مدت زمان مطالعه مقاله : ۱۰ دقیقه
سوئیچ شبکه چیست و چگونه کار می کند؟ سوئیچ شبکه سخت افزاری است که دستگاه های موجود در یک شبکه را به یکدیگر متصل می کند. در واقع این سخت افزار ارتباط شبکه ای را در بین این دستگاه ها برقرار می کند. این وسیله که به عنوان یکی از پرکاربردترین تجهیزات اکتیو شبکه محسوب می شود و جهت ارسال داده ها از دستگاه مبدا به مقصد از مک آدرس استفاده می کند. سوئیچ شبکه در لایه پیوند داده (لایه ۲) مدل OSI کار می کند. البته ناگفته نماند که بعضی سوئیچ ها هم این توانایی را دارند که در لایه شبکه به داده ها و اطلاعات عملکرد مسیریابی را اضافه کرده و سپس ارسال کنند. در واقع این نوع سوئیچ ها را به نام سوئیچ های چند لایه می شناسند چون می توانند در لایه های بالاتر نیز کار کنند. در این مطلب می خواهیم در مورد سوئیچ شبکه چیست و عملکرد آن بپردازیم. با مجله تخصصی آی تی صاران مارکت همراه باشید.
اگر قصد داشته باشید که چندین دستگاه و یا کامپیوتر را به یکدیگر متصل کنید و شبکه محلی را در بین این دستگاه ها راه اندازی کنید باید از سوئیچ شبکه استفاده کنید. تا بتوانید این کامپیوترها را به راحتی به یکدیگر متصل کنید. هر کامپیوتر و دستگاهی توسط کابل شبکه به سوئیچ متصل شده و سوئیچ با مدیریت بر داده ها و اطلاعات سپس آنها را به سمت کامپیوتر مقصد ارسال می کند. به طور کلی سوئیچ سخت افزاری جهت اتصال چندین کامپیوتر به یکدیگر می باشد و موجب برقراری ارتباط بین آنها می شود. این ارتباط به صورت کامل دو طرفه است. سوئیچ جریان داده در شبکه را با استفاده از انتقال بسته دریافتی مدیریت میکند. اگر می خواهید با تجهیزات اکتیو و پسیو شبکه آشنا شوید، به شما پیشنهاد می کنیم مقاله تجهیزات اکتیو و پسیو شبکه چیست؟ را مطالعه کنید. شما با استفاده از آدرس شبکه می توانید هر دستگاهی که به سوئیچ متصل است را شناسایی کنید. این آدرسها به سوئیچ این قابلیت را می دهد تا ترافیک را هدایت کند و همچنین امنیت شبکه را بالا ببرد. سوئیچ ها شباهت زیادی به هاب دارند، اما نسبت به آنها هوشمندتر هستند. در سوئیچ این قابلیت وجود دارد که هر دستگاهی که به یک پورت از سوئیچ متصل است این توانایی را دارد که داده ها و اطلاعات خود را در هر زمانی به هر کدام از پورت های دیگر سوئیچ انتقال دهد. البته بدون هیچ گونه اختلال در انتقال داده ها. اکنون می خواهیم بعد از اینکه مفهوم سوئیچ شبکه چیست را فهمیدیم حال به اینکه سوئیچ شبکه چگونه کار می کند؟ بپردازیم. زمانی که دستگاهی را به سوئیچ متصل می کنید، سوئیچ مک آدرس آن دستگاه را در جدول مک آدرس خود ذخیره کرده و سپس با استفاده از آن آدرس پورت مقصد را تشخیص می دهد و بسته را به مقصد صحیح ارسال می کند. هر دستگاه یا کامپیوتری دارای مک آدرس منحصر به فردی است. سوئیچ شبکه قادر است مک آدرس دستگاه را از آدرس IP لایه شبکه تشخیص دهد. اگر دستگاهی بخواهد بسته ای را به دستگاه دیگری ارسال کند، این بسته ابتدا وارد سوئیچ می شود. سوئیچ نیز با خواندن هدر بسته، کارهایی که قرار است برای آن بسته انجام دهد را مشخص می کند. سپس با تطبیق آدرس مقصد، بسته را توسط پورت مناسب به دستگاه مقصد ارسال می کند.
اکنون شاید برای شما این سوال پیش آمده که سوئیچ چگونه جدول مک آدرس را ایجاد و سپس ذخیره می کند؟ هنگامی که دستگاه مبدا فریمی را به سوئیچ ارسال کند، سوئیچ مک آدرس دستگاه را می خواند و در جدول خود ذخیره می کند. توجه داشته باشید که اگر مک آدرس دستگاه در جدول بود دیگر به جدول اضافه نمی شود. البته فریم دارای مک آدرس مقصد نیز می باشد، که این مک آدرس توسط سوئیچ در جدول مک آدرس خود جستجو می شود. سپس اگر مک آدرسی با آن مک آدرس فریم تطابق داشته باشد، سوئیچ اطلاعات را به آن پورت ارسال می کند و در غیر اینصورت سوئیچ بسته ارسالی را به همه پورت ها ارسال میکند و نکته مهم اینجاست که فقط گیرنده اصلی آن بسته را دریافت می کند و دیگر پورت ها آن را نمی پذیرند. به همین ترتیب این جدول کامل می شود و هر دستگاهی را که بخواهید به سوئیچ متصل کنید مک آدرس آن دستگاه هم به جدول مک آدرس اضافه خواهد شد. کار و فعالیت سوئیچ بر روی یک شبکه می باشد در صورتی که روتر عمل انتقال داده ها از یک شبکه به شبکه ای دیگر را بر عهده دارد. در واقع روتر داده ها و اطلاعات را بین شبکه های محلی و خارجی و یا بین شبکه ها انتقال می دهد. البته این نکته را در نظر داشته باشید که اغلب روترها به عنوان سوئیچ نیز کار می کنند. اما به طور کلی از سوئیچ جهت گسترش تعداد پورت در شبکه استفاده می شود، اما از روتر جهت انتقال داده ها و اطلاعات در بین چندین شبکه استفاده می شود. در این ویدئو سعی کردیم به طور کامل تفاوت بین سوئیچ و هاب و روتر را توضیح دهیم. با مجله تخصصی آی تی همراه باشید: برای اینکه این موضوع را کامل دریابید برایتان مثالی می زنیم. اگر قصد داشته باشید که کامپیوتر و یا پرینتر خود را به یک شبکه محلی یا خانگی متصل کنید مطمئناً به هاب یا سوئیچ نیاز دارید، اما اگر بخواهید شبکه خانگی خود را به اینترنت متصل کنید مسلماً باید از روتر برای این کار استفاده کنید. روتر چندین سوئیچ و شبکه های که به آن را به یکدیگر متصل می کند و شبکه بزرگی را ایجاد می کند. مهمتر از همه اینکه عملکرد روتر مانند یک توزیع کننده می باشد و به طور صحیح ترافیک را هدایت می کند. در آخر هم مناسبترین مسیر را انتخاب می کند.
اکثر افراد فکر می کنند این دستگاه ها با هم مشابه هستند و عملکردشان یکی است. در صورتی که اینطور نیست و با یکدیگر کاملا فرق دارند. کارایی هاب به نسبت سوئیچ پایینتر می باشد. خب به طور ساده تر هاب برخلاف سوئیچ اطلاعی از دستگاه ارسال کننده داده ندارد و بسته ای را که دریافت می کند به تمامی دستگاه ها ارسال می کند. با این عملکرد ترافیک شبکه بسیار بالا می رود. مهمتر از همه هیچ گونه اطلاعاتی از اتصال دستگاه ها به هر پورت را ذخیره نمی کند. از هاب بیشتر می توانید جهت شبکه های بسیار کوچک استفاده کنید چون تأثیر چندانی نمی گذارد، اما در شبکه های بزرگ موجب ازدحام شبکه و کاهش کارایی شبکه می شود. اما در سوئیچ همانطور گفتیم جدولی جهت ثبت و ذخیره اطلاعات دستگاه ها ایجاد می شود و همینطور سوئیچ پورت ها را بهتر مدیریت می کند. همچنین سوئیچ به نسبت هاب ها پهنای باند را بهتر مدیریت می کنند. یکی از ویژگی های سوئیچ شبکه این است که سوئیچ ها دو طرفه می باشند. این بدان معنی است که سوئیچ ها این قابلیت را دارند که اطلاعات را به صورت همزمان هم دریافت و هم ارسال کنند. سوئیچ شبکه را با نام های متفاوتی اعم از سوئیچ LAN یا LAN Switch و سوئیچ اترنت و سوئیچ داده نیز می شناسند. تا به اینجا دانستیم سوئیچ شبکه چیست و چگونه کار می کند و حال میخواهیم انواع سوئیچ در شبکه و دسته بندی سوئیچ ها را توضیح می دهیم. هر کدام از این نوع سوئیچ ها کاربرد مختص خود را دارند که بنا به آن مورد استفاده قرار می گیرند. البته قابل ذکر است که این سوئیچ ها از لحاظ سخت افزاری و نرم افزاری به دو دسته تقسیم می شوند. این دسته بندی ها به شرح ذیل می باشد: این نوع سوئیچ ها دارای پیکربندی ثابتی هستند. خب این بدان معنی است که شما قادر به افزایش ویژگی به این نوع سوئیچ نخواهید بود. به طور مثال اگر سوئیچ ثابت ۲۴ پورت گیگابیتی را خریده اید دیگر نمی توانید پورتی را به این سوئیچ اضافه کنید. این سوئیچ ها مقرون به صرفه هستند و همین باعث شده در بازار محبوبیت خاصی را بدست بیاورد. سوئیچ های پیکربندی ثابت هم به صورت مدیریتی و هم غیر مدیریتی می توان استفاده کرد. این نوع سوئیچ ها دارای پورت های اترنت ثابتی هستند که در بازار مانند ۸ پورت گیگابیتی، ۱۶ پورت و … ارائه می شود. این سوئیچ ها به دلیل پورت های محدودی که دارند، قابلیت مقیاس پذیری را ندارند. این نوع سوئیچ را می توانید در هر نوع شبکه ای از شبکه خانگی تا شبکه بزرگ سازمانی مورد استفاده قرار دهید. اگر برای شبکه خود به چندین سوئیچ ثابت نیاز دارید، می توانید با استفاده از کابل شبکه مانند Cat6 یا فیبر نوری آنها را به یکدیگر متصل کنید و بین آنها یک پورت ترانک را ایجاد کنید. سوئیچ ماژولار دارای انعطاف پذیری بیشتری در پیکربندی خود هستند. در مقایسه با سوئیچ با پیکربندی ثابت، به راحتی می توان پورت های بیشتری را به این نوع سوئیچ اضافه کرد و همچنین دارای قیمت بالاتری نیز می باشد. این سوئیچ ها در کیس های بزرگ ارائه می شوند و شما به راحتی با اضافه کردن هر مازولی می توانید پورت و کاربر خود را نیز اضافه کنید. برخی از این نوع سوئیچ ها قابلیت لایه سوم مدل OSI را ارائه می دهند و به همین علت از آنها می توان به عنوان روتر نیز استفاده کرد. سوئیچ ها ماژولار قابلیت سازگاری با نیازهای در حال تغییر شما هستند. از این نوع سوئیچ می توانید در مراکز داده و همینطور در شبکه های بزرگ سازمانی استفاده کنید. چون این سوئیچ ها این قابلیت را دارند که شبکه های محلی بزرگ را به صدها VLAN تقسیم کنند. سوئیچ های stackable ترکیبی از سوئیچ ثابت و ماژولار را به شما ارائه می دهد. این بدان معنی است که سوئیچ های پیکربندی ثابت را توسط کابل مخصوص از قسمت پشت به یکدیگر متصل کرد و همگی با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند و به عنوان یک سوئیچ با پورت اضافی کار می کند. این نوع سوئیچ ها نسبت به سوئیچ ماژولار کاملاً مقرون به صرفه هستند. اگر توانایی هزینه برای سوئیچ ماژولار را ندارید به راحتی می توانید با چند سوئیچ stackable کار خود را انجام دهید و سپس آن را گسترش دهید. این نوع سوئیچ را بهتر است روی هم قرار دهید. سپس کابل ها سوئیچ ها را به صورت زنجیره ای به هم متصل می کند. سوئیچ های stackable برای اتصالات از یک پورت بخصوصی استفاده می کند و جهت اتصال بین سوئیچ از پورت خط استفاده نمی کند.
سوئیچ PoE شامل پورت هایی هستند که هم برق و داده به صورت کاملاً موازی به گیرنده ارائه می دهند. به این نوع سوئیچ ها “Power over Ethernet” می‌گویند. این سوئیچ برق دستگاه هایی را که به خودش متصل هستند را تأمین می کند. این نوع سوئیچ ها دارای انعطاف پذیری بالایی هستند. از این سوئیچ ها جهت دستگاه های راه دور که منبع تغذیه ندارند مانند تلفن های IP، روترهای WiFi راه دور و … به کار می روند. بنابراین از سوئیچ PoE می توانید برای دستگاه هایی استفاده کنید که از منبع تغذیه به دور هستند. با اتصال به این سوئیچ هم می توانید آنها را به شبکه متصل کنید و هم برق آنها را تامین کنید. پورت RJ45 جزء محبوبترین رابط سوئیچ محسوب می شود که این نوع پورت به کابل های Cat 5، Cat 6، Cat 7 و غیره متصل می شود. اغلب سوئیچ ها پورت RJ45 را دارند. بنابراین برای مسافت های طولانی نیاز به کابل فیبر نوری دارید. سوئیچ های فیبر نوری شامل پورت های فیبر نوری هستند که این پورت ها هم فیبر نوری و هم RJ45 را با هم دارند. کابل فیبر نوری برای اتصال با مسافت های زیاد کاربرد دارد. از پورت فیبر نوری برای اتصال سوئیچ هایی که در فواصل طولانی هستند استفاده می شود. اگر قصد متصل کردن چندین سوئیچ را در مسافت های بالا دارید، پیشنهاد می کنیم از سوئیچ هایی با پورت فیبر نوری استفاده کنید. سوئیچ غیرمدیریتی به راحتی قابل راه اندازی هستند و می توانید از آن استفاده کنید. چون به صورت plug-and-play می باشند. از این سوئیچ می توانید در شبکه های خانگی استفاده کنید. همچنین نیازی به پیکربندی نیز ندارند. هنگام استفاده از این سوئیچ، کنترل کمی را روی نحوه عملکرد سوئیچ دارید. به دلیل این ویژگی ها این سوئیچ ها قیمت پایین تری به نسبت سوئیچ های مدیریتی دارند. این نوع سوئیچ متفاوت از غیرمدیریتی است. چون به راحتی قادر خواهید بود تنظیمات آن را متناسب با شبکه خود انجام دهید. مهمتر از همه شامل امنیت و انعطاف پذیری بیشتری هستند. شما با استفاده از سوئیچ مدیریتی به راحتی می توانید بر روی شبکه خود نظارت داشته باشید و آن را کنترل و مدیریت کنید. این کنترل شامل کنترل ترافیک LAN، اولویت بندی کردن کانال های معین، قوانین امنیتی و … می باشد. اغلب از این نوع سوئیچ ها به صورت کاملاً هماهنگ جهت افزایش پهنای باند روی یک شبکه استفاده می کنند. این هم به دلیل داشتن قابلیت QOS در این نوع سوئیچ می باشد. سوئیچ های هوشمند دارای بین سوئیچ های مدیریتی و غیرمدیریتی قرار دارند. این نوع سوئیچ ها کنترل و سفارشی سازی بیشتری را برای شما به ارمغان می آورند. شما با استفاده از این نوع سوئیچ ها می توانید امنیت و بخش بندی و همینطور امکانات مناسبتر و بهتری را ارائه دهید. سوئیچ های هوشمند تحت عنوان سوئیچ مدیریتی هوشمند به بازار عرضه می شوند. اما این نوع سوئیچ ها قابلیت های خیلی کمی از سوئیچ مدیریتی را دارند و فقط امکان فراهم کردن برخی سطوح امنیتی آن هم به صورت کاملاً محدود را دارند. از این نوع سوئیچ جهت شبکه های کوچک و به عنوان بخشی از یک شبکه بزرگ استفاده می شود.
سوئیچ شبکه در لایه دوم یعنی لایه شبکه داده از مدل OSI کار می کنند. این سوئیچ ها فریم های اترنت را از پورتی به پورت دیگر انتقال می دهند. اما سوئیچ های وجود دارند که به نسبت این سوئیچ ها پیشرفته تر هستند و توانایی هدایت و مسیریابی بسته های IP را دارند، مانند روتر شبکه این کار را انجام می دهند. به این نوع سوئیچ ها سوئیچ لایه ۳ گفته می شود چون در لایه سوم مدل OSI کار می کنند. نرم افزار این نوع سوئیچ به نسبت سوئیچ لایه ۲ پیشرفته تر می باشد و قابلیت اجرای پروتکل های مسیریابی پویا مثل RIP، OSPF و غیره را دارد. سوئیچ لایه سوم ترکیبی از سوئیچ لایه دوم و لایه سوم می باشد. این نکته را در نظر داشته باشید که اگر چندین VLAN را در سوئیچ لایه دوم پیکربندی کرده اید، امکان مسیریابی بین VLAN توسط سوئیچ وجود ندارد. اما اگر همین VLAN ها را بر روی سوئیچ لایه سوم پیکربندی کرده اید، سوئیچ می تواند مسیریابی شبکه بین VLAN را ارائه دهد. به این تکنیک مسیریابی بین VLAN گفته می شود. با توجه به اینکه در سال های اخیر مراکز داده رشد بسیاری داشته اند. اکثر شرکت ها و سازمان های بزرگ تمامی دارایی و اطلاعات خود را در این مراکز جهت مدیریت بهتر متمرکز می کنند. سوئیچ مراکز داده باید این قابلیت را داشته باشد تا بتواند از ویژگی هایی اعم از عملکرد با سرعت بالا، امنیت، QOS، ظرفیت پورتهای بزرگ پشتیبانی کند. اگر بخواهیم یک نمونه از بهترین سوئیچ مراکز داده را نام ببریم به سوئیچ سیسکو Nexus اشاره می کنیم. با استفاده از این نوع سوئیچ ها می توانید SDN را پیاده سازی کرد. بنابراین این سوئیچ ها مجازی سازی و قابلیت برنامه ریزی را برای شما فراهم می کنند. بعد از شناخت مفهوم سوئیچ شبکه چیست؟ می خواهیم در مورد مزایا و کاربردی که سوئیچ در شبکه دارد را برای شما مطرح کنیم که با این وسیله و مزایای ان بیشتر آشنا شوید : قیمت سوئیچ شبکه به عواملی اعم از سرعت، تعداد پورت های آن و هر نوع ویژگی که شما به آن نیاز دارید بستگی دارد. سوئیچ های مدیریتی با توجه به ویژگی های پیشرفته ای و رابط مدیریتی که دارند از قیمت بالاتری به نسبت سوئیچ غیرمدیریتی برخوردار هستند. البته یکی دیگر از ویژگی هایی که بر روی قیمت سوئیچ شبکه تاثیر میگذارد و قیمت را افزایش می دهد PoE می باشد. اگر می خواهید در مورد قیمت سوئیچ ها بیشتر بدانید به فروشگاه اینترنتی صاران مارکت و به بخش سوئیچ مراجعه کنید تا بتوانید قیمت ها را مشاهده کنید. در این مطلب بیشتر قصد داشتیم شما را با مفهوم سوئیچ شبکه چیست بود و همینطور با انواع سوئیچ از لحاظ سخت افزاری و نرم افزاری نیز به طور کامل آشنا کنیم. امیدواریم توانسته باشیم در این زمینه کمکی به شما عزیزان جهت شناخت سوئیچ شبکه کرده باشیم. اگر قصد خرید سوئیچ شبکه را دارید می توانید با مراجعه به فروشگاه اینترنتی صاران مارکت با انواع سوئیچ شبکه آشنا شده و سوئیچ مناسب شبکه خود را انتخاب کرده و از خرید خود لذت ببرید.
