مقالاتنوآوری

رمزگشایی سوئیچ شبکه: راهنمای مختصری برای مبتدیان

  • سوئیچ شبکه یک جزء اساسی شبکه است که برای شبکه های کامپیوتری امروزی ضروری است.
  • وظیفه اتصال دستگاه های مختلف در یک شبکه و هدایت بیت های داده به مکان مناسب را بر عهده دارد.
  • هر نوع سوییچ  شبکه و پیکربندی آن برای محیط ها و برنامه های شبکه خاصی، در نظر گرفته شده است.

در ادامه این مقاله بیشتر به اهمیت سوییچ‌ شبکه پی خواهید برد، سوئیچ های شبکه اجزای حیاتی شبکه‌های کامپیوتری هستند. به طور خلاصه، اگر تا به حال از یک شبکه کامپیوتری استفاده کرده باشید، به احتمال زیاد داده های شما در دوره زمانی خاصی از یکی از این شبکه ها عبور کرده است.

اما سوئیچ شبکه چیست؟ چه وظایفی دارد؟ در این مقاله همچنین در مورد انواع، کاربردها و وظایف اساسی آنها صحبت خواهیم کرد. ما همچنین برخی از عوامل ضروری را در هنگام انتخاب سوئیچ شبکه برای نیازهای تجاری یا شخصی شما را نیز بررسی خواهیم کرد.

سوئیچ شبکه برای چه مواردی استفاده می شود؟

 

سوئیچ شبکه
سوییچ شبکه چیست؟

 

سوئیچ شبکه یک ابزار شبکه ای است که تجهیزات موجود در یک شبکه کامپیوتری را به یکدیگر متصل می‌کند. در واقع سوییچ یک قطعه سخت افزاری است که، دستگاه های مختلف را در یک شبکه با استفاده از سوئیچینگ بسته برای ارسال داده ها به دستگاه مناسب متصل می کند.

اگر بخواهیم مقایسه‌ای انجام بدهیم، سوئیچ شبکه مانند یک مرکز تلفن خواهد بود که تماس ها را بین مبدا و مقصد متصل و برقرار می‌کند. سوئیچ شبکه نیز بسته های داده را بین سایر دستگاه های شبکه هدایت می کند.

یک سوئیچ شبکه، که در لایه پیوند داده مدل مرجع Open Systems Interconnection (که به اختصار به آن OSI می‌گویند ) کار می کند، به بسته های داده می گوید که کجا بروند. به آدرس های هدف بسته های داده نگاه می کند و آنها را به دستگاه مناسب ارسال می کند.

سوئیچ های شبکه در خانه، در مشاغل کوچک و در شرکت های بزرگ استفاده می شود. آنها ارتباط بین دستگاه ها را آسان و ایمن می کنند تا کاربران بتوانند داده ها را سریع و ایمن ارسال کنند.

سوئیچ ها همچنین می توانند برای تقسیم یک شبکه به زیرشبکه های جداگانه برای انواع مختلف ترافیک یا ایمن سازی شبکه استفاده شوند. به عبارت دیگر، سوئیچ شبکه بخش مهمی از شبکه‌های کامپیوتری مدرن است که ارتباط دستگاه‌های تحت شبکه با یکدیگر را آسان‌تر خواهند کرد.

اتصال سیستم های باز چیست؟

مدل مفهومی اتصال سیستم های باز (OSI) در مورد چگونگی عملکرد ویژگی های ارتباطی یک کامپیوتر یا شبکه ارتباطی صحبت می‌کند.

مدل OSI شامل هفت سطح یا لایه است و هر سطح مجموعه ای از وظایف را توصیف می کند که باید برای دستگاه های تحت شبکه انجام شود تا داده ها را به طور قابل اعتماد ارسال و دریافت کنند.

هفت سطح مدل OSI به شرح زیر است:

  • لایه 1: با نام مستعار “لایه فیزیکی”، ویژگی های ملموس شبکه را تعریف می کند و الزامات الکتریکی و مکانیکی برای اتصال دهنده های شبکه و رمزگذاری و رمزگشایی سیگنال ها را مشخص می کند. این لایه شامل تجهیزات فیزیکی درگیر در انتقال داده است و جایی است که داده ها به جریان بیت تبدیل می شوند.
  • لایه 2: “لایه اتصال (یا پیوند) داده” فریم های داده را روی لایه فیزیکی ارسال می کند. مکانیسم هایی برای تشخیص و رفع خطاهای انتقال ارائه می دهد و اطمینان می دهد که داده ها بدون خطا انتقال پیدا می‌کنند. این لایه، انتقال داده ها را بین دو دستگاه در یک شبکه تسهیل می کند.
  • لایه 3: “لایه شبکه” وظیفه هدایت داده ها بین شبکه های مختلف را بر عهده دارد. بخش‌ها را به واحدهای کوچک‌تری تقسیم می‌کند که بسته‌ها در دستگاه فرستنده نامیده می‌شوند و بسته‌ها را در دستگاه گیرنده دوباره جمع می‌کند. لایه شبکه همچنین بهترین مسیر فیزیکی برای رسیدن داده ها به مقصد را پیدا می کند. که به این عملیات مسیر‌یابی گفته می‌شود.
  • لایه 4: “لایه حمل و نقل” خدمات حمل و نقل داده های سرتاسری مانند مدیریت جریان، تصحیح خطا و کنترل ازدحام را ارائه می دهد. تحویل داده های موثر و قابل اعتماد بین دستگاه ها را تضمین می کند. لایه انتقال نیز وظیفه کنترل جریان و کنترل خطا را بر عهده دارد.
  • لایه 5: “لایه جلسه” وظیفه باز و بسته کردن ارتباط بین دو دستگاه را بر عهده دارد که به عنوان جلسه شناخته می شود. جلساتی را برای تعاملات دستگاه به دستگاه ایجاد و کنترل می کند. همچنین روش هایی برای ایجاد، حفظ و قطع پیوندها و همگام سازی انتقال داده بین دستگاه ها ارائه می دهد.
  • لایه 6: دستکاری و نمایش داده ها از وظایف “لایه ارائه” است. این لایه تضمین می کند که داده ها به طور مداوم نمایش داده می شوند تا دستگاه های ارسال کننده و دریافت کننده بتوانند آن را به درستی درک کنند. لایه ارائه وظیفه ترجمه، رمزگذاری و فشرده سازی داده ها را بر عهده دارد.
  • لایه 7: AKA “لایه برنامه” تنها لایه ای است که مستقیماً با داده های کاربر تعامل دارد. پروتکل‌ها و دستکاری داده‌ها را ارائه می‌دهد که نرم‌افزارهایی مانند ایمیل، مرورگرهای وب، ورود از راه دور و اشتراک‌گذاری فایل، برای ارائه داده‌های معنی‌دار به کاربر به آن‌ها تکیه می‌کنند. علاوه بر تعامل فعال با برنامه های نرم افزاری در حال اجرا در دستگاه های شبکه، یک رابط کاربری برای دسترسی به خدمات شبکه ارائه می دهد.

به طور خلاصه:
مدل OSI یک روش استاندارد برای توصیف عملکردهای مختلف یک شبکه و تعاملات بین دستگاه ها ارائه می دهد و آن را به ابزاری ارزشمند برای طراحان و مهندسان شبکه تبدیل می کند.

سوییچ های شبکه چگونه کار می کنند؟

 

سوییچ شبکه
سوییچ شبکه چگونه کار می کند؟

 

سوئیچ های شبکه دستگاه هایی هستند که اجزای مختلف شبکه را به هم متصل کرده و ارتباط بین آنها را نیز فعال می کنند. یک سوئیچ از آدرس‌های MAC (کنترل دسترسی رسانه‌ای) برای ارسال داده‌ها بین دستگاه‌های تحت شبکه استفاده می‌کند که در لایه 2 مدل OSI قرار دارد.

برای تشخیص اینکه وقتی دستگاهی داده‌ها را به دستگاه دیگری در شبکه ارسال می‌کند، آدرس MAC هدف به کدام پورت متصل است، سوئیچ آدرس MAC منبع داده‌های ورودی را می‌خواند و جدول آدرس MAC داخلی خود را بررسی می‌کند.

در صورتی که آدرس MAC در جدول ذکر نشده باشد، سوئیچ داده ها را به همه پورت ها به غیر از پورت هایی که از آن دریافت کرده است، پخش می کند.

سوئیچ پس از شناسایی پورت مناسب برای آدرس MAC مورد نظر و به روز رسانی جدول آدرس MAC داخلی خود، داده ها را به خارج از آن پورت ارسال می کند تا آدرس MAC منبع را به پورتی که در آن دریافت شده است، پیوند دهد. در نتیجه، سوئیچ می تواند به سرعت داده ها را بین دستگاه ها(فقط مقصد مورد نظر) بدون پخش در کل شبکه، ارسال کند.

سوئیچ‌ها می‌توانند وظایف دیگری از جمله:

  • انعکاس پورت : انعکاس پورت سوئیچ را قادر می‌سازد تمام داده‌هایی را که از یک پورت عبور می‌کنند کپی کرده و آن‌ها را برای نظارت یا تجزیه و تحلیل به دیگری ارسال کند
  • اولویت کیفیت خدمات (QoS): برای تضمین دریافت پهنای باند کافی و کاهش تأخیر، یک سوئیچ می‌تواند به انواع خاصی از داده‌ها، مانند VoIP (Voice over IP) یا پخش ویدیو، اولویت بالاتری با استفاده از اولویت‌بندی QoS بدهد.
  •  برچسب‌گذاری VLAN (LAN مجازی): برچسب‌گذاری VLAN به سوئیچ اجازه می‌دهد پورت‌ها را در شبکه‌های مجازی جدا شده از یکدیگر گروه‌بندی کند. در واقع به کمک این گروه‌بندی یکسری شبکه ‌های LAN مجازی ایجاد خواهد شد که هر کدام به طور مستقل فعالیت می‌کنند.

تفاوت سوییچ شبکه با روتر

سوییچ شبکه و روتر هر دو جزو تجهیزات شبکه ای هستند که برای اتصال دستگاه ها در یک شبکه کامپیوتری استفاده می شوند. در حالی که ممکن است شباهت هایی داشته باشند، اما تفاوت های کلیدی نیز بین آنها وجود دارد.

یک سوئیچ شبکه در لایه 2 مدل OSI کار می کند و بسته های داده را به دستگاه مناسب و هدف ارسال می کند. چندین دستگاه را در یک شبکه با استفاده از سوئیچینگ بسته برای ارسال داده به دستگاه مناسب متصل می کند.

از طرف دیگر، یک روتر در لایه 3 مدل OSI کار می کند و وظیفه آن ارسال بسته های داده بین شبکه ها است. شبکه های مختلف را با استفاده از جدول مسیریابی به هم متصل می کند تا بهترین مسیر برای انتقال داده ها بین آنها را میسر سازد.

تفاوت اصلی بین سوئیچ شبکه و روتر در نحوه مدیریت بسته های داده است. یک سوئیچ بسته های داده را در یک شبکه ارسال می کند، در حالی که یک روتر بسته های داده را بین شبکه ها ارسال می کند.

تفاوت اصلی دیگر در تعداد پورت های آنهاست. روترها معمولاً پورت های کمتری نسبت به سوئیچ های شبکه دارند و برای اتصال دو یا چند شبکه استفاده می شوند. در‌حالی‌که سوئیچ های شبکه چندین دستگاه را در یک شبکه متصل می کنند، در حالی که روترها دو یا چند شبکه را به هم متصل می کنند.

به طور خلاصه، یک سوییچ شبکه برای اتصال دستگاه ها در یک شبکه استفاده می شود، در حالی که یک روتر برای اتصال شبکه ها استفاده می شود. هر دو نقش اساسی در شبکه های کامپیوتری مدرن را ایفا می کنند و با هم کار می کنند تا اطمینان حاصل شود که دستگاه ها و شبکه ها می توانند سریع و قابل اطمینان به هم متصل شوند.

انواع مختلف سوئیچ های شبکه چیست؟

چندین نوع مختلف سوئیچ شبکه وجود دارد که هر کدام برای محیط‌ها و برنامه‌های شبکه خاصی طراحی شده‌اند. برخی از رایج ترین انواع سوئیچ های شبکه عبارتند از:

  • سوئیچ مدیریت نشده: سوئیچ مدیریت نشده یک سوئیچ اساسی است که نیازی به پیکربندی ندارد. معمولاً در شبکه های کوچک استفاده می شود و راه اندازی و استفاده از آن آسان است.
  • سوئیچ مدیریت شده: سوئیچ مدیریت شده، سوئیچی است که به گزینه های پیکربندی پیشرفته مانند شبکه های محلی مجازی (VLAN)، تنظیمات کیفیت خدمات (QoS) و انعکاس پورت اجازه می دهد. معمولاً در شبکه های بزرگتر که کنترل بیشتری بر ترافیک شبکه مورد نیاز است استفاده می شود.
  • سوئیچ اترنت گیگابیتی: سوئیچ اترنت گیگابیتی، سوئیچی است که از سرعت اترنت گیگابیتی (1 گیگابیت در ثانیه) پشتیبانی می کند. معمولاً در شبکه هایی استفاده می شود که به انتقال داده با سرعت بالا نیاز دارند، مانند پخش ویدئو یا انتقال فایل های بزرگ.
  • سوئیچ برق از طریق اترنت (PoE): سوئیچ PoE سوئیچی است که برق دستگاه های دارای قابلیت PoE مانند دوربین های IP و تلفن های VoIP را از طریق کابل های اترنت تامین می کند. نیاز به منبع تغذیه جداگانه برای این دستگاه ها را بی نیاز می کند.
  • سوئیچ قابل انباشته شدن: سوئیچ قابل انباشته شدن سوئیچی است که می تواند با سوییچ های دیگر انباشته شود تا یک شبکه واحد و با کارایی بالا ایجاد شود. معمولاً در شبکه های بزرگ که در آن دسترسی و مقیاس پذیری بالا مورد نیاز است، استفاده می شود.
  • سوئیچ لایه 3: سوئیچ لایه 3، سوئیچی است که می تواند عملکردهای مسیریابی را در لایه شبکه انجام دهد. معمولاً در شبکه هایی استفاده می شود که هم به قابلیت سوئیچینگ و هم به قابلیت مسیریابی نیاز دارند.

به طور کلی، انتخاب سوئیچ شبکه به نیازهای شبکه خاص سازمان یا فرد و همچنین اندازه و پیچیدگی شبکه بستگی دارد.

آیا به روتر یا سوییچ نیاز دارم؟

بسته به نیازهای شبکه خاص سازمان یا نیازهای شما، ممکن است به سوئیچ یا روتر نیاز داشته باشید.

یک روتر معمولاً برای پیوند دادن چندین شبکه، مانند اتصال شبکه محلی خود به اینترنت، ضروری است. روتر همچنین می تواند ویژگی‌های امنیتی مانند فایروال را برای محافظت از شبکه شما در برابر خطرات خارجی ارائه دهد.

از سوی دیگر، یک سوئیچ اغلب برای اتصال چندین دستگاه به یکدیگر در یک شبکه استفاده می شود. اگر شبکه شما فقط چند دستگاه داشته باشد و بتواند آنها را مستقیماً به روتر خود وصل کند، ممکن است نیازی به سوئیچ نداشته باشید.

با این حال، یک سوئیچ می تواند کارایی را با گسترش شبکه شما افزایش دهد که می‌توانید دستگاه های بیشتری را با تسهیل انتقال داده موثرتر بین دستگاه ها اضافه کنید.

اگر یک شبکه خانگی کوچک با چند دستگاه دارید، یک روتر با قابلیت سوئیچ داخلی ممکن است کافی باشد.

با این حال، اگر شبکه شما بزرگتر است یا به ویژگی های شبکه پیچیده تری نیاز دارید، ممکن است لازم باشد هم برای روتر و هم برای سوئیچ هزینه کنید. قبل از انتخاب بین روتر، سوئیچ یا هر دو، ارزیابی کامل نیازها و نیازهای شبکه شما بسیار مهم است.

جمع بندی و نتیجه گیری

به طور خلاصه، سوئیچ شبکه یک بخش اساسی از شبکه های کامپیوتری امروزی است که دستگاه‌ها را قادر می سازد به طور موثر و ایمن با یکدیگر تعامل داشته باشند. سازمان ها و افراد می توانند با دانستن انواع و پیکربندی های مختلف سوئیچ های شبکه، بهترین کنترل را برای نیازهای شبکه خود در نظر بگیرند.

انتخاب سوئیچ شبکه مناسب برای اطمینان از عملکرد آن در شبکه بسیار مهم است، چه راه اندازی یک شبکه خانگی کوچک یا یک شبکه تجاری بزرگ.

در این مقاله شما یک نمای کلی مفید از سوئیچ های شبکه پیدا کردید که شما را قادر می‌سازد، بهترین و مناسب‌ترین سوییچ را برای شبکه خودتان انتخاب کنید.

خوش حال می‌شویم نظرتان را با ما به اشتراک بگذارید و اگر تجربه‌ای در زمینه انتخاب سوییچ های شبکه دارید ، آن را در قسمت کامنت‌های همین مقاله منتشر بکنید.

منبع
interestingengineering

نوشته های مشابه

1 دیدگاه

  1. سلام
    اطلاعات مختصر و مفید و در عین حال کامل در مورد سوییچ شبکه ارائه دادید. ممنون بابات این مقاله

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا