سوئیچ شبکه چیست؟

سوئیچ، یکی از مهم ترین تجهیزات یک شبکه کامپیوتری به حساب می آید؛ که سیستم ها را به همدیگر متصل کرده و ارتباطات بین آنها را کنترل و مدیریت می کند. سوئیچ شبکه (Network Switch) یک دستگاه شبکه‌ای است که برای اتصال و مدیریت داده‌ها در شبکه‌های کامپیوتری استفاده می‌شود. این دستگاه‌ها به‌طور گسترده در شبکه‌های محلی (LAN) و گاهی در شبکه‌های گسترده (WAN) برای مدیریت و بهینه‌سازی ارتباطات میان دستگاه‌های مختلف به کار می‌روند. در ادامه این مطلب با ما همراه باشید تا به بررسی جامع آن بپردازیم.

سوئیچ شبکه چیست؟

سوئیچ شبکه یک وسیله سخت افزاری است که در لایه پیوند داده مدل OIS نقش دارد و انتقال داده ها را مدیریت و کنترل می کند؛ به طوری که، پَکِت های داده را از یک سیستم دریافت می کند، آدرس MAC مقصد را بررسی کرده و آنها را به سیستم دیگر با پورت مناسب، ارسال می کند.

سوئیچ شبکه یک دستگاه حیاتی در شبکه‌های کامپیوتری است که برای مدیریت و هدایت داده‌ها بین دستگاه‌های مختلف در یک شبکه محلی (LAN) طراحی شده است. این دستگاه با استفاده از تکنیک‌های پیشرفته، بسته‌های داده را به‌طور هوشمندانه به مقصد صحیح ارسال می‌کند تا عملکرد شبکه بهینه شود.

سوئیچ‌ها بسته‌های داده را بر اساس آدرس‌های MAC (Media Access Control) دستگاه‌ها تحلیل می‌کنند. هر دستگاه در شبکه یک آدرس MAC منحصر به فرد دارد که سوئیچ از آن برای شناسایی و مسیریابی بسته‌ها استفاده می‌کند. وقتی یک بسته به سوئیچ وارد می‌شود، سوئیچ آدرس MAC مقصد را استخراج کرده و آن را با جدول محتوای آدرس (MAC Address Table) خود مطابقت می‌دهد. اگر آدرس مقصد در جدول موجود باشد، بسته به پورت مربوطه ارسال می‌شود؛ در غیر این صورت، بسته به تمامی پورت‌ها (به جز پورت منبع) پخش می‌شود تا مقصد بسته شناسایی شود.

با این روش، سوئیچ‌ها باعث کاهش ترافیک غیرضروری و افزایش کارایی شبکه می‌شوند، زیرا تنها بسته‌های داده لازم به مقصد خاص خود ارسال می‌شود و از پخش کردن داده‌ها به تمامی پورت‌ها جلوگیری می‌شود. این عملکرد به بهینه‌سازی سرعت و کارایی شبکه کمک می‌کند و امنیت شبکه را نیز بهبود می‌بخشد.

سوئیچ شبکه چگونه کار می کند؟

داده هایی که توسط یک سیستم در قالب “بیت ها”، با یک IP مشخص و آدرس دقیق فرستنده و گیرنده در شبکه محلی قرار گرفته اند؛ توسط سوئیچ شبکه، خوانده و رمزگشایی می شوند و با توجه به نشانی های موجود در داخل دیتا ها، داده ها از طریق پورت ها به سیستم مورد نظر ارسال می شوند.

سوئیچ‌های شبکه با پردازش داده‌ها در سطح لایه پیوند داده‌ها (Layer 2) مدل OSI، با استفاده از آدرس‌های MAC برای هدایت دقیق بسته‌های داده به مقصد نهایی عمل می‌کنند. هنگامی که یک بسته داده به سوئیچ وارد می‌شود، سوئیچ آدرس MAC منبع و مقصد را از بسته استخراج کرده و آدرس مقصد را در جدول محتوای آدرس (MAC Address Table) خود ثبت می‌کند. این جدول، که به نام جدول سوئیچینگ نیز شناخته می‌شود، نگهدارنده‌ای از دستگاه‌ها و پورت‌های متصل به سوئیچ است و به سوئیچ کمک می‌کند تا تصمیم بگیرد که بسته‌های داده را به کدام پورت ارسال کند.

پس از بروزرسانی جدول MAC، سوئیچ بررسی می‌کند که آیا آدرس مقصد در جدول موجود است یا خیر. اگر آدرس مقصد در جدول ثبت شده باشد، سوئیچ بسته را به پورت مربوطه ارسال می‌کند. در صورتی که آدرس مقصد در جدول موجود نباشد، سوئیچ اقدام به ارسال بسته به تمامی پورت‌های شبکه (به استثنای پورت منبع) می‌کند که این فرآیند به‌عنوان “پخش” (broadcast) شناخته می‌شود. به‌طور کلی، سوئیچ‌ها با استفاده از تکنیک‌های مدیریت ترافیک مانند فیلترینگ، مسیریابی و استفاده از جداول MAC، به بهینه‌سازی انتقال داده‌ها و کاهش ترافیک اضافی در شبکه کمک می‌کنند.

برای داشتن اطلاعات بیشتر در رابطه با انواع حملات سایبری کلیک کنید.

انواع سوئیج شبکه

به طور کلی، سوئیچ ها به دو دسته مدیریتی (Managed Switch) و غیر مدیریتی(Unmanaged Switch) تقسیم می شوند.

سوئیچ های غیر مدیریتی Unmanaged Switch))

سوئیچ های غیر مدیریتی، از ابتدایی ترین نوع سوئیچ ها هستند و معمولا در مکان های کوچک و شبکه های خانگی که چندان نیاز به مدیریت پیشرفته ندارند کاربرد دارد؛ راه اندازی آنها آسان بوده و نیاز به پیکربندی خاصی ندارند.

سوئیچ های مدیریتی (Managed Switch)

سوئیچ های مدیریتی را می توان متناسب با شبکه تنظیم کرد زیرا انعطاف پذیری بیشتری دارند و با استفاده از قابلیت های سوئیچ های مدیریتی، می توان ترافیک LAN را کنترل و کانال ها را اولویت بندی کرد و همچنین LAN های مجازی ایجاد کرد و پیکربندی و نظارت بر ترافیک شبکه انجام داد.

سوئیچ ماژولار

با خرید سوئیچ های معمولی (Fixed)، شما تعداد پورت محدودی را برای اتصال سیستم ها دریافت می کنید؛ اما سوئیچ ماژولار این امکان را به شما می دهد تا در صورت نیاز، بر روی آن ماژول نصب کرده و تعداد پورت های آن را ارتقا دهید.

سوئیچ های Stackable

قابلیتی در بعضی از سوئیچ های Fixed وجود دارد که این امکان را به ما می دهد که دو یا چند سوئیچ را باهم ترکیب کرده و یک سوئیچی که تعداد پورت های زیادی دارد، داشته باشیم.

سوئیچ لایه 2

بیشتر در شبکه های کوچک و متوسط مورد استفاده قرار می گیرند و در لایه پیوند داده مدل OIS فعالیت می کنند.

سوئیچ های فیبر نوری

این نوع سوئیچ ها، برای مسافت های بالای 100 متر کاربرد دارند ولی معمولا سوئیچ هایی که دارای پورت های فیبر نوری (SFP) هستند؛ چند پورت شبکه LAN نیز دارند.

سوئیچ لایه 3

این نوع سوئیچ بیشتر در شبکه های بزرگتر که در آنها مسیریابی بین شبکه ها نیاز باشد استفاده می شود و می تواند دستگاه ها را در شبکه های مختلف به یکدیگر متصل کند و در لایه شبکه از مدل OIS فعالیت دارد.

سوئیچ های PoE

PoE، مخفف “Power Over Ethernet” است؛ با این معنی که سیم اترنت، جریان الکتریکی لازم را به هر دستگاهی مهیا می سازد. و سوئیچ هایی که این قابلیت را دارند، بیشتر در VoIP و شبکه های بی سیم استفاده می شوند زیرا توانایی برق رسانی به دستگاه هایی همچون تلفن های IP و اکسس پوینت های بی سیم را دارند؛ به گونه ای که دیگر نیازی به برق کشی های جداگانه ای در شبکه نباشد.

سوئیچ، با پیکربندی ثابت

این نوع سوئیچ ها، پورت های مختلفی از نظر اتصال و سرعت دارند که معمولا سرعت پورت هایشان حداقل یک گیگابیت در ثانیه بوده و گزینه های اتصالشان یا با پورت های الکتریکی سیمی (RJ45)، و یا با پورت های فیبر نوری است.

سوئیچ لایه 4

این نوع از سوئیچ ها، بیشتر در شبکه هایی که ترکیبی از ترافیک داده های متفاوت مانند صدا، تصویر، داده و.. وجود دارند مورد استفاده قرار می گیرند و در لایه انتقال مدل OIS کار می کنند که ترافیک را بر اساس نوع برنامه یا سرویس اولویت بندی می کنند.

سوئیچ لایه 7

این نوع سوئیچ، در بالاترین لایه مدل OIS که  لایه اپلیکیشن است کار می کنند و می تواند برای بهینه سازی ترافیک در اپلیکیشن های خاص  مورد استفاده قرار بگیرد و عملکرد هایی نظیر تعادل بار، ذخیره محتوا، بارگذاری SSL و… داشته باشد که همگی عملکرد اپلیکیشن های مبتنی بر وب را بهبود می دهند.

اکسس سوئیچ

(اکسس سوئیچ Access Switch)، قابلیت برقراری ارتباط با اینترنت عمومی به صورت مستقیم را دارد که این سوئیچ ها اغلب در دفاتر، مراکز تولید محتوا، اتاق های سرور و… کاربرد دارند.

سوئیچ های لایه تجمیع

این نوع سوئیچ ها، در شبکه های سازمانی بزرگ مقیاس برای اتصال چندین سوئیچ به یکدیگر مورد استفاده قرار می گیرند و شبکه بزرگ تر ایجاد می کنند.

سوئیچ های صنعتی

این نوع سوئیچ ها، در برابر گرما، رطوبت و لرزش مقاوم هستند و برای استفاده در مکان های سخت مانند کارخانه ها و سیستم های حمل و نقل و… طراحی شده اند.

کاربرد سوئیچ شبکه

درست است که سوئیچ ها، معمولا در دیتا سنتر ها رایج بوده و برای اتصال سرور ها به یکدیگر و اینترنت استفاده می شوند، ولی در هر نوع شبکه ای، چه بزرگ و چه کوچک کاربرد دارند.

یکی از اصلی ترین کاربرد های سوئیچ در شبکه، ایجاد ارتباط موثر بین سیستم ها است؛ سوئیچ، داده ها را از دستگاه فرستنده دریافت کرده و فقط به دستگاه گیرنده ارسال می کند که این امر، تراکم ترافیک داده را در شبکه کاهش داده و عملکرد کلی شبکه را بهبود می بخشد.

از دیگر کاربرد های سوئیچ، می توان به تامین امنیت شبکه اشاره کرد زیرا از دسترسی های غیرمجاز به داده های شبکه جلوگیری کرده و علاوه بر این، برخی از سوئیچ ها، قابلیت های امنیتی پیشرفته تری مانند VLAN دارند که کنترل و مدیریت شبکه را برای مدیران آسان می کنند.

در ادامه، باید به یکی از کاربرد های متداول سوئیچ ها اشاره کرد که آن هم قابلیت استفاده از آنها در شبکه های VoIP است. VoIP، مخفف “Voice over Internet Protocol” بوده و به معنای ایجاد ارتباطات صوتی از طریق اینترنت است؛ به طوری که سوئیچ ها، تلفن های IP را به شبکه متصل می کنند و امکان ارتباط صوتی با کیفیت و امن را فراهم می سازند.

مزیت و قابلیت های سوئیچ شبکه

اصلی ترین مزیت سوئیچ، این است که تراکم شبکه را کاهش می دهد تا عملکرد کلی شبکه بهبود یابد، ولی علاوه بر آن، مقیاس پذیری و امنیت پیشرفته ای را ارائه می دهد که مدیران بتوانند منابع شبکه را کنترل کرده و از دسترسی های غیر مجاز جلوگیری کنند.

تفاوت سوئیچ شبکه و هاب

هم هاب و هم سوئیچ، برای اتصال سیستم های یک شبکه به یکدیگر کاربرد دارند؛ و تفاوت آنها فقط در نحوه انتقال داده است. هاب، پَکِت های داده را از یک سیستم دریافت کرده و آنها را به تمامی سیستم های موجود در شبکه، ارسال میکند که این باعث کند شدن شبکه و کاهش عملکرد آن می شود. ولی سوئیچ، پَکِت های داده را دریافت کرده و فقط به گیرنده یا گیرنده های مشخص شده ارسال می کند که همین امر، تراکم ترافیک داده ها را کاهش داده و عملکرد کلی شبکه را بهبود می بخشد.

تفاوت سوئیچ و روتر

برای پیدا کردن سیستم های داخل یک شبکه، از آدرس مک استفاده می شود که سوئیچ مسئول این کار است؛ ولی زمانی که ارتباطات گسترده تر می شوند و نیاز به ارتباط بین شبکه ها مطرح می شود، نوع آدرس دهی متفاوت شده و روتر مورد استفاده قرار می گیرد. به عبارت دیگر، سوئیچ برای ارتباطات داخل شبکه ای و روتر برای ارتباطات بین شبکه ای استفاده می شوند.

جمع بندی

در این مطلب، به چیستی سوئیچ، انواع، کاربرد و… پرداختیم و دانستیم که هر شرکت یا هر سازمانی، به عنوان یکی از مهم ترین ابزار های ارتباط سیستمی خود، به سوئیچ نیاز دارد زیرا امکان ارتباط با کیفیت و امن را در شبکه، فراهم می سازد. شرکت داریا، با فعالیت موثر در حوزه فروش تجهیزات امنیت شبکه، وارد کننده معتبر سوئیچ و دیگر تجهیزات امنیتی اورجینال، از بهترین برند های جهان است؛ و محصولات را با ضمانت و مناسب ترین قیمت، در اختیار مشتریان خود قرار می دهد. جهت خرید یا کسب اطلاعات بیشتر با کارشناسان ما در ارتباط باشید.