سوئیچ شبکه چیست و چگونه کار می کند؟

سوئیچ شبکه چیست و چگونه کار می کند؟

سوئیچ ها بخش های شبکه را به هم متصل می کنند، ارتباطات دو طرفه کامل، داده های ارزشمند عملکرد شبکه و استفاده کارآمد از پهنای باند شبکه را فراهم می کنند.

امروزه شبکه ها برای حمایت از مشاغل، ارائه ارتباطات، ارائه سرگرمی ها ضروری هستند – عنصر اساسی شبکه ها که مشترک است سوئیچ شبکه نام دارد که به اتصال دستگاه ها به منظور اشتراک منابع کمک می کند.

سوئیچ شبکه چیست؟

سوئیچ شبکه دستگاهی است که در لایه پیوند اطلاعات یا همان Data Link مدل OSI کار می کند. یعنی لایه 2. سوئیچ بسته ها را توسط دستگاه هایی که به پورت های فیزیکی آن متصل هستند ارسال می کند و آنها را بازگردانی می کند. اما فقط از طریق پورت هایی که منجر به دستگاه هایی که بسته ها برای دستیابی به آنها در نظر گرفته شده اند.

سوئیچ ها همچنین می توانند در لایه شبکه – لایه 3 که مسیریابی رخ می دهد کار کنند.

سوئیچ شبکه جز مشترک شبکه های مبتنی بر اترنت، فیبر کانال، حالت انتقال ناهمزمان (ATM) و InfiniBand (استاندارد ارتباطات شبکه رایانه ای) و غیره هستند. به طور کلی، امروزه بیشتر سوییچ ها از اترنت استفاده می کنند.

سوئیچ شبکه چگونه کار می کند؟

هنگامی که دستگاه به سوئیچ متصل شود، سوئیچ آدرس کنترل دسترسی رسانه (MAC) خود را یادداشت می کند. کدی که در کارت رابط شبکه (NIC) دستگاه نوشته شده است به کابل اترنت متصل می شود.

این سوئیچ با استفاده از آدرس MAC مشخص می كند كه بسته های خروجی دستگاه متصل شده از كجا ارسال می شوند. و بسته های ورودی را از كجا تحویل می گیرد.

بنابراین آدرس MAC دستگاه فیزیکی را، به عنوان آدرس IP لایه (لایه 3) مشخص می کند. که می تواند به صورت پویا به دستگاه اختصاص یابد و با گذشت زمان تغییر کند.

وقتی دستگاهی بسته ای را به دستگاه دیگری می فرستد، وارد سوئیچ می شود. و سوئیچ هدر آن را می خواند تا مشخص كند با آن چه كار كند. سپس چک می کند که با آدرس یا آدرس های مقصد مطابقت دارد. و بسته را از طریق درگاه های مناسب که به دستگاه های مقصد منتهی می شود، به بیرون ارسال می کند.

برای کاهش احتمال برخورد همزمان ترافیک شبکه به یک سوئیچ و یک دستگاه متصل، اکثر سوئیچ ها عملکرد دوبلکس کامل را ارائه می دهند. که در آن بسته هایی که از یک دستگاه می آیند و به آن می روند به پهنای باند کامل سوئیچ دسترسی دارند.

سوئیچ ها علاوه بر اینکه در لایه 2 کار می کنند، می توانند در لایه 3 نیز بسته ها را دریافت و ارسال کنند. که برای آنها لازم است تا از شبکه های مجازی (VLAN) – بخش های منطقی شبکه که می توانند زیر شبکه ها را پشتیبانی کنند – پشتیبانی کنند.

برای اینکه ترافیک از یک زیر شبکه به زیر شبکه دیگر برسد، باید بین سوئیچ ها عبور کند. و این با قابلیت مسیریابی تعبیه شده در سوئیچ ها تسهیل می شود.

انواع سوئیچ ها

اندازه

اندازه سوئیچ ها بسته به تعداد دستگاه مورد نیاز برای اتصال در یک منطقه خاص و همچنین نوع سرعت شبکه / پهنای باند مورد نیاز برای آن دستگاه ها، متفاوت است.

در یک دفتر کار کوچک یا دفتر خانگی، یک سوئیچ چهار یا هشت پورت معمولاً کافی است. اما برای استقرارهای بزرگتر، شما به طور کلی سوئیچ های حداکثر 128 پورت را مشاهده می کنید.

شکل فاکتور یک سوئیچ کوچکتر وسیله ای است که می توانید آن را روی دسک تاپ قرار دهید. اما سوئیچ ها نیز برای قرار دادن در یک کمد سیم کشی یا مرکز داده یا مزرعه سرور قابل نصب بر روی رک هستند.

اندازه سوئیچ های قابل نصب بر روی رک از 1U تا 4U متغیر است. اما منطقه بزرگتر نیز در دسترس است.

سرعت

سوئیچ ها از نظر سرعت شبکه ارائه شده نیز متفاوت هستند.

• Fast Ethernet (10/100 Mbps)
• Gigabit Ethernet (10/100/1000 Mbps)
• 10 Gigabit (10/100/1000/10000 Mbps)
• 40/100 Gbps

اینکه کدام سرعت را انتخاب کنید به توان مورد نیاز برای کارهای پشتیبانی شده بستگی دارد.

قابلیت

همچنین سوئیچ ها از نظر قابلیت متفاوت هستند. در اینجا سه ​​نوع وجود دارد.

سوئیچ کنترل نشده

سوئیچ های کنترل نشده اصلی ترین نوع سئیچ ها هستند. که پیکربندی ثابت را ارائه می دهند. سوئیچ های کنترل نشده به طور کلی از نوع plug-and-play هستند. به این معنی که در صورت وجود گزینه های کمی برای انتخاب کاربر دارند.

این سوئیچ ها ممکن است تنظیمات پیش فرض ویژگی هایی مانند کیفیت خدمات را داشته باشند. اما قابل تغییر نیستند. نکته مثبت این است که سوئیچ های کنترل نشده نسبتاً ارزان هستند. اما کمبود ویژگی های آنها باعث می شود تا آنها برای اکثر مصارف سازمانی نامناسب باشند.

سوئیچ مدیریت شده

سوئیچ های مدیریت شده قابلیت ها و ویژگی های بیشتری را برای متخصصان فناوری اطلاعات ارائه می دهند. و از نوع به احتمال زیاد در تنظیمات مشاغل یا شرکت ها دیده می شوند.

سوئیچ های مدیریت شده دارای رابط های خط فرمان (CLI) برای پیکربندی آنها هستند. آنها از عوامل ساده پروتکل مدیریت شبکه (SNMP) پشتیبانی می کنند که اطلاعاتی را فراهم می کنند. که می تواند برای عیب یابی مشکلات شبکه استفاده شود.

آنها همچنین می توانند از شبکه های محلی مجازی، کیفیت تنظیمات سرویس و مسیریابی IP پشتیبانی کنند. امنیت همچنین از هر نوع ترافیکی که مدیریت می کنند محافظت می کند.

هزینه سوئیچ های مدیریت شده به دلیل ویژگی های پیشرفته آنها بسیار بیشتر از سوئیچ های کنترل نشده است.

سوئیچ هوشمند

سوئیچ های هوشمند، سوئیچ های مدیریت شده ای هستند که دارای برخی از ویژگی ها فراتر از آنچه سوئیچ کنترل نشده ارائه می دهد. اما کمتر از یک کلید مدیریت شده هستند. بنابراین از سوئیچ های کنترل نشده پیشرفته تر هستند. اما قیمت آنها از یک سوئیچ کاملاً قابل کنترل نیز کمتر است.

آنها معمولاً از دسترسی به شبکه راه دور پشتیبانی نمی کنند. و به جای CLI از رابط کاربری گرافیکی وب برخوردارند. سایر گزینه ها مانند VLAN ممکن است به اندازه ویژگی های پشتیبانی شده توسط سوئیچ های کاملاً مدیریتی از ویژگی های دیگر برخوردار نباشند.

این سوئیچ ها از آنجا که هزینه کمتری دارند ممکن است برای شبکه های کوچکتر با منابع مالی کمتر و نیازهای ویژه به آنها مناسب باشد.

کاربرد ها و ویژگی های مدیریتی سوئیچ

لیست کامل ویژگی های یک سوئیچ شبکه بسته به تولید کننده سوئیچ و هر نرم افزار اضافی ارائه شده متفاوت است. اما به طور کلی یک سوئیچ این توانایی را به متخصصان ارائه می دهد:

• پورت های خاص را روی سوئیچ فعال و غیرفعال می کند.
• تنظیمات را برای دوبلکس (نیمه یا کامل) و همچنین پهنای باند پیکربندی می کند.
• سطح کیفیت خدمات (QoS) را برای یک درگاه خاص تنظیم می کند.
• فیلتر کردن MAC و سایر ویژگی های کنترل دسترسی را فعال می کند.
• نظارت بر SNMP دستگاه ها، از جمله سلامت پیوند را تنظیم می کند.
• برای نظارت بر ترافیک شبکه، آینه بندی پورت را پیکربندی می کند.

در شبکه های بزرگتر، از سوئیچ ها اغلب به عنوان راهی برای تخلیه ترافیک برای اهداف تحلیلی استفاده می شود. این می تواند برای امنیت مهم باشد. جایی که می توان سوئیچ را در مقابل روتر WAN قرار داد. قبل از اینکه ترافیک به شبکه LAN برود. این می تواند تشخیص نفوذ، تجزیه و تحلیل عملکرد و دیوار آتش را تسهیل کند.

در بسیاری از موارد، از آینه بندی برای ایجاد تصویر آینه ای از داده ها که از طریق سوئیچ جریان دارند، استفاده می شود. قبل از اینکه مثلاً به سیستم تشخیص نفوذ یا مایع بسته بندی ارسال شود.

در ابتدایی ترین حالت، این یک کار ساده برای سوئیچ شبکه است که سریع و کارآمد بسته ها را از کامپیوتر A به رایانه B صرف نظر از اینکه رایان مبدا و مقصد چقدر از هم دور هستند تحویل می دهد.

چندین دستگاه دیگر در این راه به این تحویل کمک می کنند. اما سوئیچ یک قسمت اساسی از شبکه است.