مقدمه ای بر سوئیچ شبکه

در این مقاله میخواهیم بدانیم سوئیچ 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 آی تی پشتیبان همراه باشید

سوئیچ شبکه چیست و چه کاربردی دارد؟

سوئیچ 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 شبکه چگونه کار می کند؟

فرض کنید یک شبکه شامل یک سوئیچ و 5 کامپیوتر داریم. کامپیوتری که به پورت شماره 1 وصل شده است میخواهد به کامپیوتری که به پورت شماره 3 وصل شده است اطلاعاتی را ارسال کند. پس کامپیوتر شماره 1 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 1 به سوئیچ میرسد ، حال سوئیچ 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 3 پکت را دریافت کرده و پاسخ می دهد ، سوئیچ پاسخ را از پورت شماره 3 دریافت می کند و در جدول اطلاعات خود ذخیره می کند که این آدرس مطلق به پورت شماره 3 می باشد. پس از آن هر پکتی که آدرس آن پورت 3 باشد را فقط به همان پورت ارسال می کند. در طرفی دیگر وقتی کامپیوتری که به پورت 1 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 1 است و به همین ترتیب آدرس های پورت های دیگر را نیز ذخیره می کند.

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 4 تا 48 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 شبکه در انواع 4-5-8-16-24-48 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 100Mbps و 1Gbps را ساپورت می کنند که وابسته به سرعت مورد نیاز تهیه می شوند. برخی از سوئیچ های شبکه دارای پورت های 10Gbps هستند که اکثرا این سرعت را به واسطه ی اتصال فیبر نوری تهیه می کنند.

تفاوت سوئیچ 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.

سوئیچ شبکه مدیریتی چیست؟

سوئیچ 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.

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 30 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 30 ثانیه تا برقراری ارتباط صبر کرد.

کاربرد Vlan در سوئیچ 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 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 2 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.