سوییچ شبکه

سوییچ شبکه (Network Switch) چیست؟
سوئیچ شبکه این امکان را برای شما فراهم می آورد تا بتوانید تعدادی دیوایس را در شبکه به هم متصل نمایید . به طور مثال در شبکه ی خود تعدادی لپ تاپ و کامپیوتر دارید و قصد دارید تا تمامی این دستگاه ها بتوانند با یکدیگر ارتباط داشته باشند . با خرید سوئیچ شبکه و متصل نمودن تمامی دیوایس ها به آن ، شبکه ای ایجاد شده و تمام دستگاه های شما توانایی برقراری ارتباط با یکدیگر را دارند .

چگونه کار می‌کند؟
داده‌ها در سوئیچ در قالب فریم جابه‌جا می‌شوند. هر فریم را می‌توان مانند ظرفی تصور کرد که بسته داده‌ها درون آن جای می‌گیرد و از مبدا به مقصد انتقال می‌یابد. سوئیچ برای شناسایی مقصد هر فریم به آدرس فیزیکی یا اصطلاحا آدرس مک (MAC address) مقصد، مندرج در آن فریم مراجعه می‌کند. هر دستگاهی که به شبکه متصل است، آدرس منحصربه‌فردی دارد که به آن نشانی فیزیکی یا آدرس مک می‌گویند. وقتی یکی از دستگاه‌های متصل به شبکه برای دستگاه دیگری داده می‌فرستد، نشانی فیزیکی دستگاه مقصد را نیز ضمیمه فریم می‌کند. سوئیچ نیز با مراجعه به آن نشانی، مقصد فریم را تشخیص می‌دهد و آن را به همان پورتی می‌فرستد که دستگاه مقصد به آن متصل است. نشانی‌های فیزیکی به‌مرور در جدولی موسوم به جدول نشانی‌های مک (MAC Address Table) درون سوئیچ ذخیره می‌شوند.

جدول مک آدرس
وقتی دستگاه ارسال کننده اطلاعات، فریمی به سوئیچ می‌فرستد، مک آدرس مبدا از آن خوانده شده و در صورت نبودن در جدول، به جدول اضافه می‌شود. از طرفی مک آدرس مقصد هم در این فریم وجود دارد. سوییچ آن را در جدول مک آدرس جستجو می‌کند و اگر تطابقی با آن در جدول پیدا کند، داده را به آن پورت می‌فرستد. اما اگر تطابقی یافت نشد بسته را به تمام پورت‌ها به جز پورت فرستنده می‌فرستد ولی فقط گیرنده، آن را دریافت می‌کند و بقیه آن را Fail می‌کنند.

به مرور زمان جدول مک آدرس به‌روز و کامل می‌شود و هرگاه دستگاه جدیدی به سوئیچ وصل شود، مک آدرس آن هم به جدول اضافه خواهد شد.

تفاوت سوئیچ و روتر
سوییچ ها می‌توانند شبکه ایجاد کنند اما برای اتصال و برقراری ارتباط بین شبکه‌ها با هم باید از روتر یا مسیریاب استفاده شود. پس سوییچ، نقطه مشترک تمام دستگاه‌ها و تجهیزات یک شبکه است و روتر محل اتصال شبکه‌ها به هم. بیایید مثالی بزنیم. شما برای اتصال لپ تاپ و کامپیوتر و پرینتر به یک شبکه خانگی نیاز به هاب یا سوئیچ دارید اما برای اتصال همین شبکه به اینترنت باید از روتر استفاده کنید.

انواع سوییچ و مقایسه آنها
به طور کلی انواع سوییچ و دسته‌بندی سوئیچ ها به صورت زیر است:

سوییچ های غیر مدیریتی یا Unmanaged Switch
سوییچ های LAN یا سوئیچ های اترنت
سوییچ های PoE یا PoE Switch
سوییچ های مدیریتی یا Managed Switch
سوییچ های هوشمند یا Smart Switch
سوئیچ های مدیریتی اینترپرایز یا Enterprise Managed Switch
تفاوت اصلی بین سوئیچ های مدیریتی و غیر مدیریتی، توانایی کانفیگ کردن سوییچ و اولویت‌دهی به ترافیک LAN است تا مهم‌ترین اطلاعات در اولویت ارسال قرار گیرند.

سوییچ‌های غیر مدیریتی یا Unmanaged Switch
این سوئیچ ها غالبا درشبکه های خانگی , شرکت های کوچک و کسب و کار استفاده می شوند. این سوئیچ ها اجازه می دهند که دستگاه ها در یک شبکه به یکدیگر متصل شوند ,  بعنوان مثال کامپیوتر به کامپیوتر یا پرینتر به کامپیوتر در یک مکان. یک سوئیچ مدیریت نشده , لزوما به پیکربندی شدن یا مراقبت کردن نیاز ندارد. آنها در راه اندازی , ساده و آسان هستند و تنها به اتصالات کابل کوچک نیازمند هستند.

سوییچ های LAN یا LAN Switch
سوییچ های LAN را با نام Ethernat Switch و Data Switch هم می‌شناسند. سوییچ اترنت یا LAN برای کاهش گلوگاه و Congestion بهینه شده‌اند چرا که انتشار بسته اطلاعاتی فقط به گیرنده انجام می‌شود.

سوییچ های PoE یا PoE Switch
PoE مخفف Power over Ethern است و این نوع سوییچ ها بر اساس تکنولوژی PoE کار می‌کنند. در PoE، برق و دیتا در یک کابل منتقل می‌شوند یعنی دیتا به صورت موازی یا برق به گیرنده می‌رسد. انعطاف‌پذیری از مویژگی‌های سوئیچ های PoE است.

سوییچ های مدیریتی یا Managed switch
سوئیچ‌های مدیریتی یا مدیریت‌‌پذیر قابلیت‌ها و تنظیمات مختلفی دارند و بسته به نیازهای شبکه پیکربندی می‌شوند. سوئیچ‌های مدیریتی را می‌توان به دو زیرگروه تقسیم کرد: یکی سوئیچ‌های هوشمند (smart) که قابلیت‌های مدیریتی کمتری دارند اما کار کردن با آن‌ها آسان‌تر است؛ و دیگری سوئیچ‌های مدیریت‌پذیر تجاری یا سازمانی (enterprise) که گرچه گران‌تر هستند، تنظیمات و قابلیت‌های‌‌شان گسترده‌تر است. سوئیچ‌های تجاری یا سازمانی معمولا 32 تا 128 پورت دارند و البته تنظیمات‌شان پیچیده‌تر است

سوییچ مدیریتی Smart Switch
سوییچ های هوشمند داراری قابلیت‌های ابتدایی مدیریتی هستند که برخی سطوح امنیتی را فراهم می‌کنند اما نسبت به دیگر سوییچ های مدیریتی، اینترفیس مدیریتی آسان‌تری است. کاربرد Smart Switch ها در LAN هایی است که از Allocation و Data Transfer پشتیبانی می‌کنند. همچنین قابلیت پیکربندی VLAN یا Virtual LAN را هم دارند.

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

ویژگی‌های مهم سوییچ های مدیریتی یا Managed switch
ویژگی‌های اضافی‌تری که Managed Switch ها نسبت به Unmanaged Switch ها فراهم می‌کنند عبارتند از:

Quality of Service (QoS)
شامل اولویت‌دهی به ترافیک شبکه است که با اختصاص اولویت بالاتر به ترافیکِ مهم‌تر است. این کار منجر به افزایش کارایی شبکه می‌شود. بدین ترتیب از داده‌های حساس به تاخیر (Delay Sensitive Data) مانند Real Time Vioce پشتیبانی می‌شود. مثلا اگر بسته صدا برای انتقال در شبکه داشته باشیم باید مطمئن باشیم که بالاترین اولویت به این بسته‌های صدا اختصاص خواهد یافت تا قطعی یا تاخیر در تماس تلفنی پیش نیاید.

Virtual LANs
VLAN ها امکان گروه‌بندی دستگاه‌ها را به صورت منطقی می‌دهد تا ترافیک را بین این گروه‌ها ایزوله کند حتی اگر ترافیک در یک شبکه فیزیکی رد و بدل شود. این دسته‌بندی و ایزوله کردن باعث کاهش ترافیک غیرضروری در شبکه می‌شود. مثلا با سگمنت‌بندی گروه‌های فروش و مالی سازمان، اطلاعات مالی مهم و حساس، بین کاربران بخش مالی بدون هیچ درنگ و تاخیری منتقل می‌شود و در عین حال گروه فروش هم از آنها مطلع نمی‌شوند. نتیجه چیست؟ کارایی بیشتر و امنیت بیشتر.

Redundancy
با وجود افزونگی و Redundancy، اگر اتصال یا کابلی در شبکه قطع شود، با ایجاد مسیر جایگزین برای داده و ترافیک، از بروز قطعی در شبکه و Downtime جلوگیری می‌شود. Redundancy در شبکه با استفاده از پروتکل STP یا Spanning Tree Protocol فراهم می‌شود. یعنی STP، افزونگی مسیر را در شبکه ایجاد می‌کند و در عین حال از ایجاد لوپ جلوگیری می‌کند. الگوریتم STP، چند مسیر اکتیو را بین سوییچ ها ایجاد می‌کند اما در هر لحظه، بین دو دستگاه، فقط یک مسیر اکتیو قابل استفاده است. در نتیجه لوپ و حلقه ایجاد نمی‌شود و لینک‌های افزونه به عنوان بکاپ وجود دارند.

Port Mirroring
مانیتورینگ پورت در تشخیص خطا و مشکل در شبکه استفاده می‌شود. Port Monitoring، ترافیک شبکه را کپی کرده و به یک پورت در همان سوییچ می‌فرستد تا تحلیلگر شبکه، آن را تحلیل کند. بدین صورت عیب یابی مشکلات شبکه با ترافیک تستی روی پورت‌ها و یا سگمنت‌های دیگر انجام می‌شود. مزیت آن چیست؟ شما با این ویزگی می‌توانید بدون اینکه شبکه را از دسترس خارج کنید، اقدام به عیب یابی شبکه تان کنید.

کاربرد سوئیچ های مدیریتی
با بررسی نیازهای شبکه می‌توانید سوییچ مناسب خود را انتخاب کنید. اگر نیاز به کنترل رفتار ترافیک در LAN دارید و یا از سرویس های پیشرفته‌ای چون LAN های بی سیم یا IP Telephony استفاده می‌کنید، استفاده از سوییچ های Managed و مدیریتی توصیه می‌شود. آنچه مسلم است چون سوییچ های مدیریتی امکانات بیشتری دارند، قیمت بیشتری هم دارند اگر پاسخ به هر یک از سوالات زیر مثبت است، سوییچ مدیریت ی برای شما مناسب است و اگر پاسخ شما به همه آنها منفی بود، سوییچ غیرمدیریتی برای شما کفایت می‌کند.