سوئیچ چیست؟ معرفی انواع سوئیچ شبکه و ویژگیهای آنها
سوئیچ شبکه یکی از مهم ترین قطعات در شبکه است. در این مقاله به تعریف سوییچ و بررسی کاربرد آن در شبکه میپردازیم. سپس به طور کامل گونه های مختلف سوییچ، کاربرد هر نوع Switch، تفاوت گونه های مختلف سوییچ ها و مزایای هر نوع سوییچ را بررسی میکنیم. با فالنیک همراه باشید.
سوئیچ شبکه چیست؟
switch چیست؟ سوییچ برای اتصال Node ها در شبکه به هم، از دستگاههایی چون هاب و سوییچ و روتر و … استفاده میشود. این اتصال در واقع امکان جا به جایی اطلاعات بین دستگاهها را در شبکه فراهم میکند.
سوییچ یکی از تجهیزات اکتیو شبکه است که در عین شباهت به هاب (hub)، بسیار هوشمندتر از آن است. بر اساس مدل OSI سوییچها معمولا در لایه 2 یا همان لایه Data Link کار میکنند و وظیفه این سخت افزارها، انتقال بستههای دیتا از یک دستگاه به جای دیگر از طریق شبکه و بر اساس آدرس سخت افزاری (Mac addresses) است.
برای آشنایی با تجهیزات اکتیو و پسیو شبکه مقاله “تجهیزات اکتیو و پسیو شبکه چیست” را مطالعه کنید.
گفتیم که سوییچ معمولا در لایه دو مدل OSI و با پروتکل اترنت کار میکند اما سوییچ هایی هستند که مسیریابی و وظایف لایه سه را هم انجام میدهند. همچنین سوییچ هایی هستند که به صورت ماژول نرم افزاری در تکنولوژیهای مجازی سازی کاربرد دارند مثلا Vmware NSX اما سوییچ سخت افزاری با چندین پورت اترنت از ملزومات تمام شبکهها است.
کار سوییچ شبکه چیست؟
حال ببینیم سوییچ شبکه چگونه کار می کند. اطلاعات در شبکه به صورت بسته داده و فریم جا به جا میشود و هر فریم شامل اطلاعاتی مانند آدرس مبدا و آدرس مقصد است. سوییچ با توجه به مک آدرس (MAC Address) موجود در قسمت مقصد در فریم، پورت مقصد را تشخیص میدهد و بسته داده را به همان پورت میفرستد.
همان طور که میدانیم مک آدرس هر دستگاهی منحصر به فرد و مختص به همان دستگاه است. پس سوییچ با داشتن مک آدرس مقصد، داده را به صاحب آن میرساند. از طرفی هم این مک آدرس ها را در جدولی به نام جدول مک آدرس ذخیره میکند. که در ادامه به بررسی بیشتر آن میپردازیم. اما بیایید ببینیم چرا به سوئیچ شبکه نیاز داریم؟
چرا به سوئیچ در شبکه نیاز داریم؟
سوئیچ شبکه برای مدیریت و بهینهسازی ارتباطات درون یک شبکه کامپیوتری ضروری است. این دستگاه بهطور خاص برای انتقال دادهها بین دستگاههای مختلف (مانند کامپیوترها، چاپگرها و سرورها) در شبکه طراحی شده است. سوئیچ با استفاده از آدرس MAC دستگاهها، دادهها را بهطور مستقیم و فقط به مقصد مورد نظر ارسال میکند، که باعث کاهش ترافیک اضافی و بهبود عملکرد شبکه میشود.
علاوه بر این، سوئیچها در شبکههای بزرگ و پیچیده، بهویژه در شبکههای محلی (LAN)، نیاز به مدیریت جریان دادهها، کاهش تاخیر و افزایش سرعت انتقال اطلاعات دارند. در مقایسه با هابهای قدیمی، سوئیچها بسیار کارآمدتر هستند و قابلیت ایزولهسازی ارتباطات را دارند، بنابراین تداخل کمتری در انتقال دادهها ایجاد میشود و امنیت شبکه افزایش مییابد. در ادامه به سوئیچ شبکه و جدول مک آدرس می پردازیم.
جدول مک آدرس در سوییچ شبکه
حال ببینیم سوییچ های شبکه، جدول مک آدرس را چگونه ایجاد و ذخیره میکنند. وقتی دستگاه ارسال کننده اطلاعات، فریمی به سوییچ 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 سوییچ وصل شود، مک آدرس آن هم به جدول اضافه خواهد شد.