سوئیچ چیست و انواع آن کدام است
یکی از مهم ترین ابزار های مورداستفاده در کار شبکه، سوئیچ ها هستند.
سوئیچ چیست؟
به جهت اتصال نود ها در بستر شبکه، دستگاه هایی مثل سوئیچ، هاب و یا روتر مورد استفاده کاربران قرار می گیرد. با کمک این اتصال می توان داده ها را بین دستگاه های متصل به آن در شبکه منتقل کرد.
سوئیچ از جمله تجهیزات اکتیو شبکه محسوب می شود. سوئیچ را می توان شبیه هاب دانست اما با هوشمندی بیشتر. سوئیچ ها در لایه 2 یا data Link و با پروتکل اترنت کارایی دارند و وظیفه انتقال اطلاعات و دیتا را از یک دستگاه به دستگاه دیگر با استفاده از بستر شبکه، بر عهده دارند.
همانطور که گفته شد سوئیچ ها اغلب در لایه 2 کار می کنند اما برخی از سوئیچ ها نیز هستند که وظایف خود را در لایه سوم به انجام می رسانند که در ادامه به آن ها اشاره خواهیم کرد. بعضی دیگر از سوئیچ ها نیز به کمک ماژول های مورد نظر در تکنولوژی هایی همچون Vmware NSX کاربرد دارند. اما سوئیچ های شبکه که در لایه دوم فعالیت دارند، با پورت های اترنت و الزامات تمام شبکه کار می کنند.
کار سوئیچ
اطلاعات موجود در شبکه به شکل بسته های اطلاعاتی منتقل می شوند و هر کدام از این فریم و بسته ها شامل نشانی مبدا و نشانی مقصد هستند. سوئیچ با کمک مک آدرس موجود در مقصد، پورت مقصد را شناسایی و بسته اطلاعات را به آن منتقل می کند. مک آدرس در هر دستگاهی منحصر به خود آن است به همین دلیل امکان خطای سوئیچ در انتقال داده پایین تر بوده و دقت عمل سوئیچ را بالا می برد. سوئیچ مک آدرس ها را در جدول مک آدرس ذخیره و از آن ها استفاده می کند.
تفاوت سوئیچ با هاب
شاید بتوان در یک نگاه سطحی این دستگاه ها را شبیه به هم دانست اما باید توجه داشته باشید که بنابر محل قرارگیری و شیوه استفاده از این دستگاه ها، تفاوت هایی حتی از نظر تکنولوژی استفاده شده در این دستگاه ها، وجود دارد.
تفاوت هاب با سوئیچ را می توان این عنوان کرد که هاب قدرت تشخیص دستگاه ارسال کننده داده ها را نداشته و داده ها را به تمامی پورت های مقصد منتقل می کند. در حالی که سوئیچ داده های مبدا را به پورت مقصد منتقل کرده و با این کار ترافیک شبکه را نسبت به هاب به طرز چشمگیری کاهش می دهد. استفاده از هاب در شبکه های بزرگ و گسترده، می تواند عامل کاهش کارایی شبکه باشد. در مدیریت پهنای باند می توان سوئیچ ها را بر هاب ارجعیت داد.
یکی دیگر از تفاوت های هاب با سوئیچ را می توان بروز collision در هاب دانست که این مشکل در سوئیچ های مدیریتی به دلیل مدیریت پورت ها در دریافت اطلاعات، رخ نمی دهد.
در نهایت می توان گفت، هاب صرفا یک جایگزین موقت برای سوئیچ های خراب و همچنین در شبکه هایی که اولویت کمتری دارند، مورد استفاده قرار می گیرد.
تفاوت روتر و سوئیچ
همانطور که می دانید سوئیچ ها توانایی ایجاد شبکه دارند در حالی که برای برقراری ارتباط بین شبکه های موجود، باید از یک روتر استفاده کرد. نتیجه می گیریم سوئیچ ها نقاط اشتراک بین دستگاه ها و روتر به عنوان مسیریاب برای انتقال داده ها از مبدا به مقصد در شبکه می باشند. شاید برای اتصال لپ تاپ یا سیستم کامپیوتر خود به شبکه نیازمند سوئیچ یا هاب باشید اما برای اتصال این شبکه به اینترنت باید حتما از یک روتر کمک بگیرید.
انواع سوئیچ
1-سوئیچ fixed
محبوب ترین نوع سوئیچ شبکه در بازار را می توان سوئیچ fixed دانست. این سوئیچ دارای پورت های ثابت است. (8 ، 16 ، 24 پورت و …). سوئیچ های fixed را می توان هم به صورت مدیریتی و هم به صورت غیر مدیریتی استفاده کرد. این سوئیچ برای تمامی شبکه های کوچک، متوسط و بزرگی همچون منازل، شرکت های متوسط و شبکه های بزرگ قابل استفاده است. حداقل سرعت پورت های این سوئیچ 1Gps است و با اتصال RJ45 و یا فیبر نوری کار می کند. اگر چندین سوئیچ fixed دارید می توانید با استفاده کابل cat6 یا فیبر نوری آن ها را به هم متصل و پورت ترانک را بینشان ایجاد کنید. این سوئیچ ها از نظر قیمت، گران قیمت بوده و اغلب برای سازمان های بزرگ و شبکه های آن ها به کار می رود.
2-سوئیچ ماژولار
سوئیچ های ماژولار همانطور که از نامشان پیداست با اضافه کردن ماژول روی کیس قابلیت ارتقا پیدا می کنند. این بدان معناست که این سوئیچ قابلیت اضافه شدن پورت های بیشتری را داشته و در واقع کارایی بیشتری برای کاربران خود دارد. این سوئیچ را می توان در شبکه های بزرگ مثل سازمان ها و شرکت های بزرگ مورد استفاده قرار داد. این سوئیچ در یک کیس بزرگ قرار گرفته و با افزودن ماژول، می توان پورت و کابر اضافه هم به آن افزود. سوئیچ های ماژولار دارای چند فن خنک کننده هستند. این مدل از سوئیچ های ماژولار را می توان از نظر قیمت، جایگزین خوبی برای سوئیچ های fixed دانست.
3-سوئیچ Stackable
سوئیچ Stackable را ترکیبی از دو سوئیچ fixed و ماژولار می دانند. به این صورت که برخی از سوئیچ های fixed می توانند با دیگر سوئیچ هایی که با هم هم مدل هستند، ترکیب شده و با کابل مخصوص خود از قسمت پشتی سوئیچ ها به هم متصل و شروع به کار می کنند انگار یک سوئیچ با پورت های زیاد در شبکه موجود است.
برخی کاربران به دلیل عدم تمایل به استفاده از سوئیچ های ماژولار، از سوئیچ های Stackable استفاده می کنند و با توجه به نیاز شبکه، آن ها را با کمک ماژول توسعه داده و از آن ها استفاده می کنند.
4-سوئیچ POE
پیش از توضیح سوئیچ POE، بیاید به خود کلمه POE نگاهی بیاندازیم.
POE مخفف Power Over Ethernet می باشد که به زبان ساده تر یعنی “تکنولوژی انتقال انرژی الکترونیکی از راه کابل شبکه”.
سوئیچPOE هم بر مبنای POE کار می کند که می توان آن را یکی از نمونه های سوئیچ دانست که برق و همچنین داده ها را از طریق کابل شبکه منتقل می کند. به این صورت که اطلاعات به طور موازی یا از طریق برق به گیرنده می رسند. یکی از مهم ترین ویژگی های سوئیچ POE را می توان انعطاف پذیری آن تلقی کرد.
5-سوئیچ فیبرنوری
اکثر سوئیچ های شبکه با پورت RJ45 و کابل های CAT5 و CAT6 و CAT7 مورد استفاده قرار می گیرند. در صورتی که می خواهید سوئیچ ها را با فاصله زیاد از هم وصل کنید به طوری که کابل اترنت پاسخگوی فاصله بین دو سوئیچ نیست، باید کابل فیبرنوری را جایگزین آن کنید. سوئیچ های فیبرنوری، پورت فیبر نوری دارند که ترکیبی از پورت هایی همچون RJ45 و فیبرنوری هستند. پورت فیبرنوری برای متصل کردن سوئیچ هایی به کار می رود که فاصله ای در حد یک واحد یا حتی چندین کیلومتر دارند.
6-سوئیچ غیرمدیریتی
سوئیچ غیرمدیریتی یا به اصطلاح Unmanaged switch اکثرا در شبکه های کوچک مورد استفاده قرار می گیرد. دلیل آن هم این است که چون بعد از نصب، بلافاصله کار خود را آغاز می کند که در واقع به آن Plug and Play می گویند. با سوئیچ مدیریتی می توان دستگاه هایی همچون کامپیوتر و یا پرینتر را به روتر و یا wifi را به راحتی به هم وصل نمود. این مدل از سوئیچ ها صرفا به یک کابل برای برقراری ارتباط نیاز دارند و همچنین اجازه هیچ تغییری را در پیکربندی خود به کاربران نمی دهند. این سوئیچ ها فقط با دستگاه های VLAN به یکدیگر متصل می شوند و امکان اتصال لایه 2 را امکان پذیر می کنند. سوئیچ غیرمدیریتی امکان اتصال خودکار دستگاه های اترنت با سایر دستگاه ها را فراهم می کند.
7-سوئیچ مدیریتی
سوئیچ مدیریتی یا به اصطلاح Managed switch در مقایسه با سوئیچ های غیرمدیریتی روی ترافیک های LAN کنترل بیشتری دارند. همه سوئیچ ها جدول مک آدرس دارند و گاهی کاربر می خواهد نحوه کار سوئیچ روی این جدول را تعیین کند که این کار نیازمند سوئیچ مدیریتی است که قابلیت مدیریت را برای کاربر فراهم کند.
سوئیچ های مدیریتی دارای ویژگی Quality of Service هستند که به معنی اولویت دادن به ترافیک های مهم تر است. سوئیچ های مدیریتی ترافیک های مهم تر را تشخیص داده و آن ها را در اولویت قرار می دهند.
سوئیچ های مدیریتی دارای پورت های مانیتورینگ هستند که به کمک آن ها می توان خطا و مشکل های رخ داده را تشخیص و در جهت رفع آن ها برآمد. این پورت با کپی برداری از ترافیک شبکه، و ارسال آن به یکی از پورت ها، کمک به تحلیل آن ها در شبکه می کند. مزیت این ویژگی را می توان عیب یابی دستگاه بدون از دسترس خارج کردن سوئیچ و شبکه تلقی کرد.
8-اسمارت سوئیچ یا سوئیچ هوشمند
سوئیچ هوشمند یا smart switch با قابلیت هایی شبیه به سوئیچ های مدیریتی و غیرمدیریتی روانه بازار شده است. این سوئیچ ها قابلیت های اولیه سوئیچ های مدیریتی را داشته و بعضی از سطوح امنیتی را پشتیبانی می کنند اما در مقایسه با سوئیچ های مدیریتی، قابلیت و امکان مدیریتی پذیری محدودی به کاربر می دهند. سوئیچ های هوشمند قابلیت هایی مثل VLAN و SNMP را در خود دارند.
9-سوئیچ لایه 3
اغلب سوئیچ های مورد استفاده در لایه دوم یعنی لایه Data Network کار می کنند و وظیفه انتقال داده ها از یک پورت به پورت دیگری را بر عهده دارند. در حالی که سوئیچ های پیشرفته ای هم هست که بسته های IP را مثل روتر مسیریابی می کنند. به این سوئیچ ها، سوئیچ های لایه 3 می گویند زیرا در لایه سوم فعال بوده و ادغامی از لایه 2 و 3 می باشند.
نرم افزار این سوئیچ ها از سوئیچ های لایه 2 پیشرفته تر بوده و می توانند پروتکل های همچون OSPF را برای مسیریابی مورد استفاده قرار دهند.
10-سوئیچ دیتاسنتری
سوئیچ های دیتاسنتری با ویژگی های منحصر به فردی که دارند می توانند کارایی، سرعت به شدت بالا، پورت های بیشتر، امنیت و … را برای کاربران به ارمغان آورند.
از بهترین نمونه های این سوئیچ ها می توان سوئیچ های Nexus سیسکو را نام برد. به کمک این سوئیچ ها می توان به راحتی مجازی سازی را به انجام رساند.