سوئيچ شبکه چیست ؟

سوئیچ شبکه، دستگاههای درون یک شبکه (اغلب یک شبکه محلی یا همان LAN*) را به هم متصل میکند. سوئیچ شبکه بستههای داده را به دستگاه ها ارسال میکند و یا از سویی دیگر داده ها را از آن دستگاهها دریافت میکند. برخلاف عمکرد روتر، عملکرد سوئیچ بدین شکل است که فقط داده ها را به دستگاهی که برای آن در نظر گرفته شده است ( مثل سوییچ دیگر، روتر یا کامپیوتر) ارسال می کند، نه به شبکه های چند دستگاه.

تفاوت بین سوئیچ و روتر چیست؟

روترها مسیرهایی را برای بسته های داده انتخاب می کنند. این دادهها از شبکه ها عبور میکنند و به مقصد میرسند. روترها این عمل را با اتصال به شبکههای مختلف و ارسال دادهها از یک شبکه به شبکهی دیگر – از جمله شبکههای محلی، شبکههای گسترده (یا همان WAN) و یا سیستمهای مستقل (شبکههای بزرگی که اینترنت را تشکیل میدهند) انجام میدهند.

به بیانی دیگر، این بدین معناست که روترها برای اتصال به اینترنت لازم و ضروری هستند. این در حالی ست که در سوئیچها، فقط برای دستگاه های متصل به یکدیگر استفاده می شوند. به عنوان مثال خانه ها و دفاتر کوچک برای دسترسی به اینترنت به روتر نیاز دارند، اما اکثر آنها به سوئیچ شبکه نیاز ندارند. در مورد خانهها و دفاتر کوچک در صورتی که به مقدار زیادی پورت اترنت* نیاز باشد سوئیچها مورد استفاده قرار میگیرند. با این حال دفاتر، شبکهها، مراکز داده بزرگ و . . . که در آنها دهها و یا شاید صدها رایانه مشغول به کار هستند، استفاده از سوئیچها یک نیاز ضروری ست.

ویژگی برتر سوئیچ شبکه های سیسکو در مقابل دیگر برندها:

همانطور که گفته شد، سوئیچ‌های سیسکو دارای ویژگی‌های خاص خود هستند. در این قسمت از مقاله ویژگی‌های برتر سوئیچ‌های سیسکو را بررسی می‌کنیم. سوئیچ‌های سیسکو کیفیت ساخت بسیار بالایی دارند. از طرف دیگر تنوع محصولات برند سیسکو حق انتخاب زیادی را در اختیار خریدار قرار می‌دهد. کیفیت ساخت، مونتاژ و استفاده از سخت‌افزارهای با کیفیت باعث می‌شود که سوئیچ‌های سیسکو از طول عمر مفید بالایی برخوردار باشند. شایان ذکر است که شرکت سیسکو برای مرتفع ساختن نیازهای مختلف کاربران خودش، تنوع محصول بسیار زیادی را به مشتری ارائه می‌کند. برند سیسکو با توجه به کاربردهای گوناگون برای سوئیچ‌ها‌ی شبکه، سری‌های مختلفی را طراحی و تولید کرده است که هر یک از آنها با توجه به ویژگی‌ها و قابلیت‌های خاص خودشان، می‌توانند برای کاربردهای متفاوتی مورد استفاده قرار بگیرند.

برای کسب اطلاعات بیشتر مقاله‌ی  ویژگی های برتر سوئیچ‌های سیسکو را مطالعه کنید.

سوئیچهای لایه ۲ و لایه ۳ چیست؟

سوئیچ های شبکه میتوانند در لایه ۲ OSI (یا همان لایه پیوند داده) و یا لایه ۳ (لایه شبکه) کار کنند. عملکرد لایه ۲ به این صورت است که دادهها را بر اساس آدرس MAC مقصد سوئیچ میکند. در سمت دیگر در لایه ۳ دادهها، بر اساس آدرس IP مقصد تغییر میکند. بعضی از سوئیچها به گونهای طراحی شدهاند که بتوانند هر دو عملکرد را انجام دهند.

بیشتر سوئیچهای تولید شده، سوئیچ های لایه ۲ هستند. طراحی سوئیچهای لایه ۲ اغلب به حالتیست که با استفاده از کابلهای اترنت با دستگاههای موجود در شبکه خود اتصال برقرار کنند. کابلهای اترنت کابلهایی فیزیکی هستند. این کابلها از طریق پورتهایی به همین نام (اترنت) به دستگاهها متصل میشوند.

تفاوت سوئیچ مدیریت شده و سوئیچ مدیریت نشده چیست؟

سوئیچ مدیریت نشده، پورت های اترنت بیشتری را در یک شبکه محلی ایجاد میکند. این اتفاق برای آن است که دستگاه های محلی بیشتری بتوانند به اینترنت دسترسی داشته باشند. سوئیچهای مدیریت نشده دادهها را بر اساس آدرسهای MAC دستگاه، به ماقبل و یا مابعد خود انتقال میدهند.

حال به بررسی عمکرد سوئیچ مدیریت شده بپردازیم. سوئیچ مدیریت شده همان عملکردی که برای سوئیچ مدیریت نشده را برای شبکه های بسیار بزرگتر انجام می دهد. سوئیچ مدیریت شده کنترل بسیار بیشتری بر نحوه اولویت بندی ترافیک را به مدیران شبکه عرضه می‌کند. این سوئیچ ها همچنین مدیران را قادر می سازند تا شبکه های مجازی مجازی (VLAN) را برای تقسیم بیشتر یک شبکه محلی به قطعات کوچکتر راه اندازی کنند.

تفاوت بین مک آدرس و آدرس IP چیست؟

عملکرد سوئیچ‌های شبکه به این صورت است که برای ارسال ترافیک اینترنت به دستگاه‌های مناسب از آدرس‌های MAC استفاده می‌کنند، نه آدرس های IP.
هر دستگاهی که به اینترنت متصل شود یک آدرس مختص به خود، به نام IP دارد. آدرس IP مجموعهای از نویسه‌های الفبایی است، مانند ۱۹۲.۰.۲.۲۵۵ یا ۲۰۰۱:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334. کارکرد آدرسهای IP مثل کارکرد یک آدرس پستی ست. یعنی ارتباطات اینترنتی و داده‌هایی را که به آن آدرس هدایت شده‌اند را قادر می‌سازد تا به دستگاه مورد نظر برسند. آدرسهای IP اغلب متغیر هستند. از آنجایی که تعداد آدرسهای IPv4 محدود است، به طور معمول دستگاه‌های کاربران هنگام ایجاد یک اتصال جدید با یک شبکه، از آدرسهای جدیدی استفاده می‌کنند.

در لایه‌ ۳‌ از آدرسهای IP استفاده میشود. این بدان معنی ست که رایانه‌ها و دستگاه‌ها در سراسر اینترنت از آدرسهای IP برای ارسال و دریافت داده‌ها استفاده میکنند، صرف نظر از اینکه به کدام شبکه متصل هستند. همه‌ی بسته‌های IP آدرس IP مبدا و مقصد مربوط به خود را در سربرگهای خود درج میکنند. همانطور که یک نامه‌ی پستی و یا یک ایمیل دارای یک آدرس مقصد و یک آدرس برگشتی است.

در سویی دیگر، یک آدرس MAC یک شناسه دائمی برای هر قطعه سخت افزار است. تقریباً می‌توان یک آدرس MAC را به یک شماره سریال تشبیه کرد. برخلاف آدرس های IP، آدرس های MAC تغییر نمی‌کنند. شاید بهتر باشد تا دوباره مرور کنیم که آدرس‌های MAC در لایه ۲ استفاده می‌شود نه لایه ۳. یعنی آنها در هدر بسته های IP گنجانده نشده‌اند. به بیانی دیگر، مک آدرس‌ها بخشی از ترافیک اینترنت نیستند و فقط در داخل یک شبکه معین مورد استفاده قرار می‌گیرند.

چگونه سوییچ‌های شبکه، آدرس MAC دستگاه‌های موجود در شبکه خود را تشخیص می‌دهند؟

سوئیچ‌های شبکه لایه ۲ جدولی را در حافظه‌ی خود نگه می‌دارند. سوئیچ‌های شبکه با استفاده از این جدول، آدرس های MAC را با پورت‌های اترنت سوئیچ تطبیق می‌دهند. این جدول، جدول حافظه آدرس پذیر محتوا ( به اختصار CAM) نامیده می‌شود.

برای بیان یک مثال، بیایید فرض کنیم کامپیوتر A به یک کابل اترنت متصل است که به پورت ۱ سوئیچ وصل می شود. کامپیوتر B به پورت ۲ وصل شده است و کامپیوتر C به پورت ۳. هنگامی که داده‌ها به کامپیوتر A می رسد، سوئیچ با بهره گرفتن از جدول CAM خود تشخیص می‌دهد که کامپیوتر A کجاست. متصل است، و می داند که ترافیک A-bound کامپیوتر را در پورت ۱، نه در پورت های ۲ یا ۳، ارسال کند.

جدول CAM سوئیچ در حافظه‌ی دستگاه ذخیره می شود. یعنی اگر سوئیچ خاموش باشد، جدول نیز ناپدید می‌شود و در هنگام راه اندازی مجدد سوئیچ باید جدول را دوباره یاد بگیرد.

حال، فرض کنید سوئیچ به تازگی روشن شده است و هنوز جدول CAM خود را ایجاد نکرده است. نمی داند کامپیوترهای A، B و C به کدام پورت ها متصل هستند. همچنین آدرس مک آنها را نمی داند.

فرض کنید رایانه A پیامی را به رایانه B ارسال می کند. سوئیچ مراحل زیر را انجام می دهد تا پیام را به رایانه B برساند و جدول CAM خود را پر کند:

• آدرس MAC کامپیوتر A و پورتی که پیام آن وارد شده را ضبط می کند
• پیام کامپیوتر A را به تمام کامپیوترهای دیگر در شبکه (به جز کامپیوتر A) ارسال می کند. این به عنوان “سیل” شناخته می شود
• هنگامی که کامپیوتر B پاسخ می دهد، آدرس MAC و پورت کامپیوتر B را نیز ثبت می کند.