سوئیچ شبکه چیست؟ + معرفی انواع و کاربرد

مقالاتی که بهتر است پیش از مطالعه‌ی این مقاله بخوانید:

سوئیچ شبکه یکی از مهم‌ترین تجهیزات در راه‌اندازی یک شبکه داده به حساب می‌آید. شبکه داده بستری است که به واسطه آن تجهیزات تحت شبکه که دارای پورت LAN هستند با هم مرتبط می‌شوند. سوئیچ شبکه دستگاهی با تعدادی مشخص پورت LAN است. معمولا شبکه داده از دو بخش تجهیزات پسیو مانند کابل‌ها و کانکتورها و … و تجهیزات اکتیو مانند سوئیچ‌ها، روترها و سرورها و … تشکیل شده است.

تجهیزات دیگر با اتصال به این پورت‌ها و البته با پیکره‌بندی درست کارت شبکه‌هایشان قادر خواهند بود تحت شبکه داده با هم ارتباط بگیرند. تجهیزات تحت شبکه در دو لایه آدرس سخت افزاری (لایه دو شبکه) و لایه آدرس آی پی با هم ارتباط می‌گیرند. سوئیچ شبکه تجهیزات را در لایه دو شبکه یعنی با استفاده از آدرس سخت افزاری یا مک آدرس آنها به هم ارتباط می‌دهد.

مک آدرس، آدرس سخت افزاری و یکتایی است که هر یک از سخت افزارهایی که به شبکه متصل می‌شوند باید داشته باشند. از اینرو می‌توان گفت یکی از پرکاربردترین و اساسی‌ترین وسیله‌ای که در شبکه‌های کامپیوتری مورد استفاده قرار می‌گیرد سوئیچ شبکه است.

نحوه ارتباط فیزیکی در یک شبکه داده به این شکل است که همه تجهیزات با استفاده از کابل شبکه به یک یا چند سوئیچ وصل می‌شوند. لازم به ذکر است که در صورتی که از چند سوئیچ برای ارتباط تجهیزات در شبکه استفاده می‌‌کنیم نحوه ارتباط سوئیچ‌ها با هم نیز دارای استانداردهایی است. این استانداردها در نحوه اتصال سوئیچ شبکه با هم را توپولوژی‌های شبکه می‌گویند.

1.بسته‌های داده در شبکه

در این قسمت از مقاله قبل از بررسی ساختار و عملکرد سوئیچ شبکه بهتر است با مفهوم بسته‌ی داده آشنا شویم:

اطلاعات در یک سیستم دیجیتال از صفر و یک تشکیل شده است. به عبارتی داده‌های دیجیتال از اعداد بر مبنای دو تشکیل شده است. عدد بر مبنای دو یعنی این که اعداد موجود در این مجموعه دو عدد صفر و یک است. برای فهم بهتر مبنای عدد، اعداد بر مبنای ده مجموعه اعدادی هستند که از یک گروه ده تایی یعنی عدد صفر تا 9 تشکیل شده‌اند.

در سیستم دیجیتال به هر یک از این صفر و یک ها یک بیت داده می‌گویند. حال با در کنار هم قرار گرفتن این بیت‌ها، داده‌های معنی‌دار ما تشکیل می‌شوند.

برای درک بهتر سوئیچ شبکه بهتر است به نحوه عملکردش در یک سیستم ارتباطی توجه کنیم که در ادامه مقاله نحوه عملکرد سوئیچ شبکه را بررسی شده است.

2.عملکرد سوئیچ شبکه

همانطور که گفته شد سوئیچ‌ها در لایه‌ی دوم شبکه کار می‌‌کنند. در مورد نحوه عملکرد سوئیچ شبکه به طور مختصر می‌توان گفت که این وسیله اطلاعات و داده‌های بسته بندی شده را دریافت می‌کند و از طریق پورت‌ها اطلاعات دریافت شده را به سمت پورت خروجی ارسال می‌کنند.

در اینجا شاید این سوال پیش آید که سوئیچ چطور بسته‌های داده را از یک پورت دریافت و به پورتی که دستگاه مقصد به آن متصل است تحویل می‌دهد؟؟؟

سوال درستی است! برای پاسخ لازم است تجهیز دیگری در شبکه را به شما معرفی کنیم و آن هاب سوئیچ است.

2.1.هاب سوئیچ چیست؟

هاب سوئیچ تجهیزی مانند سوئیچ شبکه است که دارای تعدادی پورت LAN جهت اتصال تجهیزات به آن است. نحوه عملکرد هاب سوئیچ در شبکه داده به این شکل است که هرگاه بسته داده‌ای توسط هاب سوئیچ دریافت می‎‌گردد، هاب سوئیچ این بسته را در تمام پورت‌های خود تکرار می‌کند. حال دستگاهی که مقصد این بسته باشد در هر پورتی که باشد این بسته را دریافت خواهد کرد.

همانطور که متوجه شدید هاب سوئیچ اگر می‌توانست تشخیص دهد که به هر پورتی چه دستگاه یا دستگاه‌هایی (در صورتی که پورت به سوئیچی که چند دستگاه به آن متصل است وصل باشد) متصل است، نیاز به این حجم بالا از ایجاد ترافیک به روی پورت‌ها نداشت. به صورت کلی در شبکه‌های حرفه‌ای‌تر از هاب سوئیچ استفاده نمی‌شود. این تجهیز بیشتر کاربرد خانگی دارد.

همانطور که در تصویر زیر مشاهده می‌کنید تفاوت این دو تجهیز در این است که سوئیچ بر خلاف هاب سوئیچ می‌تواند بین آدرس‌ها تمایز قائل شود.

2.2.مکانیزم عملکرد در سوئیچ شبکه

حال که تا حدودی با عملکرد هاب سوئیچ آشنا شدیم می‌توان عملکرد سوئیچ را بهتر فهمید. در سوئیچ شبکه به محض این که تجهیزی به پورتی متصل می‌شود و اولین بسته داده آن توسط سوئیچ دریافت می‌گردد، سوئیچ مک آدرس آن تجهیز را در خود ذخیره می‌کند. محل نگهداری آدرس‌های مک متصل به هر پورت سوئیچ یک جدول مک آدرس است که اصطلاحا به آن MAC Table می‌گویند.

MAC TableMAC Table

با استفاده از جدول Mac در سوئیچ دیگر نیازی به ایجاد ترافیک بیش از حد روی پورت‌ها نیست. در حقیقت سوئیج شبکه با دریافت هر بسته داده دقیقا می‎‌داند که تجهیز مقصد این بسته به کدام پورت آن متصل است و مستقیم آن بسته را به آن پورت منتقل می‌کند.

3.کاربردهای سوئیچ شبکه

در ذیل به برخی از کارکرد‌های سوئیچ شبکه اشاره شده است :

شبکه کامپیوتر‌ها
شبکه دوربین‌های تحت شبکه
ارتباط تجهیزات صنعتی با هم در بستر شبکه داده
ارتباط تحهیزات فروشگاهی تحت شبکه با هم
بستر ارتباطی آیفون‌های تحت شبکه

و هر ارتباط تحت شبکه‌ای با هم به نحوی به سوئیج نیاز دارد.

4.انواع سوئیچ شبکه

سوئیچ‌های شبکه از چند نظر قابل دسته بندی هستند. این که آیا سوئیچ برنامه‌پذیر هست یا نه؟ برخی از سوئیچ‌ها را می‌توان برای عملکردی خاص مانند VLAN و… برنامه ریزی کرد.

سوئیچ شبکه در مدل‌هایی با تعداد پورت‌های (به طور مثال 48،24،16،8،10،5و…پورت) متعدد موجود است. تعداد پورت می‌تواند محل مقایسه سوئیچ‌ها با یکدیگر باشد. سرعت سوییج شبکه و این که پورت‌های آن دارای سرعت 100 مگابیت بر ثانیه است یا سرعت 1000 مگابیت در ثانیه (البته که سوئیچ‌های با سرعت 100 دارای پورت‌‌هایی با سرعت 1000 جهت اتصال به سوئیچ بالا دستی هستند). مقایسه سوئیچ‌ها با هم با توجه به سرعت آنها از مهمترین جنبه‌های مقایسه سوئیچ‌ها با هم است.

در ادامه مقاله به بررسی انواع سوییچ شبکه و کاربرد آن خواهیم پرداخت با ما همراه باشید.

4.1.سوئیچ‌های مدیریت نشده (سوئیچ‌های معمولی)

معمولاً سوئیچ‌های سطح پایین که بیشتر مناسب محیط‌های کوچک است، سوئیچ‌های مدیریت‌نشده هستند. این بدان معنی است که شما فقط کابل‌ها را به آن متصل و آن را روشن می‌کنید. به این نحو که هیچ ارتباط مدیریتی برای پیکربندی بر روی سوئیچ وجود ندارید. بنابراین این سوئیچ‌ها بعد از روشن شدن شروع به فعالیت و ایجاد ارتباط در شبکه بر اساس استاندارد می‌کنند. همچنین این سوئیچ‌ها هزینه کمتری نسبت به سوئیچ‌های مدیریتی دارند. این سوئیچ‌ها در دورسرعت 100 یا مگ و 1000 یا گیگ و با پورت‌های مختلف در بازار وجود دارند.

4.2.سوئیچ‌های مدیریتی یا برنامه‌پذیر

این مدل از سوئیچ‌ها محبوب‌ترین سوئیچ‌ها در بازار هستند. آنها با تعداد ثابتی از پورت‌های اترنت (مانند 8 پورت گیگابیتی، 16 پورت، 24 پورت، 48 پورت و غیره) ارائه می‌شوند.

این سوئیچ‌‎ها می‌توانند در هر اندازه شبکه مانند شبکه‌های خانگی، شبکه‌های تجاری کوچک، شرکت‌های بزرگ و غیره استفاده شوند. آن‌ها می‌توانند انواع پورت‌ها (از نظر سرعت و گزینه‌های اتصال) داشته باشند. به صورت کلی اگر تنظیمی خاص روی این سوئیچ‌ها اعمال نکنیم به صورت یک سوئیچ معمولی که برنامه پذیر نیست در شبکه کار می‌کنند.

اما به طور کلی امروزه سرعت پورت‌ها معمولاً ۱ گیگابیت در ثانیه است. در سوئیچ‌های با پورت مگ نیز معمولا پورت‌های ارتباطی (Uplink) با سرعت گیگ وجود دارد. سوئیچ‌های ثابت را می‌توان در هر نوع شبکه‌ای، از شبکه‌های خانگی گرفته تا شبکه‌های بزرگ سازمانی، استفاده کرد. برای انتخاب سوئیچ شبکه با تعداد پورت مناسب باید تعداد هاست‌های شبکه‌ای که باید متصل شوند را بدانید.

4.3.سوئیچ‌های (Poe)

این سوئیچ‌ها پورت‌هایی را برای اتصال هاست به شبکه ارائه می‌دهند. اما برخی از انواع سوئیچ وجود دارد که شامل پورت‌هایی نیز می‌شود که می‌تواند هم برق و هم اتصال شبکه را به هاست‌ها بدهد.انواع این سوئیچ‌ها مانند سوئیچ‌های Power over Ethernet است.

سوییچ‌های Power over Ethernet یا به اختصار poe همانطور که از نام آن پیداست برق را برای دستگاه‌‌های متصل نیز تامین می‌کند. سوئیچ‌های Poe برای روشن کردن دستگاه‌های راه دور که ممکن است منبع تغذیه نداشته باشند مانند تلفن‌های IP، روترهای Wi-Fi راه دور، نقاط دسترسی بی‌سیم و غیره بسیار مفید هستند. بنابراین، یک سوئیچ Poe هم اتصال شبکه و هم برق را از طریق یک پورت فیزیکی فراهم می‌کند.

اگر دستگاه‌های نقطه پایانی (مانند تلفن‌های IP، نقاط دسترسی بی‌سیم و غیره) دارید که دور از منبع تغذیه هستند(مثلاً روی سقف، روی میزهای راه دور و غیره)می‌توانید آنها را به یک سوئیچ Poe متصل کنید که آنها را تغذیه می‌کند.

5.نحوه استفاده از سوئیچ شبکه

ممکن است سوئیچ شبکه شما مدیریت شده یا مدیریت نشده باشد؛ اما در هر حالتی نحوه استفاده از سوئیچ شبکه مشابه است که در ادامه به صورت قدم به قدم به نحوه استفاده از سوئیچ شبکه اشاره کرده‌ایم.

در یک شبکه داده ابتدا تجهیزات از طریق سوئیچ به هم متصل می‌شوند. سوئیچ ارتباط سخت افزاری تجهیزات را برقرار می‎‌کند. سپس یک روتر به عنوان مدیر شبکه به هر تجهیز یک آدرس آی پی (DHCP Server) اختصاص می‌هد. البته که می‌توان این آدرس‌ها را به صورت دستی به تجهیزات نسبت داد که کار سختی است. حال شبکه آماده به فعالیت است.

6.معرفی انواع برند‌های سوئیچ شبکه

در این بخش از مقاله به بررسی برند‌های معروف و پر کاربرد سوییچ شبکه اعم از سوئیچ شبکه سیسکو، سوئیچ دیلینک، سوئیچ تی پی لینک و … می‌پردازیم.

6.1.سوئیچ شبکه سیسکو

می‌توان گفت یکی از بهترین برند‌های سوئیچ شبکه، سوئیچ شبکه سیسکو است همچنین برند سیسکو از پرفروشترین های بازار هم به حساب می‌آید. cisco را برخی مخفف عبارت انگلیسی Computer Information System Company می‌دانند. اما برخی دیگر آن را الهام گرفته از ایالتی در آمریکا ( فرانسیسکو – San Francisco) می‌دانند. این شرکت در سال 1984 در ایالت سان فرانسیسکو شروع به فعالیت کرد.

شاید بتوان ادعا نمود نمی‌توان در مورد سوئیچ شبکه صحبت کرد و اسمی از برند سیسکو در این زمینه به میان نیاورد. چرا که برند سیسکو با تولید انواع سوئیچ‌های شبکه اکثر نیاز کاربران را فراهم کرده است. یعنی برند سیسکو سوئیچ‌های گوناگون با کارایی‌های متفاوتی را روانه بازار کرده است. به این نحو که اگر شما به دنبال سوئیچ‌های به خصوصی باشید برند سیسکو چندین مدل متنوع برای ارائه دارد. می‌‌توان گفت برند سیسکو از امنیت بالا و کارایی لازم برخوردار است.

6.2.سوئیچ شبکه تی پی لینک

کمپانی تی ‌پی لینک شرکت (TP-Link Technologies) ارائه دهنده و تولید کننده محصولات شبکه‌‌ای مانند سوئیچ‌های شبکه تی پی لینک است. این حدودا در سال 1966در چین افتتاح شد. محصولات این کمپانی شامل سوییچ شبکه تی پی لینک، تجهیزات شبکه محلی بی‌سیم، مودم‌ها و غیره…است.

می‌توان گفت که تی پی لینک یکی از بهترین برند‌های تجهیزات شبکه در دنیا است. سوئیچ‌های شبکه تی پی لینک شامل سوئیچ شبکه مدیریت نشده، تی پی لینک مدیریت شده و تی پی لینک هوشمند است که در انتها هر یک را به طور مختصر شرح می‌دهیم.

سوئیچ شبکه مدیریت شده تی پی لینک: سوئیچ مدیریت شده سر یک راه حل شبکه قوی و مقاوم با دسترسی بالا، ویژگی‌های مدیریتی و عملکردهای امنیتی ارائه می‌دهد که مناسب سیستم‌های بزرگ مانند شرکت‌ها است.

سوئیچ شبکه مدیریت نشده تی پی لینک: این سوئیچ‌ها محصولاتی ساده و بدون پیکربندی هستند، سوئیچ شبکه مدیریت نشده تی پی لینک می تواند سرعت شبکه را افزایش دهد.‌ همچنین قادر به گسترش ساده شبکه های تجاری کوچک و متوسط هستند.

سوئیچ شبکه هوشمند تی پی لینک: سوئیچ‌های هوشمند TP-LINK یک راه حل شبکه مناسب برای محیط کوچک و متوسط است. در نتیجه شما میتواند سیستم شبکه ای ساده، مقرون به صرفه‌ای اما در عین حال هوشمندی را داشته باشید.

6.3.سوئیچ شبکه دی لینک

سوئیچ شبکه دی لینک به سه دسته سوئیچ شبکه غیرمدیریتی، سوئیچ شبکه مدیریتی و سوئیچ شبکه هوشمند تقسیم می‌شود که در ادامه هر یک را به طور مختصر شرح می‌دهیم.

سوئیچ شبکه مدیریت نشده دی لینک: این نوع سوئیچ شبکه بسیار مقرون به صرفه است که به دستگاه‌های اترنت شما اجازه می‌دهد برای برقراری ارتباط با یکدیگر بدون مشکل متصل شوند.

سوئیچ شبکه مدیریت شده دی لینک: سوئیچ‌ شبکه مدیریت‌شده دی لینک دارای تراکم پورت بالا است که می‌توان آن را به‌عنوان سوئیچ هسته، توزیع یا دسترسی مستقر کرد. شایان ذکر است زمانی که عملکرد و امنیت شبکه برایتان تا حد زیادی حیاتی است سوئیچ شبکه مدیریت شده انتخاب عاقلانه‌ای است.

سوئیچ شبکه هوشمند مدیریت شده دی لینک: سوئیچ شبکه هوشمند مدیریت شده برای SMB‌ ها بسیار مناسب هستند. تعادل کامل بین مدیریت پذیری و سادگی در سوئیچ شبکه‌های هوشمند کاملا قابل مشاهده است. این نوع سوئچ بسیار قابل اطمینان است و امنیت دستگاه شما را تا حد زیادی برقرار می‌کند.

6.قیمت سوئیچ شبکه

قیمت‌ سوئیچ شبکه بسته به نوع برند و تعداد پورت‌ها، سوئیچ شبکه مدیریت شده یا مدیریت نشده و… متغیر و متفاوت است. این تفاوت‌ها از تکنولوژی‌های به کار رفته، سخت افزار به کار رفته و موارد دیگر نشات می‌گیرد.

امیدوارم در این مقاله به خوبی با سوئیچ شبکه و کارایی سوئیچ شبکه آشنا شده باشید. سوئیچ یک تجهیز تخصصی است که برای خرید و استفاده از آن ممکن است به مشاوره نیاز داشته باشید. لازم به ذکر است که در صورت وجود هر گونه سوال دراین زمینه می‌توانید با متخصصان ما در هایک ویژن لند در تماس باشید و از مشاوره رایگان بهره‌مند شوید.

مقالاتی که بهتر است پس از مطالعه‌ی این مقاله بخوانید: