سرور HPE
سوئیچ شبکه
امروزه در هر شرکت و سازمانی شبکه‌های کامپیوتری به عناصر کلیدی تبدیل شده‌اند و این نیاز روز به روز افزایش بیشتری پیدا می‌کند. یکی از مولفه‌های کلیدی شبکه‌های کامپیوتری، سوییچ‌ها هستند که نقش شاهراه اطلاعات را بازی می‌کنند. ما در این مقاله سعی داریم شما را با قیمت سوئیچ شبکه، انواع سوییچ شبکه و چگونگی خرید سوئیچ شبکه مناسب آشنا کنیم. همچنین، کاربردهای سوییچ، مزایا و معایب آنها را مورد بررسی قرار می دهیم. با ما همراه باشید.
سوئیچ شبکه چیست؟
گره‌های مختلف موجود در یک شبکه با استفاده از یک دستگاه الکترونیکی که سوییچ نام دارد به هم متصل می‌شوند. به بیان دقیق‌تر، سوییچ شبکه (Network Switch) یک عنصر کلیدی و محوری است که ارتباط بین دستگاه‌های مختلف تحت شبکه مثل کامپیوترها، سرورها، دستگاه‌های ذخیره‌سازی و غیره را برقرار می‌کند. وظیفه اصلی سوییچ شبکه، هدایت و توزیع ترافیک شبکه بین دستگاه‌ها است. وقتی یک بسته داده (data packet) از یک دستگاه به سوییچ وارد می‌شود، سوییچ بر اساس آدرس مقصد بسته، آن را برای دستگاه مقصد ارسال می‌کند. به‌طور معمول، سوییچ‌ها قابلیت‌های متنوعی به شرح زیر در اختیار ما قرار می‌دهند.
پیکربندی و مدیریت پورت‌ها:
سوییچ‌ها مجهز به پورت‌هایی هستند که اجازه می‌دهند دستگاه‌های مختلف را از طریق کابل‌ها به آنها متصل کنیم. کارشناسان شبکه می‌توانند پورت‌های سوییچ‌ها را متناسب با نیازها پیکربندی و مدیریت کنند تا ترافیک به شکل بهینه میان کلاینت‌ها توزیع شود.
تفکیک شبکه:
سوییچ شبکه قابلیت تفکیک بخش‌های مختلف شبکه که به آنها سگمنت می‌گوییم را دارند. با استفاده از ویژگی‌های مانند شبکه محلی مجازی (VLAN) می‌توان بخش‌های مختلف شبکه را ایزوله کرده و ترافیک بین آنها را محدود کرد.
مسیریابی بر مبنای آدرس فیزیکی (MAC):
سوییچ با استفاده از آدرس فیزیکی یا به عبارت دقیق‌تر مک آدرس (MAC address) دستگاه‌ها، بسته‌ها را به مقصد صحیح هدایت می‌کند. این عمل باعث می‌شود تا بسته‌ها فقط به دستگاه مقصد برسند و امنیت شبکه بهبود یابد.
تقسیم‌بندی شبکه:
سوییچ‌های پیشرفته و مدیریتی قادر به تقسیم یک شبکه بزرگ به شبکه‌های مختلف هستند. این راهکار چند مزیت بزرگ در اختیار ما قرار می‌دهد، اول آن‌که اجازه می‌دهد کنترل دقیق‌تری بر ترافیک داشته باشیم، امنیت را به میزان قابل توجهی افزایش می‌دهد، اجازه می‌دهد پهنای باند شبکه شکل کارآمدتری مورد استفاده قرار گیرد و بتوانیم از راهکارهایی همچون زیرشبکه‌سازی به بهترین شکل استفاده کنیم.
در شرایطی که برخی از کاربران تصور می‌کنند سوییچ و هاب عملکرد یکسانی دارند، اما واقعیت این است که سوییچ‌ها پیشرفته‌تر از هاب‌ها هستند، زیرا بر خلاف هاب‌ها قابلیت پیکربندی دارند و مسیریابی را به شکل هوشمندانه انجام می‌دهند. با توجه به توضیحاتی که ارائه کردیم باید بگوییم که سوئیچ شبکه به عنوان یک نقطه اتصال مورد استفاده قرار می‌گیرد، به گونه‌ای که تمام تجهیزات شبکه موجود در شبکه اعم از کامپیوتر، پرینتر و غیره به این نقطه مشترک متصل می‌کند.
عملکرد سوییچ شبکه در یک شبکه کامپیوتری چگونه است؟
عملکرد سوییچ به زبان ساده به این صورت است که داده‌ها برای انتقال از طریق انواع سوئیچ شبکه باید به یک قالب مشخص به نام فریم تبدیل شوند. فریم‌ها همانند یک قالب هستند که داده‌هایی با اندازه مشخص را نگه‌داری می‌کنند تا فرآیند ارسال داده‌هایی با اندازه‌های بزرگتر را ساده‌تر و امکان‌پذیرتر کنند. سوییچ شبکه برای انتقال فریم‌ها در شبکه به مک آدرس هر دستگاه در شبکه احتیاج دارد. مک آدرس، شناسه‌ای است که هر دستگاه شبکه به شکل منحصر به فرد دارد. حالتی را تصور کنید که کامپیوتر شماره ۱ می‌خواهد اطلاعاتی را به کامپیوتر شماره ۲ بفرستد. در چنین شرایطی سوییچ شبکه وارد عمل شده و با استفاده از آدرس نشانی مقصدی که کامپیوتر شماره ۱ در اطلاعات درج کرده است، اطلاعات را دریافت کرده و به پورت مربوطه انتقال می‌دهد. آدرس‌های فیزیکی تمام دستگاه‌های موجود در شبکه در یک جدول که جدول مک آدرس (MAC Address Table) نام دارد، درون سوییچ نگه‌داری می‌شوند.
سوئیچ شبکه چگونه جدول مک آدرس را تشکیل می‌دهد؟
فرآیند تکمیل جدول مک آدرس به این صورت است که هنگام ارسال یک فریم از دستگاه فرستنده، یک آدرس پورت دستگاه گیرنده نیز در فریم اطلاعات موجود است. در این حالت، سوییچ، آدرس پورت را بررسی می‌کند و اگر چنین آدرسی وجود داشت اطلاعات را به همان آدرس می‌فرستد، اگر آدرس پورت موجود در فریم در جدول مک آدرس نباشد، اطلاعات را به تمام آدرس پورت‌های موجود در جدول مک آدرس ارسال می کند. در این حالت، تنها پورت مقصد اطلاعات را دریافت کرده و دیگر پورت‌ها، فریم را رها (Drop) می‌کنند. اگر تحت هر شرایطی یک دستگاه جدید با یک آدرس پورت جدید وارد شبکه شد، به مرور زمان آدرس پورت دستگاه جدید به جدول آدرس پورت‌های موجود در سوییچ نیز اضافه می‌شود.
تفاوت هاب و سوئیچ شبکه
در نگاه اول شاید همه این دستگاه‌های متصل‌کننده، شبیه هم باشند، اما بسته به محل قرارگیری آنها و استفاده ما از آنها، تفاوت‌هایی دارند و البته در ارتباط با معماری نیز تفاوت‌های قابل توجهی میان آنها وجود دارد. اصلی‌ترین و بزرگ‌ترین تفاوتی که هاب، سوئیچ و روتر دارند این است که هاب قادر به تشخیص دستگاهی که درخواست اطلاعات را ارائه داده نیست. به طور مثال، هنگامی که گره‌ای درخواست اطلاعات را می‌کند، هاب پاسخ را برای همه پورت‌هایش ارسال می‌کند و بنابراین همه گره‌ها قادر به دریافت اطلاعات هستند، اما در سوئیچ شبکه، اطلاعات ارسالی از پورت مبدا تنها به پورت مقصد ارسال می‌شود، در نتیجه ترافیک شبکه نسبت به هاب کمتر مصرف می‌شود. این نکته در شبکه‌های خانگی و کوچک تاثیر چندانی ندارد، اما در ابعاد بزرگتر، عملکرد شبکه به شدت کاهش پیدا می‌کند. همچنین، باعث بروز مشکل تصادم (Collision) می‌شود که هنگام استفاده از هاب شایع است و نرخ از دست رفتن اطلاعات را افزایش می‌دهد. این در حالی است که سوئیچ شبکه در مدیریت پورت‌ها عملکردی بهتر از هاب دارد و تصادم را به حداقل می‌رساند، زیرا هر پورت دامنه تصادم مخصوص به خود را دارد.
کاربرد هاب چیست؟
هاب برای جایگزینی موقت یک سوییچ شبکه خراب یا توسعه شبکه استفاده می‌شود و به این نکته توجه داشته باشید که هاب تنها در شبکه‌هایی که کارایی اولویت چندانی ندارد استفاده می‌شود. البته، امروزه به ندرت از هاب استفاده می‌شود، زیرا سوییچ‌های غیرمدیریتی عملکردی به مراتب بهتر از هاب دارند.