سوئیچ شبکه چیست؟

سوئیچ شبکه، دستگاه‌های درون یک شبکه اغلب یک شبکه محلی یا LAN را به هم متصل می‌کند و بسته‌های داده را ارسال می‌کند. برخلاف روتر، سوئیچ داده ها را فقط به دستگاهی که برای آن در نظر گرفته شده است (که ممکن است سوییچ دیگر، روتر یا کامپیوتر کاربر باشد) ارسال می کند، نه به چند دستگاه درون شبکه . ترافیک شبکه از اینترنت به روتر تا سوئیچ شبکه به رایانه می رود.

*شبکه محلی (LAN) گروهی از دستگاه های متصل به هم هستند که به صورت فیزیکی در نزدیکی یکدیگر قرار دارند. شبکه های وای فای خانگی یکی از نمونه های رایج LAN هستند.

تفاوت بین سوئیچ و روتر چیست؟

روترها مسیرهایی را برای ارسال بسته های داده انتخاب می کنند تا از شبکه ها عبور کنند و به مقصد برسند. روترها این کار را با اتصال به شبکه‌های مختلف و ارسال داده‌ها از شبکه به شبکه – از جمله شبکه‌های محلی، شبکه‌های گسترده (WAN) یا سیستم‌های مستقل، که شبکه‌های بزرگی هستند که اینترنت را تشکیل می‌دهند، انجام می‌دهند.

در عمل، این به این معنی است که روترها برای اتصال به اینترنت ضروری هستند، در حالی که سوئیچ ها فقط برای دستگاه های متصل به یکدیگر استفاده می شوند. خانه ها و دفاتر کوچک به روتر برای دسترسی به اینترنت نیاز دارند، اما اکثر آنها به سوئیچ شبکه نیاز ندارند، مگر اینکه به مقدار زیادی پورت اترنت* نیاز داشته باشند. با این حال، دفاتر، شبکه‌ها و مراکز داده بزرگ با ده‌ها یا صدها رایانه معمولاً به سوئیچ نیاز دارند.

*اترنت یک پروتکل لایه 2 برای ارسال داده بین دستگاه ها است. برخلاف وای فای، اترنت نیاز به اتصال فیزیکی از طریق کابل اترنت دارد.

سوئیچ لایه 2 چیست؟ سوئیچ لایه 3 چیست؟

سوئیچ های شبکه می توانند در لایه 2 ( OSIلایه پیوند داده) یا لایه 3 (لایه شبکه) کار کنند. لایه 2 داده ها را بر اساس آدرس MAC مقصد سوئیچ می کند ، در حالی که لایه 3 داده ها را بر اساس آدرس IP مقصد تغییر می دهد. برخی از سوئیچ ها می توانند هر دو را انجام دهند.

با این حال، اکثر سوئیچ ها سوئیچ های لایه 2 هستند. سوئیچ های لایه 2 اغلب با استفاده از کابل های اترنت به دستگاه های موجود در شبکه خود متصل می شوند. کابل های اترنت کابل های فیزیکی هستند که از طریق پورت های اترنت به دستگاه ها وصل می شوند.

سوئیچ مدیریت نشده چیست؟ سوئیچ مدیریت شده چیست؟

یک سوئیچ مدیریت نشده به سادگی پورت های اترنت بیشتری را در یک شبکه محلی ایجاد می کند تا دستگاه های محلی بیشتری بتوانند به اینترنت دسترسی داشته باشند. سوئیچ های مدیریت نشده بر اساس آدرس های MAC دستگاه، داده ها را به عقب و جلو منتقل می کنند.

سوئیچ مدیریت شده همان عملکرد را برای شبکه های بسیار بزرگتر انجام می دهد و به مدیران شبکه کنترل بسیار بیشتری بر نحوه اولویت بندی ترافیک ارائه می دهد. آنها همچنین مدیران را قادر می سازند تا شبکه های مجازی مجازی (VLAN) را برای تقسیم بیشتر یک شبکه محلی به قطعات کوچکتر راه اندازی کنند. با مطالعه مقاله تفاوت سوئیچ های مدیریت شده و سوئیچ های مدیریت نشده میتوانید اطلاعات بیشتری در این مورد کسب کنید.

تفاوت بین مک آدرس و آدرس IP چیست؟

سوئیچ های شبکه به آدرس های MAC اشاره می کنند تا ترافیک اینترنت را به دستگاه های مناسب ارسال کنند( نه آدرس های IP) هر دستگاهی که به اینترنت متصل می شود یک آدرس IP دارد. آدرس IP مجموعه‌ای از نویسه‌های الفبایی است، مانند 192.0.2.255 یا 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334.  آدرس‌های IP مانند یک آدرس پستی عمل می‌کنند و ارتباطات اینترنتی که به آن آدرس هدایت می‌شوند را قادر می‌سازند به آن دستگاه برسند. آدرس‌های IP اغلب تغییر می‌کنند: از آنجایی که تعداد محدودی از آدرس‌های IPv4 وجود دارد، دستگاه‌های کاربر معمولاً هنگامی که یک اتصال جدید با شبکه ایجاد می‌کنند، آدرس‌های جدید اختصاص می‌یابند.

آدرس‌های IP در لایه 3 استفاده می‌شوند، به این معنی که رایانه‌ها و دستگاه‌ها در سراسر اینترنت از آدرس‌های IP برای ارسال و دریافت داده‌ها استفاده می‌کنند، صرف نظر از اینکه به کدام شبکه متصل هستند. تمام بسته‌های IP آدرس IP مبدا و مقصد خود را در سربرگ‌های خود درج می‌کنند، همانطور که یک ایمیل دارای یک آدرس مقصد و یک آدرس برگشتی است.

در مقابل، یک آدرس MAC یک شناسه دائمی برای هر قطعه سخت افزار است، تا حدودی شبیه یک شماره سریال. برخلاف آدرس های IP، آدرس های MAC تغییر نمی کنند. آدرس های MAC در لایه 2 استفاده می شود نه لایه 3، به این معنی که آنها در هدر بسته های IP گنجانده نشده اند. به عبارت دیگر، مک آدرس ها بخشی از ترافیک اینترنت نیستند. آنها فقط در داخل یک شبکه معین استفاده می شوند.

سوئیچ های شبکه چگونه آدرس MAC دستگاه های موجود در شبکه خود را می دانند؟

سوئیچ های شبکه لایه 2 جدولی را در حافظه نگه می دارند که آدرس های MAC را با پورت های اترنت سوئیچ مطابقت می دهد.

فرض کنید کامپیوتر A به یک کابل اترنت متصل است که به پورت 1 سوئیچ وصل می شود، کامپیوتر B به پورت 2 و کامپیوتر C به پورت 3 وصل شده است. هنگامی که داده ها به کامپیوتر A می رسد، سوئیچ با جدول CAM خود مشورت می کند و می بیند که کامپیوتر A کجاست و به کدام پورت متصل است، و می داند که ترافیک A-bound کامپیوتر را در پورت 1، نه در پورت های 2 یا 3، ارسال کند.

جدول CAM سوئیچ در حافظه ذخیره می شود. اگر سوئیچ خاموش باشد، جدول ناپدید می شود و سوئیچ باید جدول را مجدداً هنگام راه اندازی مجدد یاد بگیرد.

حال، فرض کنید سوئیچ به تازگی روشن شده است و هنوز جدول CAM خود را ایجاد نکرده است. نمی داند کامپیوترهای A، B و C به کدام پورت ها متصل هستند. همچنین آدرس مک آنها را نمی داند.

فرض کنید رایانه A پیامی را به رایانه B ارسال می کند. سوئیچ مراحل زیر را انجام می دهد تا پیام را به رایانه B برساند و جدول  CAM خود را پر کند:

• آدرس MAC کامپیوتر A و پورتی که پیام آن وارد شده را ضبط می کند.
• پیام کامپیوتر A را به تمام کامپیوترهای دیگر در شبکه (به جز کامپیوتر A ارسال می کند) . این به عنوان “flooding” شناخته می شود.
• هنگامی که کامپیوتر B پاسخ می دهد، آدرس MAC و پورت کامپیوتر B را نیز ثبت می کند.

اکنون، جدول CAM سوئیچ می داند که کامپیوتر A و کامپیوتر B کجا هستند. همچنین آدرس MAC آنها را می داند.