سوئیچ شبکه چیست؛ انواع سوئیچ شبکه

از پرکاربردترین تجهیزات شبکه‌های محلی و بزرگ، سوئیچ شبکه است. در ادامه این مطلب به بررسی کاربرد سوئیچ‌های شبکه و معرفی انواع آنها خواهیم پرداخت، همراه ما باشید.

سوئیچ شبکه چیست؟

برای تبادل اطلاعات در شبکه باید تمام Nodeهای شبکه به یکدیگر متصل شوند که این کار با استفاده از دستگاه‌هایی مثل هاب، سوئیچ و روتر امکان‌پذیر است.

سوئیچ شبکه از تجهیزات فعال شبکه، عضو اصلی و مشترک در تمام شبکه‌هاست که شباهت زیادی به هاب دارد ولی از نظر عملکرد از هاب بسیار هوشمندتر است.

سوئیچ‌ها در سه گروه دسته‌بندی می‌شوند:

1. سوئیچ لایه دو
2. سوئیچ لایه سه
3. سوئیچ ماژول نرم افزاری

سوئیچ‌ها در لایه Data Link و Network مدل OSI شبکه فعالیت می‌کنند

اکثر سوئیچ‌ها در لایه 2 (لایه Data Link) مدل OSI شبکه و براساس پروتکل اترنت فعالیت می‌کنند که بسته‌های دیتا را از یک دستگاه به دستگاه دیگری در بستر شبکه منتقل می‌کنند. این عملیات براساس آدرس سخت افزاری دستگاه‌های مختلف عضو شبکه (Mac address) انجام می‌شود. اما سوئیچ‌هایی هم هستند که براساس IP address و در لایه سه مدل OSI فعالیت می‌کنند و وظیفه مسیریابی را برعهده دارند.

آخرین مدل سوئیچ هم سوئیچ‌های VMware NSX هستند که به صورت ماژول نرم افزاری در مجازی سازی کاربرد دارند.

کاربرد انواع سوئیچ شبکه

سوئیچ شبکه برای شبکه‌های LAN یا بزرگتر مثل MAN هم کاربرد دارد. سوئیچ شبکه در شبکه‌های محلی و کوچک وظیفه تامین امنیت و مدیریت اطلاعات از مبدا تا مقصد را برعهده دارد. برای آشنایی با انواع شبکه و تجهیزات اکتیو و پسیو مقاله را مطالعه کنید.

در شبکه‌های MAN از تعداد بیشتری سوئیچ استفاده می‌شود که وظیفه مدیریت ترافیک شبکه، ارسال اطلاعات به کاربر خاص و ارسال سریع اطلاعات را برعهده دارد. در شبکه‌های بزرگ روترها هم به عنوان واسط فعالیت می‌کنند.

وظایف سوئیچ در شبکه

وظیفه اصلی سوئیچ شبکه اتصال دستگاه‌های عضو شبکه به یکدیگر برای اشتراک گذاری منابع است.

سوئیچ به دلیل مجهز بودن به پردازنده و امکان بافر کردن اطلاعات، بسته‌های داده ورودی و خروجی را بافر کرده و براساس آدرس پورت مقصد، بسته داده را روی پورتی که ماشین مقصد به آن متصل است ارسال می‌کند. همچنین می‌توان روی سوئیچ تنظیماتی براساس قوانین شبکه سازمان انجام داد زیرا سوئیچ قابلیت این را دارد که در درون شبکه هوشمند و کنترل شده فعالیت کند.

کار سوئیچ شبکه

اطلاعات در شبکه به صورت Packet یا بسته داده و فریم جابجا می‌شوند، که هر فریم شامل اطلاعاتی مانند آدرس مبدا و آدرس مقصد است. سوئیچ براساس MAC Address درج شده در قسمت مقصد در فریم، پورت مقصد را شناسایی و بسته داده را به آن پورت ارسال می‌کند. MAC Address تمام دستگاه‌های عضو شبکه در جدولی به نام MAC Table ذخیره می‌شوند. سوئیچ با داشتن مک آدرس مقصد داده را به دستگاه مورد نظر ارسال می‌کند. مک آدرس هر دستگاه منحصر به فرد و مختص همان دستگاه است و تغییر نمی‌کند.

هاب و سوئیچ در شبکه برای اتصال گره‌های مختلف عضو شبکه فعالیت می‌کنند ولی برای اتصال شبکه‌های مختلف به یکدیگر باید از روتر استفاده کنید

تفاوت هاب و سوئیچ شبکه

وظیفه اصلی هاب و سوئیچ اتصال Nodeهای شبکه به یکدیگر برای اشتراک‌گذاری منابع است. اما این دو دستگاه تفاوت‌های بسیارمهمی با هم دارند. در شبکه‌ای که از هاب استفاده می‌شود داده مستقیم برای مقصد ارسال نمی‌شود و وقتی کاربری درخواست اطلاعات می‌کند هاب پاسخ را برای تمام دستگاه‌های متصل ارسال می‌کند یعنی از روش Broadcast استفاده می‌کند. استفاده از روشBroadcast  در شبکه‌های بزرگ سبب ایجاد ترافیک بالا و همچنین بروز Collision یا تصادم اطلاعات می‌شود، در نتیجه کارایی و سرعت شبکه بسیار کاهش می‌یابد. هاب گزینه مناسبی برای استفاده دائم در شبکه نیست و بیشتر برای زمانی که قصد توسعه شبکه را داشته باشید یا به دنبال جایگزین موقتی برای یک سوئیچ معیوب باشید کاربرد دارد.

سوئیچ اطلاعات را از پورت مبداء دریافت و به پورت مقصد ارسال می‌کند و از ایجاد ترافیک بالا در شبکه جلوگیری می‌کند، سوئیچ‌ها Full Duplex هستند یعنی قادرند همزمان اطلاعات را ارسال و دریافت کنند. سوئیچ پورت‌ها و پهنای باند را مدیریت می‌کند تا از تصادم اطلاعات جلوگیری کرده و عملکرد و سرعت بالاتری نسبت به هاب داشته باشد.

تفاوت سوئیچ و روتر

سوئیچ‌ها قابلیت اتصال گره‌های شبکه به یکدیگر و ایجاد شبکه را دارند ولی برای اتصال و برقراری ارتباط بین شبکه‌های محلی مختلف باید از روتر یا همان مسیریاب استفاده کرد. به بیان دیگر سوئیچ نقطه مشترک تمام دستگاه‌ها و تجهیزات یک شبکه است و روتر محل اتصال شبکه‌ها به هم است. به مثال زیر برای درک بهتر تفاوت سوئیچ و روتر توجه کنید:

در دفتر کارتان یک شبکه محلی دارید که برای اتصال بین کامپیوترها، پرینترها و لپ تاپ‌ها از یک سوئیچ استفاده می‌کنید حالا اگر بخواهید همین شبکه را به اینترنت وصل کنید نیاز به یک روتر یا مسیریاب دارید.

انواع سوئیچ شبکه

سوئیچ‌های سخت افزاری را می‌توان در پنج گروه دسته‌بندی کرد:

• سوئیچ Fixed
• سوئیچ ماژولار Modular Switches
• سوئیچ Stackable
• سوئیچ PoE
• سوئیچ فیبرنوری

سوئیچ‌های مخصوص شبکه‌های محلی به نام‌های مختلفی مثل سوئیچ LAN، LAN Switch، Ethernet Switch وData Switch شناخته می‌شوند و برای کاهش گلوگاه وCongestion  کاربرد دارد زیرا در این سوئیچ‌ها بسته اطلاعاتی فقط به گیرنده ارسال می‌شود.

پیشنهاد مطالعه: تفاوت سوئیچ های LAN و SAN

انواع سوئیچ شبکه از نظر نرم افزاری

سوئیچ‌های نرم افزاری در 5 گروه مختلف دسته‌بندی می‌شوند که در ادامه آنها را نام خواهیم برد.

• سوئیچ غیرمدیریتی Unmanaged
• سوئیچ مدیریتی Managed
• سوئیچ هوشمند یا Smart Switch
• سوئیچ لایه 3
• سوئیچ دیتاسنتر

فرق سوئیچ مدیریتی و غیرمدیریتی

سوئیچ مدیریتی یا Managed Switch توانایی کانفیگ، مدیریت و مانیتور کردن شبکه LAN را دارد، کنترل بیشتری روی داده‌ها دارد و سطح دسترسی کاربران و پورت‌های مختلف را طبق قوانین سازمان تنظیم می‌کند و در این نوع سوئیچ  مانیتورینگ و پیکربندی شبکه هم به روش‌های مختلفی قابل انجام است.

سوئیچ‌های مدیریتی برای مانیتور کردن دستگاه‌های شبکه از پروتکل‌هایی مانندSNMP  یا Simple Network Management Protocol  استفاده می‌کنند. پروتکل SNMP، قابلیت تبادل اطلاعات مدیریتی را بین دستگاه‌های شبکه فراهم می‌کند. این اطلاعات مدیریتی شامل سلامت شبکه، وضعیت دستگاه و اتصالات در شبکه، پهنای باند، وضعیت پورت و خطاهای شبکه است. با ارائه چنین اطلاعاتی می‌توان به مانیتور کردن کارایی شبکه، سرعت شبکه، عیب یابی و تعمیر شبکه بدون دسترسی فیزیکی به سوئیچ دست یافت. یعنی SNMP امکان مانیتورینگ از راه دور دستگاه‌های شبکه را فراهم می‌کند در نتیجه برای ایجاد تغییرات و یا عیب‌یابی سوئیچ، نیازی به حضور فیزیکی متخصص شبکه نیست. ریموت اکسس از طریق Command Line  و یا Web Interface امکان‌پذیر است.

سوئیچ‌های مدیریتی اینترپرایزی 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 که گاهی به اختصار به این نوع سوئیچ‌ها Managed Switch هم گفته می‌شود.

پیشنهاد مطالعه: انواع پروتکل های شبکه

کاربرد سوئیچ مدیریتی

نیاز شبکه خود را بررسی و براساس آن سوئیچ مناسبی انتخاب کنید، اگر از سرویس‌های بی سیم مانند وایرلس و یا VOIP استفاده می‌کنید یا نیاز به کنترل رفتار ترافیک در LAN دارید پس سوئیچ مدیریتی برای شبکه شما مناسب است. سوئیچ‌های مدیریتی به دلیل مجهز بودن به قابلیت‌های بیشتر قیمت بالاتری نسبت به سوئیچ‌های غیرمدیریتی دارند.

برای بررسی اینکه شبکه نیاز به سوئیچ مدیریتی دارد یا غیرمدیریتی به 5 سوال زیر پاسخ دهید:

• آیا به vlan نیاز دارید؟
• آیا باید استاندارد 1x را اجرا کنید؟
• آیا نیاز دارید که سوئیچ نقش روتر را هم داشته باشد؟
• آیا باید سوئیچ شبکه شما براساس پروتکل snmp رفتار کند؟
• آیا شبکه شما پهنای باند یک گیگابایتی دارد؟

اگر پاسختان به اکثر یا تمام سوالات مثبت بود پس باید سوئیچ مدیریتی تهیه کنید اما اگر پاسخ شما به سوالات منفی بود پس سوئیچ غیرمدیریتی برای شبکه شما مناسب است.