند.
امروزه هاب شبکه دیگر منسوخ شده است و فقط از سوئیچ در شبکه های کامپیوتری استفاده می شود.
وقتی متوجه شدیم وظیفه سوئیچ در شبکه چیست و با توجه به وجود شباهت‌های بسیار بین انواع هاب و سوئیچ سوال پیش می‌آید تفاوت این دو در چیست؟
در یک نگاه کلی شاید همه این دستگاه‌های متصل به نود یا گره خیلی بهم شبیه باشند اما با توجه به محلی که قرار میگیرند و نوع استفاده ما از آنها باهم فرق دارند.
تفاوت سوئیچ، هاب و انواع router که بسیار مهم است این است که هاب بر عکس سوئیچ و روتر، نمیداند که چه دستگاهی درخواست دیتا داده است. به طور مثال هر پورت هاب هر اطلاعاتی دریافت کند آنرا برای تمام پورت‌ها می‌فرستد تا گیرنده در مقصد از آن استفاده کند. این درصورتی است که در سوییچ، بسته دیتای ارسال از پورت مبدا به پورت مقصد فرستاده می‌شود.
همین شرایط باعث می‌شود تا رافیک شبکه نسبت به هاب کمتر باشد.شاید این مورد در شبکه‌های کوچک و خانگی خیلی قابل مشاهده نباشد اما برای مراکز بزرگ با تبادلات داده بالا بسیار حس خواهد شد و کارایی شبکه را کاهش خواهد داد.
جدول مک آدرس در سوئیچ شبکه چیست؟
اجازه دهید با هم بفهمیم سوئیچهای شبکه جدول مک آدرس را چگونه ایجاد می‌کنند.زمانی که سخت افزار ارسال کننده داده یک فریم به سوئیچ می‌فرستد؛ مک آدرس مبدا از آن خوانده شده و اگر در جدول وجود نداشته باشد به آن اضافه می‌شود.
از سوی دیگر مک آدرس مقصد هم در این فریم وجود دارد. سوئیچها آن را در جدول جستجو می‌کنند و در صورت پیدا کردن موردی که با این آدرس مطابقت داشته باشد، داده و بسته دیتا را به آن پورت می‌فرستد. اما اگر هیچ آدرسی مطابق آن پیدا نکرد بسته را به تمام پورت‌ها به غیر از فرستنده می‌فرستد.
اما این به آن دلیل است که فقط گیرنده آن را دریافت میکند و از طرف بقیه fail می‌شود. در گذر زمان این جدول بروز و کامل شده و هرزمان سخت افزار جدید به سوئیچ های شبکه وصل شود، مک آدرس آن به جدول اضافه می‌شود.
انواع سوئیچ شبکه
همانطور که تا اینجا متوجه شدیم سوئیچ شبکه یک ابزار و سخت افزار مهم با سرعت بسیار بالا است که سوئیچینگ داده‌ها و بسته‌های packet را در مسیر دریافت و ارسال آنها به چند ابزار در یک شبکه استفاده می‌کنند. سوئیچها به سه دسته تقسیم می‌شوند
- سوئیچهای غیر مدیریتی
- سویئیچهای مدیریتی
- سوئیچهای تحت شبکه
اما این که هر کدام از این سوئیچها چه هستند و در کجا به کار می‌روند و یا اینکه تفاوت سوئیچهای مختلف با هم در چیست مواردی هستند که در ادامه مبحث ” سوئیچ شبکه چیست” به آنها خواهیم پرداخت.
براساس این که اندازه شبکه شما چقدر است و میزان کنترلی که می‌خواهید برروی شبکه داشته باشید تا چه حد باشد مشخص میکند چه سوئیچی مناسب شبکه شماست.
سوئیچهای غیر مدیریتی
سوئیچهای غیر قابل مدیریتی از انواع سوییچ های شبکه هستند که نیازی به پیکره بندی ندارند. این نوع سوئیچ پس از روشن شدن شروع به کار میکند. انواع سوئیچ شبکه غیر قابل مدیریت امکان نظارت از راه دور، پیکره بندی و مدیریت را ندارند این درصورتی است که بسیاری از این سوئیچها میتوانند به صورت محلی نظارت شوند و به کمک شاخص‌های led و سوئیچهای dip پیکره بندی شوند.
لازم به ذکر است که انواع سوئیچ شبکه غیر مدیریتی هزینه کمتری دارند. به همین دلیل در شبکه‌های کوچک یا در گروه‌های کاری موقت که به یک شبکه بزرگتر وصل می‌شوند، بکار گرفته می‌شوند.
همانطور که گفتیم انواع سوئیچ شبکه غیر مدیریتی ابزارهای کوچکی هستند که نیازی به پیکره‌بندی نداشته و به محض اتصال به برق فعال خواهند شد. این نوع switch به تنظیمات پیچیده نیاز ندارد.
انواع سوئیچ شبکه غیر مدیریتی به تمام ابزرک‌های اترنتی اجازه می‌دهند تا با یکدیگر تعامل داشته باشند همچون کامپیوترها با یک پیرینتر در یک شبکه. آنها شرایطی فراهم می‌کنند تا اتصالات لازم برای ردو بدل کردن داده‌ها به محلی که لازم است امکان پذیر باشد.
این قبیل سوئیچها دارای یک پیکره‌بندی ثابت و خاص هستند که اجازه‌ی تغییر به پیکره‌بندی را نمی‌دهند. به این صورت نیازی به اولویت بندی سفارشات، بسته‌ها و.. نیست. انواع سوئیچ شبکه غیر مدیریتی میتوانند بر روی دسک تاپ یا در رک جایگذایر شده و سبب شود تا هزینه‌ها برای سوئیچینگ کمتر شود.
سوئیچ شبکه مدیریتی چیست؟
سوئیچ Switch مدیریتی به سوئیچ شبکه ای گفته می شود که علاوه بر انجام دادن وظیفه اصلی خود که برقراری ارتباط کابلی بین دستگاه های تحت شبکه است ، امکانات جانبی دیگری را نیز در اختیار قرار می دهد که از کاربردی ترین آن ها می توان به Vlan و STP اشاره کرد.
یکی از امکانات سوئیچ شبکه مدیریتی که جنبه ی امنیتی دارد، خاموش کردن پورت های مورد نظر است، چرا که ممکن است در موقعیت هایی نیاز باشد تا نخواهیم افرادی به صورت خود سر از سوئیچ شبکه استفاده کنند و بار اضافی بر روی سوئیچ ایجاد نشود.
انواع سوئیچ شبکه مدیریتی شرایطی را فراهم میکند تا configure کردن شبکه، توانایی شناسایی و مدیریت عملکردها را داشته باشد. این عملکر در زمان شناسایی مشکلات بسیار مهم است.زمانی که شما یک ترافیک multi-cast در شبکه خود دارید و مشکلات متعددی برای شما هزینه‌های گزافی به دنبال خواهد داشت، استفاده از انواع سوئیچ شبکه مدیریتی بسیار توصیه می‌شود.
اگرچه انواع سوئیچ شبکه غیر مدیریتی بسیار مناسبتر و ارزان تر هستند اما این ویژگی را به شما ارائه نخواهند داد.
انواع سوئیچ شبکه مدیریتی برای افرادی مناسب هستند که زمان پاسخ دهی آنها لازم است میلی ثانیه باشد.مخصوصا برای سازمانهایی که مجبورند شبکه‌های خود را از راه دور مدیریت،عیب‌یابی و محافظت کنند.
این نوع سوئیچینگ به مدیران اجازه می‌دهد تا به یک عملکرد شبکه بهینه و قابل اعتماد دسترسی داشته باشند. سوئیچهای مدیریتی شبکه اجازه و امکان کنترل کامل دیتا، ترافیک و پهنای باند را می‌دهند.
SNMP در سوئیچ مدیریتی
دیگر قابلیت سوئیچ شبکه مدیریتی امکان مانیتور کردن آن به واسطه پروتکل SNMP است . SNMP مخفف Simple Network Management Protocol است
قابلیت STP در سوئیچ شبکه مدیریتی
STP یا Spanning Tree Protocol قابلیتی در سوئیچ شبکه مدیریتی است که مانع از ایجاد Loop در شبکه می شود. اما خود یک عیب دارد و آن هم تاخیر اولیه ۳۰ ثانیه ای در اتصال اولیه کلاینت به سوئیچ هست ، به عبارتی هر گاه اتصال کلاینت از سوئیچ قطع شود (مثل خاموش و روشن شدن کلاینت) باید ۳۰ ثانیه تا برقراری ارتباط صبر کرد.
کاربرد Vlan در سوئیچ Switch مدیریتی چیست؟
Vlan مخفف کلمه Virtual Lan یا Virtual Local Area Network است .
در سوئیچ های شبکه ای مدیریت شده ای که قابلیت استفاده از Vlan را دارا می باشند می توان چند شبکه Lan مجازی درست کرد. اما برای چه این کاری مورد استفاده قرار میگیرد. به طور کل این ویژگی خاصیت امنیتی دارد ، چرا که می توان شبکه های LAN متفاوتی درست کرد که هر LAN قابلیت اتصال به LAN دیگر را نداشته باشد.
برای مثال می توان شبکه Lan دوربین های مداربسته را از شبکه کامپیوتری یک سازمان توسط این قابلیت جداسازی کرد که اگر کسی توانایی نفوذ به شبکه های کامپیوتری را پیدا کرد نتواند به شبکه دوربین ها دسترسی داشته باشد.
قابلیت QoS در سوئیچ های مدیریتی چیست؟
QoS مخفف Quality of Service است . با این قابلیت می توان برای ارتباط ها الویت بندی کنیم . از آنجایی که میدانید هر سوئیچ یک حداکثر پهنای باندی را ساپورت می کند (به عبارتی حداکثر دیتایی که سوئیچ شبکه می تواند در کل شبکه در ثانیه جا به جا کند را Throughput گویند.
پس در اینجا با مفهوم Throughput در سوئیچ شبکه آشنا شدیم.) و اگر تروپوت سوئیچ به گونه ای باشد که زمانی که دیتای زیادی در شبکه جا به جا می شود با کندی مواجه می شویم ، برای حفط کیفیت باید بین ارتباطات سوئیچ الویت بندی کنیم.
در حالت می توانیم برای اطلاعاتی که در آنها سرعت انتقال اهمیت بیشتری دارد، الویت بندی کنیم ، برای مثال می توانیم الویت سرعت را بر روی اطلاعات ویدئویی و صوتی تنظیم کنیم چرا که در زمان دیدن ویدئو یک لحظه قطع شدن و کندی شبکه تاثیر زیادی رو کیفیت می گذارد.
سوئیچ شبکه لایه دو
سوئیچ Switch شبکه لایه دو به سوئیچ شبکه ای گفته می شود که قابلیت فهم تا لایه دوم مدل لایه ای OSI را دارد و به طور خلاصه توانایی فهم ماهیت IP را ندارد. سوئیچ لایه ۲ توسط MAC Address ارتباط بین دستگاه ها را فراهم می کند.
سوئیچ شبکه لایه سه
سوئیچ شبکه لایه سه به سوئیچ شبکه ای گفته می شود که توانایی فهم تا لایه سوم مدل لایه ای OSI را دارد و به طور خلاصه توانایی فهم ماهیت IP را دارد.
سوئیچ های مطرح بازار HP ، Dlink و … میباشند.
چه برندهایی از سوئیچ شبکه در بازار موجود است؟
پس از مطالعه مطالب بالا سوالی که هست این است که برای هر کاربر چه سوئیچینگی با کدام برند و چه مشخصاتی مناسب است؟! در ادامه تعدادی از معتبر ترین سوئیچینگ‌های موجود در بازار را نام خواهیم برد؛
- Netgear
- TP-Link
- CISCO
- Amcrest Gigabit Uplink
- Linksys Business
- TRENDnet
برای انتخاب بهترین سوئیچ لازم است تا با یک تحلیل مناسب از شرایط و نیاز خود و نیز بررسی ویژگی‌های انواع مختلف سوئیچهای موجود اقدام به به خرید هر یک به نماییم. از انواع سوئیچینگ برای کارهای گیمینگ نیز می‌توان استفاده کرد.
سخن آخر
در این مقاله گفتیم سوئیچ شبکه چیست و چه کاربردی برای ما دارد. در ادامه از انواع سوئیچ شبکه برایتان گفتیم و موارد استفاده هرکدام را به اختصار توضیح دادیم.
سوئیچهای شبکه که امروزه در بازار وجود دارند مناسب با شغل یا دفترهای مختلف که از شبکه شلوغی برخوردارند لازم و ضروری هستند به همان اندازه که خرید یک سوئیچینگ مناسب و سازگار ترافیک را پایین آورده و مشکل گشاست، انتخاب یک سخت افزار نامناسب پر ضرر و بیفایده است.
بنابراین لازم است برای خرید مناسبترین قطعه کمی وقت گذاشته و در صورت نداشتن وقت یا اطلاعات انجام این وظیفه را به کارشناسان متخصص این موضوع در سیمیا سیستم زیرمجموعه هلدینگ سیمیا بسپاریم.
سوالات متداول
- انواع برند سوئیچ شبکه کدام است؟
- Netgear
- TP-Link
- CISCO
- Amcrest Gigabit Uplink
- Linksys Business
- TRENDnet
- وظایف سوئیچ در شبکه چیست؟
انواع سوییچ شبکه وظیفه رساندن بسته‌های اطلاعاتی از پورت مبدا به پورت مقصد را دارند.
- انواع سوئیچ شبکه های کامپیوتری کدامند؟
- Fixed
- ماژولار
- Stsckabale
- Poe
- فیبرنوری
- غیرمدیریتی
- مدیریتی
- هوشمند
- ۳لایه
- دیتاسنتر
