سوئیچ چیست؟

وقتی نام سوئیچ را می‌شنویم احتمالا مفاهیم مختلفی از آن در ذهن ما تداعی می‌شود. مثلا سوئیچ به عنوان بخشی از مدار که وظیفه کنترل جریان الکتریکی را بر عهده دارد یا یک اهرم که وظیفه روشن و خاموش کردن سیستمی را انجام می‌دهد. اما آنچه ما در این عنوان قصد معرفی آن را داریم، سوئیچ شبکه است. هدف ما آشنایی با کارکرد سوئیچ و همچنین علت استفاده از آن در شبکه است. با ما همراه باشید.

سوئیچ در شبکه چیست؟

سوئیچ شبکه تجهیزاتی است که به دو یا چند دستگاه مانند کامپیوتر اجازه می‌دهد تا با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. اتصال چندین دستگاه به یکدیگر یک شبکه ارتباطی ایجاد می‌کند. محاسبات، چاپ، ذخیره فایل، دسترسی به اینترنت و سایر منابع را می‌توان توسط سوئیچ در سراسر شبکه به اشتراک گذاشت. این ابزارها دستگاه‌ها را در یک شبکه به هم متصل و از سوئیچینگ بسته برای ارسال یا دریافت بسته‌های داده از طریق شبکه استفاده می‌کنند.

یک سوئیچ پورت‌های زیادی دارد که رایانه‌ها به آنها وصل می‌شوند. وقتی یک فریم داده به هر پورت سوئیچ شبکه می‌رسد، آدرس مقصد را بررسی می‌کند، بررسی‌های لازم را انجام می‌دهد و فریم را به دستگاه یا دستگاه‌های مربوطه می فرستد. فناوری سوئیچینگ پایه ده‌ها سال است که وجود داشته و یکی از اجزای اساسی همه شبکه‌های فناوری اطلاعات مدرن از جمله اینترنت است. بنابراین می‌توان به نقش و اهمیت سوییچ در شبکه پی برد.

هدف استفاده از سوئیچ در شبکه چیست؟

برای آن که درک بهتری از عملکرد سوئیچ در شبکه داشته باشید، در این قسمت به معرفی وظایفی که یک سوئیچ می‌تواند در شبکه انجام دهد، می‌پردازیم.

1. اتصال چند نود: به هر یک از دستگاه های موجود در شبکه یک نود (Node) گفته می شود. به طور معمول، یک سوئیچ دارای تعداد زیادی پورت برای اتصالات کابلی است که برای اتصال سیستم ‌‌‌‌‌ها به سوئیچ استفاده می شود.
2. مدیریت ترافیک: یک سوئیچ در شبکه می‌تواند ترافیک ورودی یا خروجی از شبکه را مدیریت کند و همچنین دستگاه‌هایی مانند رایانه‌ها و اکسس پوینت‌ها را به راحتی به هم متصل کند.

همه موارد عنوان شده، نقش‌هایی است که وجود یک سوییچ در شبکه می‌تواند آنها را برای ما انجام دهد. چنانچه از شبکه‌های بزرگ و پیچیده استفاده می‌کنید، استفاده از سوییچ می‌تواند به شما در پیشبرد هدفتان کمک کند.

نحوه عملکرد سوئیچ به چه شکل است؟

روشی که سوئیچ در شبکه برای ارتباطات بین دستگاهی از آن استفاده می‌کند، این است که تمام سیستم‌های متصل، از جمله خود سوئیچ، از مجموعه استانداردی از پروتکل‌های ارتباطی پیروی می‌کنند. این استانداردها توسط سازمان‌های استاندارد بین المللی مانند موسسه مهندسین برق و الکترونیک (IEEE) و گروه ویژه مهندسی اینترنت (IETF) تعریف می‌شوند.

هنگامی که منبع می‌خواهد بسته داده را به مقصد ارسال کند، ابتدا بسته وارد سوئیچ شده و سوئیچ با خواندن دستور خود و آدرس MAC، مقصد را پیدا می‌کند؛ سپس بسته را از طریق پورت‌هایی که به مقصد می‌رسد ارسال می‌کند. سوئیچ یک ارتباط موقت بین منبع و مقصد برقرار می‌کند و پس از انجام عملیات، اتصال را قطع می‌کند. تکنیک‌های سوئیچینگ را میتوان در سه دسته طبقه‌بندی کرد که از آنها برای تصمیم‌گیری در مورد بهترین مسیر برای انتقال داده‌ها بین منبع و مقصد استفاده می شود. این سه دسته شامل سوئیچینگ مدار، تعویض پیام و سوئیچینگ بسته هستند.

معرفی انواع سوئیچ

سوئیچ‌ها را میتوان برحسب نوع عملکرد در چهار دسته طبقه‌بندی کرد. در زیر به معرفی هر یک از این دسته‌ها و تفاوت‌های آنها خواهیم پرداخت.

1. سوئیچ مدیریت نشده (Unmanaged Switch): این دسته از سوئیچ‌ها جز ارزان‌ترین و رایج‌ترین سوئیچ‌هایی هستند که در مشاغل خانگی و کسب و کارهای کوچک مورد استفاده قرار می‌گیرند. از آنجایی که این نوع، نیاز به پیکربندی یا نظارت خاصی ندارند، به آنها مدیریت نشده می‌گویند. این نمونه‌ها را می‌توان به سادگی با اتصال به شبکه راه اندازی و پس از آن فوراً شروع به کار کرد. نکته مثبت در مورد سوئیچ‌های مدیریت نشده این است که هنگامی که نیاز به اضافه شدن دستگاه‌های بیشتری وجود داشته باشد، سوئیچ‌های بیشتری به سادگی با روش plug and play به آن اضافه می‌شوند.
2. سوئیچ مدیریت شده (Managed Switch): این سوئیچ‌ها بر خلاف نوع قبل معمولا پرهزینه‌ و گران‌قیمت هستند و در سازمان‌هایی با شبکه‌های بزرگ و پیچیده استفاده می‌شوند، زیرا می‌توان آن‌ها را برای افزایش عملکرد یک سوییچ استاندارد سفارشی کرد. از ویژگی‌های مثبت این نوع می‌توان به سطوح امنیتی بالاتر، کنترل دقیق‌تر و مدیریت کامل شبکه اشاره کرد.
3. سوئیچ LAN: سوئیچ‌های شبکه محلی یا اصطلاحا LAN دستگاه‌ها را در شبکه داخلی یک سازمان متصل می‌کنند. به این نوع سوییچ‌ها اترنت یا سوئیچ‌های داده نیز گفته می‌شود. سوئیچ‌های LAN به ویژه در کاهش تراکم یا تنگناهای شبکه مفید هستند. آنها پهنای باند را به گونه‌ای تخصیص می‌دهند که هیچ همپوشانی بین بسته‌های داده در یک شبکه وجود نداشته باشد.
4. سوئیچ PoE: فناوری PoE داده‌ها و انتقال نیرو را از طریق یک کابل ترکیب می‌کند تا دستگاه‌های متصل به آن بتوانند هم برق و هم داده‌ها را از یک خط مشترک دریافت کنند. سوئیچ‌های PoE انعطاف پذیری بیشتری را نسبت به سایر انواع سوئیچ ارائه می‌دهند و اتصالات کابل کشی را ساده می‌کنند.

مزایای استفاده از سوئیچ‌ها در شبکه

همانطور که اشاره کردیم، استفاده از سوئیچ‌ها در شبکه مزیت‌های زیادی دارد که می‌تواند کار شرکت ما را راحت‌تر کند. بسته به نوع نیاز و حجم کار می‌توانیم سوئیچ مد نظر خود را برای شبکه تهیه کنیم. اما به طور کلی می‌توان مزیت‌های استفاده از سوییچ در شبکه را بدون توجه به نوع آن در چند دسته طبقه‌بندی کرد. اولین مزیت استفاده از این ابزارها در شبکه این است که با تقسیم کردن شبکه به زیر شبکه‌های کوچک‌تر از بارگذاری بیش از حد ترافیک در شبکه جلوگیری می‌کند.

سوییچ‌ها علاوه بر اتصال به دستگاه‌های انتهایی مانند رایانه‌های شخصی و چاپگرها، ممکن است در مسیر خود به سوییچ‌ها، روترها و فایروال‌های دیگری متصل شوند که همگی می‌توانند امکان اتصال به دستگاه‌های اضافی را فراهم کنند. سوئیچ‌های شبکه همچنین می‌توانند از شبکه‌های مجازی پشتیبانی کنند و به شبکه‌های بزرگی از دستگاه‌های به هم پیوسته اجازه ‌دهند تا با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. مجموعه این مزیت‌ها باعث شده است تا بسیاری از کسب و کارها برای ایجاد اتصال در شبکه‌های خود از سوییچ استفاده کنند.

تفاوت سوئیچ و روتر در شبکه

شاید از خود بپرسید که تفاوت بین سوییچ و روتر در شبکه و لزوم استفاده از سوئیچ چیست؟ در این خصوص باید عنوان کرد که برخلاف روتر، سوئیچ فقط داده‌ها را به دستگاهی که برای آن در نظر گرفته شده است ارسال می‌کند اما روتر کار مسیریابی را در شبکه انجام می دهد. سوییچ‌های پیشرفته امروزی از شبکه‌های مجازی پشتیبانی می‌کنند و می‌توانند بسته‌ها را بین شبکه‌های محلی مجازی و فیزیکی مختلف هدایت کنند. این بدان معناست که سوییچ‌های امروزی می‌توانند بسته‌ها را بر اساس آدرس‌های لایه ۲ و لایه ۳ هدایت کنند و عملکردی شبیه به روترها هم داشته باشند.

منظور از سوئیچ‌های لایه 2 و لایه 3 چیست؟

یکی از مباحث مهمی که در مورد سوییچ‌ها مورد بحث قرار می‌گیرد این است که سوئیچ‌های شبکه می‌توانند در لایه ۲ شبکه یعنی لایه پیوند داده یا لایه ۳ یعنی لایه شبکه کار کنند. انواع لایه ۲، داده‌ها را بر اساس آدرس MAC مقصد سوئیچ می‌کند، در حالی که سوئیچ‌های لایه ۳ داده‌ها را بر اساس آدرس IP مقصد ارسال می کنند. با این وجود، اکثر سوییچ‌هایی که از آن استفاده می‌کنیم، سوئیچ‌های لایه 2 هستند. این نوع اغلب با استفاده از کابل‌های اترنت به دستگاه‌های موجود در شبکه خود متصل می‌شوند.

نتیجه‌گیری

هدف از عنوان تمامی مطالب این مقاله آشنایی شما با سوئیچ و کاربرد آن در شبکه و لزوم استفاده از آن در اتصال دستگاه‌های مختلف به یکدیگر بود. تشخیص این که چه نوع سوئیچی برای پیشبرد هدف شما مناسب است، باید با مشورت متخصصین این حوزه انجام شود. متخصص شبکه بر حسب تعداد دستگاه‌ها و همچنین میزان بودجه شما تصمیم می‌گیرد که چه نوع سوئیچی برای شما مناسب است. همان طور که عنوان کردیم سوئیچ علاوه بر اتصال دستگاه‌های تحت شبکه، نقش مهمی در مدیریت ترافیک دارد؛ بنابراین دقت در انتخاب نوع آن از اهمیت ویژهای برخوردار است.

منابع:

https://www.nytimes.com/wirecutter/blog//

https://us.hitrontech.com/learn/the-difference-between-a-modem-and-a-router/