سوئیچ چیست و چه کاربردی دارد؟
میتوانید خلاصهای کوتاه از محتوای مقاله را با استفاده از هوش مصنوعی دریافت نمایید.
ارتباط و یکپارچگی شبکههای کامپیوتری در انتقال و دریافت دادهها امری بسیار ضروری است و نبود این یکپارچگی در نهایت بی نظمی و به هم ریختگی را به همراه دارد. این ارتباط و یکپارچگی به دستگاهی مرکزی که توانایی برقراری ارتباط و انتقال دقیق اطلاعات را داشته باشد، نیاز دارد. از این دستگاه مرکزی به عنوان سوئیچ یاد میشود که وظیفه آن اتصال دستگاههای موجود (معمولا در یک شبکه محلی LAN) است. در این مقاله نحوه عملکرد سوئیچ، ساختار و موارد حائز اهمیت را توضیح میدهیم، پس با ما همراه باشید.
سوئیچ چیست؟
Network Switch یا سوئیچ شبکه دستگاههای موجود در یک شبکه (اغلب شبکه LAN یا محلی) را به هم متصل میکند و بستههای اطلاعات (Data Packets) را بین این دستگاهها جابجا میکند. بر خلاف روتر (Router)، یک سوئیچ، اطلاعات را فقط به یک دستگاه (که میتواند یک سوئیچ، روتر و یا کامپیوتر کاربر باشد) ارسال میکند. این ارسال هوشمندانه از ایجاد ترافیک غیر ضروری در شبکه جلوگیری میکند و کارایی آن را به طور قابل توجهی افزایش میدهد.
“شبکه محلی یا خصوصی (LAN – Local Area Network) گروهی از دستگاههای متصل و نزدیک به هم هستند که با یکدیگر ارتباط دارند. وای فای خانگی مثالی از شبکه LAN است.”
سوئیچ چگونه کار میکند؟
زمانی که یک دستگاه مانند کامپیوتر فایل یا اطلاعات را ارسال میکند، سوئیچ آن را دریافت مینماید. پس از دریافت این اطلاعات، سوئیچ Mac Address مقصد را در اطلاعات دریافتی پیدا میکند و پس از پیدا کردن مقصد مورد نظر، سوئیچ شبکه این اطلاعات را فقط به دارنده همان Mac Address ارسال مینماید. این روش باعث میشود که شبکه سریعتر و بهتر کار کند، چون اطلاعات فقط به جایی که باید منتقل میشوند. این فرآیند دقیقا نقطه مقابل دستگاههای قدیمیتر مانند Hub است که اطلاعات دریافتی را به همه دستگاهها ارسال میکردند و این روند، باعث کندی زیاد شبکه میشد.
“MAC Address یا همان Media Access Control به نشان یکتای عددی گفته میشود که در کارت شبکه دستگاه هک شده است. این آدرس دهی موجب شناسایی دستگاه در شبکههای اینترنتی میشود.”
تفاوت روتر با سوئیچ در چیست؟
روترها مسیر مد نظر خود برای بستههای اطلاعات را با هدف رسیدن به مقصد انتخاب میکنند. Router این کار را با اتصال شبکههای مختلف، انتقال دادهها از طریق شبکههای مختلف مانند LAN و WAN، انجام میدهد. این بدین معنی است که روترها برای اتصال اینترنت ضروری هستند در حالی که سوئیچها فقط برای به هم متصل کردن دستگاهها استفاده میشوند. برای مثال منازل شخصی و ادارات کوچک برای متصل شدن به اینترنت نیازمند روتر هستند، در حالی که اغلب آنها نیازی به یک سوئیچ شبکه ندارند. با این حال، ادارات بزرگ و دیتابیسها معمولا به سوئیچها نیاز زیادی دارند.
“اترنت یا Ethernet معمولا به دلیل شباهت لفظی و املایی با کلمه اینترنت اشتباه گرفته میشود. با این حال اترنت یک پروتکل برای ارسال دادهها بین دستگاهها به وسیله کابل فیزیکی Ethernet است.”
انواع سوئیچ
سوئیچها در انواع مختلفی تولید میشوند که هر کدام بر اساس هدف طراحی خود، مزایا و کاربردهای خاصی را برای مشتریان ارائه میدهند. در ادامه به این سوئیچها اشاره میکنیم:
سوئیچهای مدیریت نشده (Unmanaged Switches)
این سوئیچها، معمولا برای اتصالات پایه تعبیه شدهاند. سوئیچهای مدیریت نشده با نصب اولیه آماده کار هستند و وظیفههای پایه را انجام میدهند. این سوئیچها معمولا پورتهای کمی دارند و در شرکتهای کوچک و شبکههای منازل دیده میشوند. با این حال برخی از این سوئیچهای مدیریت نشده، کاربردهای پیشرفته محدودی نیز ارائه میدهند، اما همانگونه که از نام آنها پیداست معمولا قابل مدیریت و تنظیم نیستند.
سوئیچهای مدیریت شده (Managed Switches)
در میان سوئیچهای با پیکربندی ثابت (Fixed Configuration)، سوئیچهای مدیریت شده به منظور ارائه قابلیتهای پیشرفته طراحی شدهاند. این سوئیچها به نوعی ساخته شدهاند تا بهترین تجربه کاربری، بالاترین سطوح امنیتی، مدیریت شبکه و مقیاس پذیری بالا را فراهم آورند. سوئیچهای مدیریت شده به دلیل هزینههای بالا معمولا در شرکتها و دیتابیسهای بزرگ استفاده میشوند.
سوئیچهای لایه 2 (Layer 2 Switches)
این سوئیچها اطلاعات را بر اساس مک آدرس (Mac Address) مقصد جابجا میکنند و تحویل میدهند. اکثر سوئیچهای شبکه موجود را سوئیچهای لایه 2 تشکیل میدهند.
سوئیچهای لایه 3 (Layer 3 Switches)
این سوئیچها برخلاف سوئیچهای لایه 2، اطلاعات مد نظر را بر اساس آی پی آدرس مقصد ارسال میکنند. نکته قابل توجه این است که برخی سوئیچها قابلیت ارسال اطلاعات به هر دو روش (هم بر اساس Mac Address و هم IP Address) را دارا هستند.
سوئیچ چگونه Mac Address را تشخیص میدهد؟
سوئیچهای لایه 2، جدولی در حافظه خود دارند که مک آدرسها (Mac Address) را به پورتهای اترنت مرتبط میسازد. این جدول CAM یا Content Addressable Memory نام دارد. برای مثال زمانی که یک کامپیوتر برای اولین بار پیامی ارسال میکند، سوئیچ متوجه میشود که این پیام از کدام پورت ارسال شده است و MAC Address دستگاه به همراه پورت را ثبت میکند. زمانی که قرار است اطلاعاتی به طور مخصوص به این کامپیوتر ارسال شود، سوئیچ با توجه به MAC Address در جدول CAM آن را به مقصد میرساند.
سوالی که این مبحث در ذهن ما ایجاد میکند این است که اگر هیچ مک آدرسی در جدول سوئیچ ثبت نشده باشد چه اتفاقی میافتد؟ خب زمانی که سوئیچ اطلاعات را دریافت میکند و میبیند که هیچ آدرسی ثبت نشده، به صورت پویا پیام را به همه پورتها ارسال میکند. پس از این رویه، دستگاه مقصد مورد نظر، پیامی برای دریافت به سوئیچ میفرستد و سوئیچ Mac Address دستگاه را ثبت میکند. پس از این اتفاق، پیامهای ارسالی به MAC Address در جدول ارسال میشود. این فرایند Broadcast نام دارد.
در نهایت
سوئیچ یکی از مهمترین اجزای هر شبکه کامپیوتری است که با هدایت هوشمند اطلاعات، سرعت و کارایی بالایی را به ارمغان میآورد. از خانههای کوچک تا دیتابیسهای عظیم، سوئیچها نقشی حیاتی در ارتباطات دیجیتال دارند. اگر قصد راه اندازی یک شبکه را دارید و یا میخواهید شبکه فعلی خود را ارتقا دهید، شناخت سوئیچ شبکه میتواند اولین قدم برای این کار باشد.
سوالات متداول
سوئیچ دستگاهها را در یک شبکه محلی (LAN) به هم متصل میکند. در حالی که روتر شبکههای مختلف (مانند شبکه خانگی و اینترنت) را به هم متصل و اطلاعات را بین این شبکهها مسیریابی میکند.
سوئیچها معمولا سیمی هستند، اما میتوانند به یک اکسس پوینت متصل شوند که وای فای را برای دستگاههای بی سیم فراهم میکند.
معمولا سوئیچهای ساده و مدیریت نشده برای استفاده در منازل کافی هستند.
منابع
- https://www.cloudflare.com/learning/network-layer/what-is-a-network-switch/
- https://www.cisco.com/what-are-the-different-types-of-network-switches
