سوئیچ شبکه چیست؟

سوئیچ شبکه چیست؟ سوئیچ شبکه، دستگاه‌های موجود در یک شبکه را به یکدیگر متصل می‌کند و آنها را قادر می‌سازد تا با تبادل بسته‌های داده ارتباط برقرار کنند. سوئیچ ها می توانند دستگاه های سخت افزاری باشند که شبکه های فیزیکی یا دستگاه های مجازی مبتنی بر نرم افزار را مدیریت می کنند.

یک سوئیچ شبکه بر روی لایه پیوند داده یا لایه 2 مدل Open Systems Interconnection (OSI) کار می کند. در یک شبکه محلی (LAN) با استفاده از اترنت، یک سوئیچ شبکه تعیین می کند که هر فریم پیام ورودی را با نگاه کردن به آدرس کنترل دسترسی رسانه (MAC) کجا ارسال کند. سوئیچ ها جداولی را نگه می دارند که هر آدرس MAC را با پورت دریافت کننده آدرس MAC مطابقت می دهد.

سوئیچ شبکه تجهیزاتی است که به دو یا چند دستگاه فناوری اطلاعات مانند رایانه اجازه می دهد تا با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. اتصال چندین دستگاه IT به یکدیگر یک شبکه ارتباطی ایجاد می کند. محاسبات، چاپ، سرور، ذخیره فایل، دسترسی به اینترنت و سایر منابع IT را می توان در سراسر شبکه به اشتراک گذاشت.

دستگاه های IT با تبادل “بسته های” داده از طریق شبکه ارتباط برقرار می کنند. سوئیچ های اساسی بسته ها را از یک دستگاه به دستگاه دیگر منتقل می کند، در حالی که عملیات پیچیده تر (مانند تصمیم گیری در مورد اینکه آیا بسته مجاز است به مقصد مورد نظر خود برسد) به طور سنتی دامنه سایر انواع دستگاه های شبکه است.

سوئیچ ها می توانند به شکل یک دستگاه اختصاصی باشند یا می توانند جزء تجهیزات دیگر مانند مسیریاب های شبکه و نقاط دسترسی بی سیم (APs) باشند که عملیات روی بسته های داده را انجام می دهند. فناوری سوئیچینگ پایه ده ها سال است که وجود داشته است و یکی از اجزای اساسی تمام شبکه های مدرن فناوری اطلاعات از جمله اینترنت است.

کاربرد سوئیچ شبکه

سوئیچ شبکه، کاربران، برنامه ها و تجهیزات را در سراسر یک شبکه به هم متصل می کند تا بتوانند با یکدیگر ارتباط برقرار کرده و منابع را به اشتراک بگذارند. سوئیچ‌های شبکه ساده‌، بین دستگاه‌های موجود در یک شبکه محلی (LAN) اتصال ایجاد می کند. سوئیچ‌های پیشرفته‌تر می‌توانند دستگاه‌ها را از چندین شبکه محلی متصل کنند و حتی ممکن است عملکردهای اساسی امنیت داده را در خود جای دهند.

نقش مهم سوئیچ پیشرفته توانایی ایجاد “شبکه های مجازی” است. شبکه های مجازی بر اساس پیکربندی های ارائه شده توسط مدیران شبکه، گروه هایی از سیستم های شبکه را از یکدیگر جدا می کنند. این قابلیت به تعداد زیادی از سیستم‌ها اجازه می‌دهد تا به یک شبکه فیزیکی متصل شوند در حالی که سیستم‌های خاصی را به‌طور ایمن از بقیه تقسیم می‌کنند.

سوئیچ ها مسئول انتقال اطلاعات بین نقاط پایانی مختلف هستند و مزایای زیادی را ارائه می دهند:

  • سوئیچ ها اکثر دستگاه های شبکه را در شبکه های داده مدرن تشکیل می دهند و حجم عظیمی از ترافیک را در شبکه های ارائه دهنده مخابرات حمل می کنند.
  • آنها ارتباطات تمام دوبلکس را ارائه می دهند، بخش های شبکه را به هم متصل می کنند، عملکرد شبکه را افزایش می دهند و از پهنای باند موجود استفاده موثر می کنند.
  • سوئیچ ها اتصالات سیمی را به رایانه های رومیزی، نقاط دسترسی بی سیم (APs)، چاپگرها، ماشین آلات صنعتی و برخی از دستگاه های اینترنت اشیا (IoT) مانند سیستم های ورود کارت ارائه می دهند.
  • آنها رایانه هایی را که میزبان ماشین های مجازی (VM) در مراکز داده و همچنین سرورهای فیزیکی و بسیاری از زیرساخت های ذخیره سازی هستند، به هم متصل می کنند.
  • اکثر سوئیچ های مدرن از فناوری Power over Ethernet استفاده می کنند که می تواند تا 100 وات برق برای پشتیبانی از اتصال دستگاه های شبکه ارائه دهد. این به کسب‌وکارها امکان می‌دهد تجهیزاتی مانند نورپردازی در فضای باز، دوربین‌های امنیتی، صدا از طریق تلفن‌های IP و انواع حسگرها را برای نظارت بر مناطق دورافتاده در مکان‌هایی که منبع تغذیه جداگانه لازم نیست، راه‌اندازی کنند.

سوئیچ شبکه چگونه کار می کند؟

همه سوئیچ ها داده ها را از یک مکان به مکان دیگر منتقل می کنند، اما تنظیمات سخت افزاری و نرم افزاری آنها می تواند بسیار متفاوت باشد. سوئیچ شبکه را می توان به روش های زیر مستقر کرد:

سوئیچ های لبه یا دسترسی: این سوئیچ ها ترافیک ورودی یا خروجی از شبکه را مدیریت می کنند. دستگاه هایی مانند رایانه ها و AP ها به سوئیچ های لبه متصل می شوند.
سوئیچ های تجمع یا توزیع: این سوئیچ ها در یک لایه میانی اختیاری در توپولوژی شبکه قرار می گیرند. سوئیچ های لبه به این ها متصل می شوند و ترافیک را از سوییچ به سوییچ دیگر ارسال می کنند یا آن را به سوئیچ های اصلی ارسال می کنند.
سوئیچ های هسته: این سوئیچ های شبکه، ستون فقرات شبکه را تشکیل می دهند. سوئیچ‌های اصلی، سوئیچ‌های تجمیع یا لبه، کاربران یا شبکه‌های لبه دستگاه را به شبکه‌های مرکز داده و شبکه‌های محلی سازمانی را به روترها متصل می‌کنند.

بسیاری از مراکز داده از معماری برگ ستونی استفاده می کنند که لایه تجمع را حذف می کند. در این طراحی سرورها و ذخیره سازی به سوئیچ های برگ (سوئیچ لبه) متصل می شوند. هر سوئیچ برگ به دو یا چند سوئیچ ستون فقرات (هسته) متصل می شود. این باعث کاهش تعداد داده‌های هاپ برای رسیدن از منبع به مقصد می‌شود، بنابراین تأخیر را کاهش می‌دهد.

Network switch 0.1 min

انواع سوئیچ های شبکه

سوئیچ های مدیریت نشده

سوئیچ های مدیریت نشده دستگاه هایی هستند که برای فعال کردن دستگاه های اترنت استفاده می شوند که به انتقال خودکار داده ها کمک می کنند. اینها معمولاً برای شبکه های خانگی و مشاغل کوچک استفاده می شوند. در صورت نیاز به سوئیچ های بیشتر، فقط سوئیچ های بیشتری را به روش plug and play اضافه می کنیم.

سوئیچ های مدیریت شده

سوئیچ های مدیریت شده سوئیچ هایی هستند که شبکه های پیچیده تری دارند.SNMP (پروتکل مدیریت شبکه ساده) می تواند برای پیکربندی سوئیچ های مدیریت شده استفاده شود.

سوئیچ مدیریت شده به مدیران امکان می دهد عملکرد سوئیچ را تغییر دهند، اولویت بندی ترافیک را کنترل کنند و شبکه های محلی مجازی (VLAN) را برای تقسیم یک شبکه محلی به مناطق کوچکتر تنظیم کنند. این نوع سوئیچ ها بیشتر در شبکه های بزرگ با معماری پیچیده استفاده می شوند. آنها سطوح امنیتی و کنترل دقیق بهتری را ارائه می دهند، اما هزینه بیشتری نسبت به سوئیچ های بدون مدیریت دارند.

سوئیچ های مجازی

سوئیچ های مجازی سوئیچ هایی هستند که در محیط های میزبانی ماشین مجازی قرار دارند.

سوئیچ‌های مسیریابی

اینها سوئیچ‌هایی هستند که برای اتصال شبکه‌های محلی استفاده می‌شوند. آنها همچنین کار انجام عملکردها در لایه شبکه مدل OSI را دارند.

سوئیچ های LAN

سوئیچ های LAN (شبکه محلی) همچنین سوئیچ های اترنت یا سوئیچ های داده نامیده می شوند. سوئیچ های LAN همیشه سعی می کنند تنها با تخصیص پهنای باند به این روش از همپوشانی بسته های داده در شبکه جلوگیری کنند.

سوئیچ های PoE

Power over Ethernet (PoE) سوئیچ هایی هستند که در اترنت های گیگابیتی استفاده می شوند. PoE به ترکیب داده ها و انتقال نیرو از طریق یک کابل کمک می کند تا به دریافت داده و برق از طریق یک خط کمک کند.

سوئیچ‌های هوشمند

سوئیچ‌های هوشمند سوئیچ‌هایی هستند که کنترل‌های بیشتری روی انتقال داده‌ها دارند، اما محدودیت‌های بیشتری نسبت به سوئیچ‌های مدیریت‌شده نیز دارند. به آنها سوئیچ های نیمه مدیریت شده نیز می گویند.

سوئیچ های قابل انباشته

سوئیچ های قابل روی هم از طریق یک صفحه پشتی متصل می شوند تا دو سوئیچ منطقی را در یک سوئیچ واحد ترکیب کنند.

سوئیچ های مدولار

این نوع سوئیچ ها به جای دادن دو یا چند کارت کمک می کنند. سوئیچ های مدولار به ارائه انعطاف پذیری بهتر کمک می کنند.

ویژگی های سوئیچ شبکه

  • سوئیچ های شبکه با خودکار کردن اتصالات پیوند، که تنظیمات دستی و زمان بر را حذف می کند، اتصال موثر، سرعت و سهولت استفاده را در بین دستگاه های شبکه فراهم می کند.
  • سوئیچ ها به ایجاد یک شبکه قابل اطمینان تر و ایمن تر کمک می کنند زیرا سطحی از کنترل را بر نحوه انتقال داده ها فراهم می کنند.
  • هنگامی که دستگاه های شبکه جداگانه باید با استفاده از یک اتصال فیزیکی متصل شوند، سوئیچ های شبکه مورد نیاز است، زیرا آنها چندین پورت در جلو دارند. معمولاً این پورت ها پورت های RJ-45 برای کابل های اترنت هستند. با این حال، تعداد پورت ها می تواند متفاوت باشد.
  • سوئیچ ها همچنین می توانند در حالت تمام دوبلکس کار کنند که امکان انتقال و دریافت همزمان داده ها را در سراسر شبکه فراهم می کند. در مقایسه با هاب ها که فقط حالت نیمه دوبلکس را فعال می کنند، سوئیچ ها عملا سرعت شبکه را چهار برابر می کنند.
  • سوئیچ های شبکه برای شبکه های خانگی و سناریوهایی که از سرویس های پخش پرقدرت به طور منظم استفاده می شود مفید هستند. آنها به ویژه در صورتی مفید هستند که به روشی مطمئن برای پخش یا پخش ویدیوی 4K نیاز داشته باشید.
  • از آنجایی که سوئیچ‌های شبکه فهرستی از آدرس‌های مک متمایز هر دستگاه متصل به خود را حفظ می‌کنند، بیشتر ارتباطات شبکه تنها به مقصد مورد نظر هدایت می‌شوند و به همه دستگاه‌های متصل پخش نمی‌شوند. این باعث کاهش برخوردها و حذف دامنه های پخش در یک شبکه می شود.

تفاوت سوئیچ شبکه با روتر

سوئیچ های شبکه را می توان به راحتی با روترها اشتباه گرفت. با این حال، آنها عملکردهای متفاوتی دارند و در لایه های جداگانه عمل می کنند. در اینجا تفاوت های اصلی بین سوئیچ و روتر وجود دارد:

  • سوئیچ شبکه یک دستگاه لایه 2 در مدل OSI است. روتر در درجه اول یک دستگاه لایه 3 است.
  • یک روتر داده ها را بین دو یا چند شبکه کامپیوتری جابجا می کند، در حالی که یک سوئیچ با اتصال چندین دستگاه در یک شبکه LAN، اشتراک منابع را تسهیل می کند.
  • برای تعیین مسیر و مقصد یک بسته، روتر آدرس های IP بسته ها را بررسی می کند. یک سوئیچ به آدرس MAC هر دستگاه نگاه می کند تا داده ها را به مقصد صحیح منتقل کند.
  • روترها از بسته های داده استفاده می کنند، در حالی که سوئیچ ها که بخشی از لایه پیوند داده هستند، معمولاً با فریم های داده کار می کنند.
  • سوئیچ نسبت به روتر پیچیده تر است زیرا برخلاف روتر، سوئیچ از الگوریتم های مسیریابی برای هدایت داده ها در اطراف شبکه های بزرگ استفاده نمی کند.
  • روترها می توانند هم در شبکه های سیمی و هم در شبکه های Wi-Fi کار کنند، اما یک سوئیچ محدود به اتصالات شبکه سیمی است.
  • روتر ترجمه آدرس شبکه، NetFlow و کیفیت خدمات را ارائه می دهد، در حالی که سوئیچ هیچ یک از این خدمات را ارائه نمی دهد.

تفاوت سوئیچ شبکه با هاب

تفاوت های اصلی بین سوئیچ و هاب وجود دارد:

  • در حالی که یک سوئیچ شبکه یک دستگاه لایه 2 در مدل OSI است، یک هاب یک دستگاه فیزیکی لایه 1 است.
  • یک هاب در مقایسه با سوئیچ شبکه نسبتاً ساده است، زیرا برخلاف سوئیچ، آدرس رایانه‌هایی را که ترافیک را به آن‌ها منتقل می‌کند، پیگیری نمی‌کند.
  • هدف یک هاب اتصال تمام گره های یک شبکه است، در حالی که یک سوئیچ اترنت تمام دستگاه های شبکه را به هم متصل می کند و بسته های داده را بین آن دستگاه ها منتقل می کند.
  • از آنجایی که هاب نمی تواند مانند سوئیچ شبکه، داده های ورودی و خروجی را مدیریت کند، برخوردهای ارتباطی زیادی وجود دارد.
  • سوئیچ‌ها با بافر کردن فریم‌های اترنت از برخورد جلوگیری می‌کنند، اما هاب‌ها نمی‌توانند از برخورد جلوگیری کنند زیرا دستگاه‌ها روی یک جریان انتقال واحد متصل هستند.
  • اجزای شبکه، مانند سوئیچ ها، روترها و هاب ها، همگی داده ها را به روش های مختلف ارسال می کنند. با ویژگی های اولیه و تمایزات هر یک از سه دستگاه آشنا شوید.

سرعت سوئیچ شبکه چقدر است؟

سوئیچ های شبکه سرعت های متفاوتی را ارائه می دهند. سوئیچ های اترنت سریع تا 100 مگابیت بر ثانیه سرعت دارند، در حالی که یک سوئیچ اترنت مدیریت نشده گیگابیتی انتقال تا 1000 مگابیت در ثانیه یا 1 گیگابیت بر ثانیه را ارائه می دهد. سوئیچ های 10 گیگابیتی می توانند داده ها را با سرعت 10000 مگابیت بر ثانیه انتقال دهند.

نتیجه گیری

در شبکه های معاصر، به دلیل جریان کارآمد اطلاعات بین ماشین ها در شبکه محلی، استفاده از سوئیچ های شبکه ضروری است. بسته به نیازهای یک سازمان خاص با نیازهای مختلف شبکه، آنها می توانند از بین انواع مختلف سوئیچ ها از انواع ساده غیر مدیریتی گرفته تا انواع مدیریت شده پیچیده انتخاب کنند.