آشنایی با سوئیچ شبکه، وظایف، انواع و کاربردهای آن

آشنایی با سوئیچ شبکه، وظایف، انواع سوئیچ و کاربردهای آن

شبکه کامپیوتری به مجموعه ای کامپیوتر و دستگاه متصل به هم گفته می شود. کامپیوترها شخصی و یا سرویس دهنده هستند.
دستگاه هایی مانند دوربین های مدار بسته ، تلفن های ویپ ، تبلت ها، تلفن های هوشمند ، کنسول های بازی و … را می توان به شبکه کامپیوتری متصل کرد.
این کامپیوترها توسط دستگاهی به نام سوئیچ به یکدیگر متصل می شوند و تشکیل یک شبکه کامپیوتری می دهند.
هدف از ایجاد یک شبکه کامپیوتری برقراری اتصال (مانند اتصال بین کامپیوتر و سرور) و اشتراک گذاری منابع (مانند اشتراک گذاری پرینتر یا فایل) می باشد.
اجزاء یک شبکه کامپیوتری به سه دسته تقسیم می شوند:

• دستگاه های متصل شونده (مانند کامپیوترهای کلاینت و سرور)
• دستگاه های فراهم کننده اتصال (مانند سوئیچ و روتر)
•  کابل و امواج (امکان اتصال فیزیکی بین دستگاه ها را فراهم می کند)

در این مقاله ما به بررسی سوئیچ شبکه، وظایف سوئیچ شبکه، انواع سوئیچ و انواع برند آن می پردازیم.

سوئیچ شبکه

سوئیچ شبکه یکی از مهم ترین اجزاء شبکه و یکی از تجهیزات اکتیو شبکه می باشد. برای اتصال اجزا و قسمت های مختلف شبکه از سوئیچ استفاده می شود.
از جمله وظایف سوئیچ اتصال کامپیوترهای متعدد به شبکه ، کاهش ترافیک شبکه، کنترل دسترسی به قسمت های مختلف شبکه، کنترل میزان استفاده از شبکه و برقراری ارتباطات درون شبکه می باشد.
داده ها یا اطلاعات از هر دستگاه درون شبکه با یک IP مشخص بصورت بیت و با آدرس دقیق مبدا و مقصد درون یک شبکه محلی قرار می گیرد.
این بیت ها توسط سوئیچ شبکه خوانده و سپس رمز گشایی می شود. اطلاعات پس از رمز گشایی توسط آدرس های موجود در دیتا و از طریق پورت ها به مقصد می رسد.

انواع سوئیچ از نظر سخت افزاری عبارتند از

I. سوئیچ Fixed

سوئیچ های فیکس، دارای تعداد پورت ثابت (8 پورت، 16 پورت، 24 پورت،…) هستند. پورت ها از نظر سرعت ( 1 Gbps الی 40 Gbps) و اتصال (فیبر نوری،RJ45) با یکدیگر متفاوت هستند.
سوئیچ های فیکس در شبکه های سازمانی، متوسط و کوچک استفاده می شود. سوئیچ های فیکس، مدیریتی ، غیر مدیریتی و هوشمند می توانند باشند.

A.سوئیچ های مدیریتی (Managed Switch)

سوئیچ های مدیریتی قابلیت تنظیم و کانفیگ شدن برای عملکرد خاص و اولویت بندی ترافیک شبکه محلی به گونه ای که اطلاعات مهم تر سریع تر جابجا شوند را دارند. این سوئیچ ها قابلیت تنظیم ، مدیریت و مانیتورینگ را دارا می باشد.
با گزارش هایی که با استفاده از پروتکل SNMP بدست می آید وضعیت و سلامت تجهیزات اکتیو در شبکه را می توان بررسی کرد (حتی از راه دور).

B. سوئیچ های غیر مدیریتی (UnManaged Switch)

سوئیچ های غیر مدیریتی مانند یک وسیله Plug & Play می باشند. به گونه ای که با اتصال به برق و بدون نیاز به تنظیم با تمامی تجهیزات ارتباط برقرار می کنند.
سوئیچ های غیر مدیریتی از پنل های مدیریتی پشتیبانی نمی کنند.

C. سوئیچ Smart

سوئیچ اسمارت برای شبکه های کوچکتر با بودجه پایین تر مناسب هستند. این نوع از سوئیچ ها از سوئیچ های غیر مدیریتی پیشرفته تر و از نوع سوئیچ مدیریتی ارزان تر هستند.

D. سوئیچ POE

تامین برق در سوئیچ های POE از طریق سیم LAN امکان پذیر می باشد برق و دیتا در یک کابل انتقال می یابد. سوئیچ های POE کم مصرف می باشند.
سوئیچ POE معمولا برای دستگاه هایی که به منبع برق دسترسی ندارند مناسب می باشد.

II. سوئیچ فیبر نوری

سوئیچ فیبر نوری داده ها را به نور یا برعکس تبدیل می کند. سوئیچ های فیبر نوری دارای انواع مختلف از 1 پورت تا 48 پورت می باشد که به نوع تک پورت آن مدیا کانکتور گفته می شود که دارای یک عدد پورت فیبر نوری و یک عدد پورت شبکه می باشد.

III. سوئیچ ماژولار

در سوئیچ ماژولار با افزودن ماژول بر روی کیس آن را ارتقا می دهیم . کیس های سوئیچ های ماژولار معمولا بزرگ هستند و نسبت به سوئیچ های Fixed گران تر هستند.
معمولا از این نوع سوئیچ ها در دیتاسنتر و شبکه های بزرگ به کار می روند. با افزودن پورت به سوئیچ های ماژولار کارآیی آن نیز افزایش می یابد همچنین می توان پاور و فن خنک کننده در کیس نیز افزود.

IV. سوئیچ Stackable

زمانیکه سوئیچ fixed و ماژولار را با همدیگر ترکیب کنیم حاصل این ترکیب، سوئیچ Stackable می باشد. با استفاده از کابل Stack و پروتکل StackWise می توان دو الی 9 عدد سوئیچ Stackable را به یگدیگر متصل کرد.

سوئیچ های متصل شده به یکدیگر به عنوان یک سوئیچ واحد عمل می کنند. از سوئیچ Stackable بیشتر در شرکت هایی به کار می رود که منبع مالی محدود دارند و بر اساس نیازهایشان سوئیچ های خود را توسعه دهند.
برخی مواقع سوئیچ ها را از نظر لایه های شبکه دسته بندی می کنند. قبل از آشنایی با این نوع سوئیچ ها به بررسی اجمالی در مورد لایه های شبکه مدل OSI می پردازیم.

1.لایه کاربردی یا Application (لایه هفتم)

در این لایه پروتکل هایی ایجاد می شود تا کاربر با توجه به نوع کاربر ی خود به اهدافش دست یابد و تنها لایه ای می باشد که کاربر آنرا می بیند.

2.لایه ی نمایش یا Presentation (لایه ششم)

اطلاعات از لایه کاربردی، گرفته می شود سپس فشرده سازی و رمزنگاری می گردد و به لایه بعدی فرستاده می شود.

3.لایه نشست یا Session (لایه پنجم)

در این لایه اطلاعات ثبت می شود تا اگر بسته اطلاعاتی مفقود یا ناپدید شد بتوان بسته را پیگیری و دریافت کرد به عبارتی مدیریت انتقال بسته های اطلاعاتی با لایه نشست می باشد.

4. لایه انتقال یا Transport (لایه چهارم)

ارتباط در لایه های شبکه بر دو نوع است اتصال گرا (زمانی که شما از رسیدن پیام مطمئن می شوید) و غیر اتصال گرا (زمانی است که اطلاعات فقط ارسال می شود و ما اطمینانی از ارسال یا عدم ارسال پیام نداریم) .
در این لایه، نوع ارتباط مشخص می گردد. بسته های اطلاعاتی تکه تکه می شود. شماره گذاری می گردد و بر اساس شماره گذاری، مرتب می شوند.

5.لایه شبکه یا Network (لایه سوم)

در این لایه بهترین و کوتاه ترین مسیر با استفاده از آدرس و آدرس دهی منحصر بفرد برای تبادل بسته های اطلاعاتی جستجو می شود.

6.لایه پیوند داده یا DataLink (لایه دوم)

انتخاب نزدیکترین و کوتاهترین مقصد، بررسی اتصال بین دو نود و بسته ها از مبدا به مقصد ارسال می گردد.

7.لایه فیزیکی یا Physical (لایه اول)

اطلاعاتی که به صفر و یک تبدیل شده اند به دستگاه های فیزیکی شبکه با استفاده از سخت افزار و تجهیزات ارسال می شوند هر لایه تنها با لایه بالا یا پایین خود در ارتباط است .

حال که با لایه های شبکه آشنا شدیم انواع سوئیچ از نظر لایه های شبکه را بررسی می کنیم.

انواع سوئیچ از نظر لایه های شبکه

I. سوئیچ لایه دو

سوئیچ های لایه دو، تجهیزات بسیار کاربردی هستند که کامپیوترها یا کاربران یک شبکه را در لایه دوم به همدیگر متصل می کند.
به اینصورت که سوئیچ ها آدرس Mac (آدرس های درج شده بر روی تجهیزات سخت افزاری) یا آدرس فیزیکی سیستم هایی که به پورت های سوئیچ متصل شده اند را گردآوری می کند.

سپس متوجه می شود که چه آدرسی بر روی کدام پورت سوئیچ قرار گرفته است.

با دریافت فریم های ارسالی از سیستم های متصل به شبکه از آدرس مک هر سیستم متصل به سوئیچ اطلاع می یابد.
سوئیچ لایه دو با نگهداری آدرسMac در جداولی امکان دستیابی به بهترین مسیر برای ارسال فریم استفاده می کنند و بدین ترتیب انتقال مستقیم داده ها بین دو دستگاه را در یک شبکه فراهم می کند.

II. سوئیچ لایه سه

سوئیچ های لایه سه ، عملکردی ترکیبی از سوئیچ لایه دو و کمی از عملکرد روتر را از خود نشان می دهند.
سوئیچ های لایه سه از آدرس منطقی یا IP Address برای مدیریت روتینگ بسته اطلاعاتی و مسیریابی استفاده می کند.
روتر با استفاده از آدرس IP های منبع و مقصد هر بسته اطلاعاتی موجود در جدول روتینگ IP، مسیریابی را بررسی و پرش بعدی برای بسته را تعیین می کند.

تفاوت سوئیچ لایه 2 و لایه 3

تفاوت سوئیچ لایه 2 و لایه 3در نوع آدرس و عملکرد روتینگ آنهاست. تمام کارهایی که یک سوئیچ لایه دو می تواند انجام دهد سوئیچ لایه 3 هم می تواند انجام دهد علاوه بر این که سوئیچ لایه 3 می تواند روتینگ استاتیک و داینامیک انجام دهد.

نوع روتینگ بر اساس اینکه از کدام نوع جدول آدرس، Mac یا IP استفاده می کند نامگذاری می شود. قدرت و امنیت سوئیچ های لایه 3 بالامی باشد.
سوئیچ های لایه 3 سریع تر از روتر هستند. نوع بکارگیری سوئیچ های لایه 2 و 3 بسته به جایی که یک سوئیچ استفاده می شود تعیین می گردد.

در صورتیکه دامنه خالصی از لایه دو دارید مستقیم و بدون هیچ گونه شکی از سوئیچ های لایه دو استفاده می کنیم.

در غیر اینصورت زمانیکه لازم است چندین سوئیچ را با دسترسی به یک سوئیچ جمع بندی کنیم و روتینگ بین VLAN (مسیریابی بین VLAN ) انجام شود از سوئیچ لایه 3 ( لایه توزیع ) استفاده می کنیم.
امنیت سوئیچ های لایه دو از توانمندی ساده اما قوی به نام Port Security استفاده می کند که باعث جلوگیری از تشکیل loop در شبکه می شود.

III. سوئیچ لایه چهار

در واقع به صورت تخصصی ، سوئیچ لایه چهار نداریم اما در واقع منظور ما سوئیچی است که قابلیت انجام سوئیچینگ بر اساس سیاست یا Policy Trafic مرتبط با اپلیکیشن ها را دارد.

از موارد کاربرد سوئیچ لایه چهار امکان تصمیم گیری بر اساس Load در سرورهای کلاستر شده همچنین امکان شناخت سرورهای آفلاین بر اساس میزان بار ترافیکی می باشد.
این سوئیچ می تواند بسته های اطلاعاتی را بر اساس اهمیتشان اولویت بندی می کند. با توجه به قابلیت شناخت داده ها در لایه چهارم و بالاتر می تواند بر اساس نوع ترافیک مسیریابی را انجام دهد.
کاربرد سوئیچ لایه چهار در کلاسترینگ سرورها می باشد.

برای مشاوره در زمینه خرید سوئیچ شبکه می توانید با مشاوران و کارشناسان فروش ما تماس بگیرید. همچنین برای خرید سوئیچ  می توانید از فروشگاه اینترنتی آسان شاپ آی تی دیدن بفرمایید.