آشنایی کامل با سوئیچ شبکه و انواع آن

سوئیچ شبکه چیست؟

شبکه با وجود سخت افزارهایی مانند کابل شبکه فایروال ها، سوئیچ ها، روترها، IPS ،IDS و…. معنا پیدا می کند، به بیانی ساده تر این سخت افزارها هستند که ارتباط ما را برقرار می کنند و بسته های دیتا را از یک نقطه، به نقطه ای دیگر انتقال می دهند. در میان سخت افزارها روترها و سوئیچ ها جزو سخت افزارهایی هستند که از آنان جهت هدایت ترافیک از یک مسیر به مسیر دیگر بکار برده می شود.

سوئیچ شبکه، در واقع یک سخت افزار بسیار کوچکی است که می تواند ارتباطات ایجاد شده بین چندین دستگاه و وسیله ­ی ارتباطی در یک شبکه­ LAN  با ما را هدایت کند. این واژه معمولاً به دستگاه چند پورته‌ای گفته می‌شود که پردازش و انتقال داده را در لایهٔ دوم مدل OSI اعمال می کند.

در زمان های قبل، پیش از رایج شدن روترهای پهن باند، استفاده از دستگاه های اِترنتی ِ سوئیچی مجزا و مستقل در شبکه های خانگی، بسیار عادی بوده اما امروزه، سوئیچ های اترنتی مستقیماً و به عنوان بخشی از هسته­ ی حافظه درون روترهای پهن باند تعبیه شده اند. با این حال، هنوز هم سوئیچ های شبکه ای سطح بالا در بسیاری از مواقع مورد استفاده شرکت ها و مراکز قرار می گیرند.

سوئیچ وظیفه ای مهم و حیاتی در راه اندازی و گسترش شبکه بر عهده دارد. امروزه اکثر شبکه‌های تجاری از سوئیچ‌ها جهت اتصال کامپیوترها، دوربین‌ها، تلفن‌ها، چاپگرها، چراغ‌ها و سرورها در یک ساختمان یا هر مجموعه‌ دیگری استفاده می‌کنند. انتخاب یک سوییچ متناسب با نیاز کسب و کار در زمان حال و در نظر گرفتن شرایط ارتقا در آینده بسیار با اهمیت و تاثیر گذار است.

سوئیچ‌ها از طریق به اشتراک‌گذاری اطلاعات و تخصیص منابع، موجب صرفه‌جویی در هزینه کسب و کارهای مختلف و افزایش بهره‌ مندی کارمندان می‌گردند.

سوئیچ شبکه چگونه کار می‌کند؟

همان طور که اشاره شد سوئیچ شبکه، ابزاریست که دستگاه‌ها را در یک شبکه محلی (LAN) به یکدیگر مرتبط می‌سازد. به این شکل که دیتاهای بسته‌بندی شده را از ورودی دریافت می نماید و سپس آن‌ها را به مقصد انتقال می دهد. با این اتصال کامپیوترهای موجود در شبکه امکان ارتباط و تبادل دیتا را با هم خواهند داشت. البته باید بدانید که سوییچ‌ها صرفاً کامپیوترها را به یکدیگر وصل نمی کنند بلکه تمامیه دستگاه‌هایی که از پروتکل‌های شبکه پشتیبانی می‌کنند، می‌توانند برای کاربردهای خاص به سوییچ‌ها اتصال یابند.

حال چگونگی کارد کرد سوئیچ شبکه را مورد بررسی قرار می دهیم: کارکرد سوئیچ شبکه به این صورت است که، اطلاعات در شبکه به صورت بسته داده و فریم جا به جا می‌شوند که هر فریم شامل اطلاعاتی همچون آدرس مبدا و آدرس مقصد می باشد.

سوئیچ با توجه به مک آدرس (MAC Address) موجود در قسمت مقصد در فریم، پورت مقصد را تشخیص داده و بسته داده را به همان پورت ارسال می کند. همان طور که اطلاع داریم مک آدرس هر دستگاهی منحصر به فرد و مختص به همان دستگاه می باشد، بنابراین سوئیچ با داشتن مک آدرس مقصد، داده را به صاحب آن می‌رساند. از طرفی، این مک آدرس ها را در جدولی به نام جدول مک آدرس ذخیره می نماید.

نقش سوئیچ ها در برپا سازی شبکه های بی سیم:

سوئیچ های شبکه قادر به پشتیبانی تقریباً همه نوع دستگاه و وسیله­ ارتباطی هستند. به طوری که قادر به تأمین 4 یا 8 کانکشن برای دستگاه های اترنتی می باشند. همچنین سوئیچ های که در شرکت ها مورد استفاده قرار می گیرند، می توانند 32 تا 128 کانکشن را پشتیبانی نمایند. علاوه بر این، امکان ارتباط سازی و اتصال سوئیچ ها به یکدیگر را فراهم می سازد. این کار تحت روشی با نام daisy chaining انجام می پذیرد و به موجب آن تعداد بیشتری از دستگاه ها و وسایل ارتباطی به یک شبکه­ ی LAN افزوده می گردد.

انواع سوئیچ های شبکه

به طور کلی انواع سوئیچ و دسته‌بندی سوئیچ ها به صورت زیر است:

• سوئیچ های LAN یا سوئیچ های اترنت
• سوئیچ های هوشمند یا Smart Switch
• سوئیچ های PoE یا PoE Switch
• سوئیچ های مدیریتی یا Managed Switch
• سوئیچ های غیر مدیریتی یا Unmanaged Switch
• سوئیچ های مدیریتی انترپرایزی یا Enterprise Managed Switch

 سوئیچ LAN یا هاب

سوئیچ LAN معمولا برای شبکه‌های داخلی مورد استفاده قرار می گیرد. به عنوان مثال، اگر شما دفتر کار دارید، می توانید با این سوئیچ‌ها هر کامپیوتری را که می خواهید درون محل کارتان به هم وصل کنید. این سوئیچ‌ها دارای یک پورت USB یا پورت پرینتر هستند تا تمام سیستم‌های موجود در آن دفتر قادر باشند به پرینتر متصل شوند. سوئیچ‌های شبکه بهترین گزینه جهت کنترل ترافیک و پهنای باند محسوب می شوند، چراکه تمام سیستم‌ها از طریق جریان ترافیک به همدیگر اتصال می یابند. بدون هاب یا سوئیچ LAN این احتمال وجود دارد که کل شبکه به خاطر یک یا چند کاربر با کُندی مواجه شود.

روتر

روتر یکی از انواع سوئیچ شبکه بشمار می رود که هم با سیم و هم بدون سیم موجود است. روترها دارای یک مودم درونی هستند و استفاده از آن‌ها بسیار آسان است.روتر معمولا به اولویت‌بندی اتصالات نمی‌پردازد و سلسله مراتبی دارد که برای انواع ترافیک آزاد است. روتر بمنظور استفاده از منابع خود بیش از یک اتصال را امکان پذیر می کند.

سوئیج شبکه غیرمدیریتی

سوئیچ‌های شبکه غیرمدیریتی معمولا برای اتصال به اینترنت یا دنیای خارج کاربرد دارند. شما می‌توانید یک اتصال اینترنت را بین دو تا 50 پورت تقسیم کنید. این اتصال، در مقایسه با اتصال سوئیچ‌های مدیریتی‌تر کُندتر است و مقاومت کمتری دارد. این انشعابات را می‌توان جهت کنترل اتصالات بیشتر نیز انباشته نمود. این نوع سوئیچ برای ایستگاه‌ها و دفاتر کوچک‌تری که به ترافیک خروجی زیادی نیاز دارند مناسب است. این دستگاه‌ها از نظر عملکرد بسیار محدود هستند، زیرا برای دنبال کردن هر سیستمی که یافتن دیگر کامپیوترها یا سرور را دشوارتر می‌کند از مک آدرس استفاده می‌کند.

سوئیچ‌های مدیریتی

سرورهای مدیریتی معمولا برای مقاصد تولیدی و داده‌هایی بکار می روند که از شبکه محلی خارج می‌شوند. به عنوان مثال، اگر شما سرور یا فایل‌هایی در اختیار داشته باشید که قصد دارید در دسترس افراد و یا برای دانلود از اینترنت قرار دهید، بهترین گزینه برای شما سوئیچ‌های مدیریتی هستند. با استفاده از سوئیچ‌های مدیریتی نه تنها تمام عملکردها بهتر خواهند شد بلکه می‌توانید هر بخشی از این اتصال را از طریق یک رابط، شخصی‌سازی نمایید

شما می‌توانید پورت‌ها را برای مدیریت متفاوت ترافیک تغییر دهید و استفاده از IP را خاموش کنید. همچنین سوئیچ‌های مدیریتی قادر هستند تا از طریق یک رابط نیز مدیریت شوند. نمونه هایی از آن شامل Netgear GS316، D-Link DGS-108 و TP-Link TL-SF1005D می باشد

آیا می توان یک سوئیچ مدیریتی را به عنوان یک سوئیچ غیر مدیریتی پیکر بندی کرد؟

جواب این سوال مثبت است. به این صورت که می توان یک سوئیچ مدیریتی را به گونه ای پیکر بندی کرد که به عنوان سوئیچ غیر مدیریتی بتوان از آن استفاده نمود. برای این کار می توانید با فعال کردن سوئیچ مدیریتی در حالت open mode (یعنی ابزار تنظیمات vlan اش به صورت پیش فرض باقی می ماند و همه ی پورت ها عضوی از پیش فرض vlan هستند) بدون اینکه هیچ تنظیماتی انجام دهید، سوئیچ مدیریتی را به غیر مدیریتی تبدیل کنید.

از جمله مزایای خریدن یک سوئیچ مدیریتی این است که اگر شما بخواهید در آینده پیکر بندی را تغییر دهید، این امکان برای شما فراهم می شود و آن بخش از شبکه را که می خواهید تغییر پیدا کند توسط vlanning می توانید تغییرات را انجام دهید و از شبکه ای که نیاز دارید بهره مند شوید.

مهمترین مزایای استفاده از سوئیچ شبکه

• مدیریت کاربران شبکه
• صرفه جویی در کابل های مصرفی
• مدیریت پهنای باند مصرفی
• سرعت بسیار بالا در برقراری ارتباط میان اجزای شبکه
• انتقال تقریباً فوری دیتا بین آدرس های مبدا و مقصد
• مدیریت دسترسی کاربران به بخش های مختلف شبکه
• توسعه شبکه بدون ایجاد اختلال در سایر بخش های آن
• استفاده از تکنولوژی ارسال و دریافت داده به منظور تامین یکپارچگی بسته های دیتا
• نصب و راه اندازی آسان بدون نیاز به دانش و مهارت بسیار بالا
• فراهم نمودن تعداد زیادی پورت برای دسترسی و اتصال سریع به رایانه ها، روترهای و نیز سرورهای شبکه
• برقرارای ارتباط هوشمند بین ده ها و حتی صد ها دستگاه مختلف در شبکه
• پورت های uplink با سرعت بالا برای پشتیبانی از نیازمندیهای کابل کشی های پرسرعت

سوئیچ شبکه برای انواع کسب و کارها چه کاربرد و مزیتی دارد؟

سوئیچ‌ها و روترها اجزاء تشکیل‌دهنده ساختار ارتباطی برای همه کسب و کارها محسوب شده و امکان تبادل انواع داده‌ها، شامل متن، صوت و ویدئو را به صورت باسیم و بی‌سیم فراهم می‌کنند.

این تجهیزات اکتیو شبکه می‌توانند با افزایش بهره‌وری و تعدیل هزینه‌های کاری، موجب سودآوری بیشتری برای شرکت شما شده و در عین حال، امنیت و خدمات مشتری را افزایش می‌دهند.

چگونه سوئیچ مناسب انتخاب نماییم؟!

جهت انتخاب سوئیچ مناسب، می بایست سوئیچی را انتخاب نمایید که مطابق با سطح برق مورد نیازتان باشد. در مواقعی که اتصال به مانیتور یا دیگر دستگاه‌هایی که به PoE نیازی ندارند، صورت می‌گیرد، سوئیچ‌های فاقد PoE مقرون‌ به‌ صرفه‌تر می باشند.

تفاوت میان سوئیچ شبکه با هاب و روتر:

روترها و سوئیچ ها هر دو بر کانکشن سازی دستگاه های local متمرکز یافته اند، اما این تنها روترها هستند که از قابلیت اتصال به شبکه های خارج از محدوده (دیگر شبکه های محلی یا شبکه جهانی اینترنت) برخوردار می باشند.

هر سوئیچ شبکه به لحاظ ظاهری شبیه به هاب شبکه است. اما بر خلاف هاب، سوئیچ ها قادر به بازرسی پیغام های دریافتی و هدایت کردن آنها به سمت پورت ارتباطاتی ویژه هستند. به امکان بازرسی پیغام های دریافتی و سپس هدایت آنها، در اصطلاح packet switching اطلاق می شود.

سوئیچ ها منبع و آدرس مقصد هر یک از بسته های داده ای را مشخص می کنند و سپس داده های مربوطه را تنها صرفاً به مقاصد بخصوصی با هدف حفظ پهنای باند شبکه ارسال می نمایند. بنابراین می توان گفت که سوئیچ ها عملکرد بالاتری نسبت به هاب دارند.

کاربرد سوئیچ شبکه در صنعت مدار بسته

همانطور که می دانید سیستم مدار بسته از نظر تکنولوژی به سه نوع سیستم  تحت شبکه IP، دیجیتال و آنالوگ تقسیم می شود. در سیستم مدار بسته IP، تصاویر بین دوربین IP و NVR توسط یک قطعه سخت افزاری به نام سوئیچ شبکه تجمیع و مدیریت می شود. اما در سیستم آنالوگ و دیجیتال بستر انتقال تصویر بین دوربین آنالوگ و DVR کابل کواکسیال RG59 می باشد. در سیستم مدار بسته IP تصاویر دوربین ها توسط کابل شبکه به سوئیچ و از آنجا پس از تجمیع به NVR ارسال می شوند.

سوئیچ شبکه علاوه بر تجمیع دوربین های تحت شبکه می تواند با استفاده از قابلیت POE، تغذیه دوربین ها را نیز فراهم سازد. از این رو کاربران جهت روشن نمودن دوربین مدار بسته IP نیاز به کابل برق مجزا ندارند و قادر خستند با همان کابل شبکه دوربین را روشن کرده و تصاویر را انتقال دهند. البته زمانی اتفاق می افتد که از سوئیچ POE استفاده شود.