سوئیچ چیست و چه کاربردهایی در شبکه دارد؟

سوئیچ چیست؟

برای اتصال Node ها در شبکه به هم، از دستگاه‌هایی مانند هاب و سوئیچ و روتر و … استفاده میکنیم. این اتصالی که انجام میدیم در واقع امکان جا به جایی اطلاعات بین دستگاه‌ها را در شبکه فراهم می‌کند.

سوئیچ ها برند های متفاوتی همچون سوئیچ سیسکو، سوئیچ دی لینک، سوئیچ داهوا و… دارند هر کدام از این برند ها ویژگی های متمایزی دارند.

سوئیچ شبکه چگونه کار می‌کند؟

اطلاعات در شبکه به صورت بسته داده و فریم جا به جا می‌شود و هر فریم شامل اطلاعاتی مثل آدرس مبدا و آدرس مقصد می باشد. سوئیچ با توجه به مک آدرس یا  MAC Address موجود در قسمت مقصد در فریم، پورت مقصد را تشخیص می‌دهد و بسته داده را به همان پورت ارسال میکند. همان طور که می‌دانیدمک ادرس هر دستگاهی برای همان دستگاه است. پس سوئیچ با داشتن مک آدرس مقصد، داده را به صاحب آن می‌رساند. از طرفی هم این مک آدرس ها را در جدولی به نام جدول مک آدرس ذخیره می‌کند.

جدول مک آدرس در سوئیچ

وقتی دستگاه ارسال کننده اطلاعات، فریمی به سوئیچ می‌فرستند، مک آدرس مبدا از آن خوانده شده و در صورت نبودن در جدول، به جدول اضافه می‌شود. از جهت دیگر مک آدرس مقصد هم در این فریم وجود دارد. سوئیچ آن را در جدول مک آدرس جستجو می‌کند و اگر شباهتی با آن در جدول پیدا کند، داده را به آن پورت می‌فرستد. اما اگر شباهتی یافت نشد بسته را به تمام پورت‌ها به جز پورت فرستنده می‌فرستند ولی تنها گیرنده، آن را دریافت می‌کند و بقیه آن را Fail می‌کنند.با گذشت زمان جدول مک آدرس به‌روز و کامل می‌شود و هرگاه دستگاه جدیدی به سوئیچ متصل میشود.

تفاوت هاب و سوئیچ

در نگاه اول شاید همه این دستگاه‌های متصل کننده‌ی Node یا گره به هم، شبیه هم باشند اما بسته به محل قرارگیری و استفاده ما از آنها، متفاوت میباشند حتی تکنولوژی آنها هم با هم فرق دارد. تفاوت مهم هاب با سوئیچ و روتر این است که هاب برخلاف سوئیچ و روتر، نمی‌داند که چه دستگاهی درخواست اطلاعات را داده است به عنوان مثال هر پورت هاب که اطلاعاتی دریافت می‌کند، آن را به همه پورت‌هایش می‌فرستد و گیرنده و مقصد، آن را استفاده می‌کند ولی در سوئیچ، اطلاعات ارسالی از پورت مبدا تنها به پورت مقصد فرستاده می‌شود در نتیجه ترافیک شبکه کمتر می شود. همچنین بروز Collision در هاب بسیار شایع است ولی سوئیچ در مدیریت پورت‌های خود بسیار بهتر از هاب عمل می‌ نماید و از بروز Collision جلوگیری می‌کند.

سوئیچ ها یا دوطرفه هستند یعنی قادرند همزمان، اطلاعات را ارسال و دریافت کنند. سوئیچ ها در زمینه مدیریت پهنای باند هم بهتر هستند.

تفاوت سوئیچ و روتر

سوئیچ ها می‌توانند شبکه ایجاد کنند اما برای اتصال و برقراری ارتباط بین شبکه‌ها با هم باید از روتر یا مسیریاب استفاده نماید. پس سوئیچ، نقطه مشترک تمام دستگاه‌ها و تجهیزات یک شبکه می باشد و روتر محل اتصال شبکه‌ها به هم.

تفاوت سوییچ و روتر را به طور کامل در اینجا بخوانید.

انواع سوئیچ و مقایسه آنها

1. سوئیچ های غیر مدیریتی یا Unmanaged Switch
2. سوئیچ های LAN یا سوئیچ های اترنت
3. سوئیچ های PoE یا PoE Switch
4. سوئیچ های مدیریتی یا Managed Switch
5. سوئیچ های هوشمند یا Smart Switch
6. سوئیچ های مدیریتی انترپرایزی یا Enterprise Managed Switch

فرق اصلی بین سوئیچ های مدیریتی و غیر مدیریتی، توانایی کانفیگ کردن سوئیچ و اولویت‌دهی به ترافیک LAN می باشد  تا مهم‌ترین اطلاعات در اولویتِ ارسال قرار گیرند.

سوئیچ‌های غیر مدیریتی

سوئیچ های غیرمدیریتی معمولا در شبکه‌های خانگی و شرکت‌های کوچک استفاده می‌شوند زیرا بلافاصله پس از نصب، شروع به کار می‌کنند. با سوییچ های مدیرتی  می‌توان دستگاه‌های اترنت را به راحتی با هم ارتباط داد مثلا پی سی تحت شبکه را به هم وصل می‌کنیم. این سوئیچ ها برای برقراری ارتباط، فقط به کابل نیاز داریم و با کانفیگ ثابتی به بازار می‌آیند یعنی امکان ایجاد هیچ تغییری در پیکربندی نمی‌دهند.  Managed Switch، کنترل بیشتری بر ترافیک LAN دارد و ویژگی‌های پیشرفته‌ای برای این کنترل استفاده می‌ نماید.

سوئیچ های LAN

سوئیچ اترنت یا LAN برای کم کردن گلوگاه و Congestion بهینه شده‌اند چرا که انتشار بسته اطلاعاتی فقط به گیرنده انجام می‌شود.

سوئیچ های PoE

این نوع سوئیچ ها بر اساس تکنولوژی PoE کار می‌کنند. در PoE، برق و دیتا در یک کابل جا به جا می‌شوند یعنی دیتا به صورت موازی یا برق به گیرنده می‌رسد.  انعطاف‌پذیری از مویژگی‌های سوئیچ های PoE است.

سوئیچ های مدیریتی

تمام ویژگی‌های منحصر به فرد سوئیچ های غیر مدیریتی را دارند اما توانایی کانفیگ و مدیریت و مانیتور کردن LAN را هم برایتان فراهم می‌ نمایند. پس کنترل بیشتری روی داده انتقال یافته در شبکه دارید و امکان مدیریت دسترسی‌ها را هم خواهید داشت. البته زمان و پیچیدگی تنظیمات در این نوع سوئیچ ها بیشتر از سوئیچ های غیر مدیریتی که Plug and Play هستند، است. با سوئیچ های مدیریت پذیر، می‌توانید هر پورت سوئیچ را با هر تنظیمی که می‌خواهید، تنظیم نمایید. با این کار مانیتورینگ و پیکربندی شبکه به روش‌های مختلف قابل انجام. می باشد

سوئیچ های مدیریتی برای مانیتور کردن دستگاه‌های شبکه از پروتکل‌هایی مانند SNMP یا Simple Network Management Protocol استفاده می‌کنند. پروتکل SNMP، قابلیت تبادل اطلاعات مدیریتی را بین دستگاه‌های شبکه فراهم می‌ نماید. این اطلاعات مدیریتی شامل سلامت شبکه، وضعیت دستگاه و اتصالات در شبکه، پهنای باند، وضعیت پورت و خطاهای شبکه است. با ارایه چنین اطلاعاتی می‌توان به مانیتور کردن کارایی شبکه، سرعت شبکه، عیب یابی و تعمیر شبکه بدون دسترسی فیزیکی به سوئیچ دست یافت. یعنی SNMP امکان مانیتورینگ از راه دور دستگاه‌های شبکه را فراهم می‌کند در نتیجه برای ایجاد تغییرات و یا Troubleshoot کردن سوئیچ، نیازی به حضور فیزیکی ما نخواهد بود. ریموت اکسس از طریق Command Line و یا Web Interface ممکن است.

سوئیچ مدیریتی Smart Switch

سوئیچ های هوشمند داراری قابلیت‌های ابتدایی مدیریتی میباشند که برخی سطوح امنیتی را فراهم می‌کنند اما نسبت به دیگر سوئیچ های مدیریتی، اینترفیس مدیریتی آسان‌تری است. کاربرد سوییچ های مدیرتی در LAN هایی است که از Allocation و Data Transfer پشتیبانی می‌کنند. همچنین قابلیت پیکربندی VLAN  یا Virtual LAN را هم دارا می باشند.

سوئیچ های مدیریتی انترپرایزی

سوئیچ های مدیریتی انترپرایزی یا با وجود اینترفیس Command Line و Web Interface SNMP،  قابلیت‌هایی مانند تعمیر، کپی، اخطار و نمایش تنظیمات شبکه‌های مختلف را دارند گاهی به طور اختصار به این نوع سوئیچ‌ها Managed Switch هم میگویند.