سوئیچ شبکه چیست؟ آشنایی با انواع سوئیچ شبکه

در دنیای امروز که وابستگی به فناوری‌های پیشرفته روز به روز بیشتر می‌شود، دانستن در مورد سوئیچ‌های شبکه برای افرادی که بیشتر درگیر کار با دستگاه‌های اینترنتی و هوشمند هستند، بسیار مفید است. همچنین در محیط‌های بزرگ محاسباتی، سازمان‌ها، ارگان‌ها و حتی استارت‌آپ‌های کوچک باید یک کارشناس شبکه حضور داشته باشد که به خوبی کار با سوئیچ‌های شبکه را بلد است.

سوئیچ‌های شبکه نقشی کلیدی در مدیریت ترافیک داده‌ها و رسیدن به‌موقع و بدون وقفه آن‌ها به مقصد دارند. در این مقاله قصد داریم اطلاعاتی را درمورد مفهوم سوئیچ شبکه، انواع مختلف آن، نحوه استفاده و مزایای استفاده از آن‌ها را بررسی کنیم.

اطلاع داشتن از این موارد می‌تواند در انتخاب صحیح تجهیزات برای پیکربندی شبکه‌های مورد نظر شما و افزایش کارایی آن‌ها کمک کننده باشد. همچنین درک این مفاهیم برای متخصصان شبکه، مدیران IT و حتی دانشجویان علاقه‌مند به حوزه فناوری اطلاعات بسیار ارزشمند است.

سوئیچ شبکه چیست؟

سوئیچ شبکه یک دستگاه است که در درون یک شبکه، مانند شبکه‌ای در محیط کار یا خانه، دستگاه‌ها را به هم متصل کرده و داده‌ها را بین آن‌ها منتقل می‌کند. سوئیچ شبکه برخلاف روتر که می‌تواند داده‌ها را بین شبکه‌های مختلف بفرستد، تنها داده‌ها را به دستگاه خاصی که قرار است آن‌ها را دریافت کند، ارسال می‌کند.

سوئیچ‌ها عمدتاً در لایه‌ای از مدل OSI کار می‌کنند که به آن لایه Data Link گفته می‌شود. این لایه مسئول ارسال اطلاعات به دستگاه‌هایی است که دقیقا در شبکه هستند. به عنوان مثال، وقتی یک کامپیوتر سعی می‌کند با یک چاپگر ارتباط برقرار کند، سوئیچ شبکه آدرس منحصربه‌فردی را که به هر دستگاه اختصاص داده شده است (موسوم به آدرس MAC) را بررسی می‌کند و اطمینان حاصل می‌کند که داده‌ها به دستگاه صحیح برسند. این کار با استفاده از جداولی که آدرس‌ها و پورت‌های مربوطه را نشان می‌دهند، انجام می‌شود.

بررسی سوئیچ لایه ۲ و سوئیچ لایه ۳

سوئیچ‌های لایه ۲ و ۳ دو نوع مختلف از سوئیچ‌های شبکه هستند که بر اساس نوع اطلاعاتی که برای انتقال داده‌ها استفاده می‌کنند، متمایز می‌شوند. برخی سوئیچ‌ها قادرند هر دو نوع انتقال داده‌های لایه ۲ و لایه ۳ را انجام دهند، که این امکان را به شبکه می‌دهد تا با انعطاف‌پذیری بیشتری عمل کند.

سوئیچ لایه ۲

این نوع سوئیچ، داده‌ها را با استفاده از آدرس‌های MAC می‌فرستد که شناسه‌های منحصر به فردی برای هر دستگاه در شبکه است. این سوئیچ‌ها غالبا با کابل‌های اترنت، که کابل‌های سیمی هستند، به دستگاه‌ها متصل می‌شوند. این کابل‌ها از طریق درگاه‌های اترنت به دستگاه‌ها وصل می‌شوند.

سوئیچ لایه ۳

این سوئیچ‌ها شبیه به روترها عمل می‌کنند زیرا داده‌ها را بر اساس آدرس‌های IP منتقل می‌کنند. آدرس‌های IP آدرس‌هایی هستند که برای شناسایی دستگاه‌ها در شبکه‌های گسترده‌تر مورد استفاده قرار می‌گیرند. این قابلیت به سوئیچ‌های لایه ۳ امکان می‌دهد که داده‌ها را به دستگاه‌های مختلف در شبکه‌های بزرگ‌تر و پیچیده‌تر ارسال کنند.

انواع سوئیچ شبکه

انواع سوئیچ شبکه و کاربرد آن‌ها عبارتند از:

۱. انواع سوئیچ‌ها براساس سطح مدیریتی

۱. سوئیچ‌های مدیریت نشده (Unmanaged switches)

سوئیچ‌های مدیریت نشده نوعی از سوئیچ‌های شبکه هستند که تنظیمات پیش‌فرضی دارند و کاربر نمی‌تواند آن‌ها را تغییر دهد. این سوئیچ‌ها معمولا به خاطر قیمت پایین‌ترشان، هنگامی مورد استفاده قرار می‌گیرند که کاربران بخواهند دستگاه‌های اضافه‌ای به شبکه محلی یا خانگی خود اضافه کنند.

سوئیچ‌های مدیریت نشده داده‌ها را با استفاده از آدرس‌های MAC، که شناسه منحصر به فرد هر دستگاه در شبکه است، منتقل می‌کنند. با این حال، به دلیل اینکه این نوع سوئیچ‌ها امکان تنظیمات پیشرفته و مدیریت بهینه شبکه را ندارند، برای محیط‌های بزرگ تجاری که نیاز به امنیت و کارایی بالا دارند، مناسب نیستند.

۲. سوئیچ‌های مدیریت شده (Managed switches)

سوئیچ‌های مدیریت شده دستگاه‌هایی هستند که در محیط‌های بزرگ تجاری و سازمانی استفاده می‌شوند چون امکانات پیشرفته‌ای برای مدیریت شبکه فراهم می‌کنند. این سوئیچ‌ها به مدیران شبکه اجازه می‌دهند که تنظیمات مختلفی را به صورت لحظه‌ای انجام دهند. به عنوان مثال، آن‌ها می‌توانند شبکه محلی را به چندین بخش کوچک‌تر تقسیم کنند که به آن‌ها شبکه مجازی محلی (VLAN) گفته می‌شود. این کار به سازماندهی بهتر داده‌ها و بهبود امنیت شبکه کمک می‌کند.

علاوه بر این، سوئیچ‌های مدیریت شده قابلیت‌های عیب‌یابی پیشرفته‌ای دارند. آن‌ها می‌توانند با استفاده از پروتکل‌های خاصی، اطلاعات مفیدی درباره وضعیت شبکه و اشکالات احتمالی فراهم کنند. این امکان به مدیران کمک می‌کند تا مشکلات احتمالی را سریع‌تر شناسایی و برطرف سازند.

۳. سوئیچ هوشمند یا نیمه مدیریت شده (Smart Switches)

سوئیچ‌های هوشمند نوعی از سوئیچ‌های شبکه هستند که بین سوئیچ‌های مدیریتی و بدون مدیریت قرار می‌گیرند و اصطلاحا نیمه مدیریت شده نامیده می‌شوند. این سوئیچ‌ها همچنان امکانات مدیریتی دارند اما به اندازه سوئیچ‌های مدیریتی پیچیده و گران نیستند. از این رو، برای شبکه‌های کوچک‌تر که نیاز به مدیریت پیچیده‌ دارند ولی بودجه یا نیاز به امکانات کامل سوئیچ‌های مدیریتی را ندارند، گزینه‌ای ایده‌آل محسوب می‌شوند.

این سوئیچ‌ها معمولا قابلیت‌های کافی برای مدیریت ترافیک شبکه، امنیت و کارایی بالاتر را فراهم می‌کنند و برای محیط‌های کوچک‌تر کسب و کار یا خانگی مناسب هستند.

۲. انواع سوئیچ‌ شبکه براساس کاربرد

۱. سوئیچ‌های شبکه محلی (LAN)

سوئیچ‌های شبکه محلی، که گاهی به آن‌ها سوئیچ‌های اترنت یا داده نیز گفته می‌شود، بخشی از ساختار شبکه‌های داخلی مانند شبکه‌هایی در محیط کار یا دانشگاه‌ها هستند. وظیفه اصلی این سوئیچ‌ها این است که دستگاه‌های مختلف مثل کامپیوترها، چاپگرها و دیگر دستگاه‌های شبکه را به هم متصل کنند و اطمینان حاصل کنند که داده‌ها بدون هیچ تداخلی به درستی منتقل شوند.

این سوئیچ‌ها با تخصیص کارآمد پهنای باند، که به معنای استفاده بهینه از منابع موجود برای انتقال داده‌هاست، کمک می‌کنند تا هر بسته داده به طور موثر به مقصد خود برسد. به این ترتیب، از برخورد و تداخل بسته‌های داده در شبکه جلوگیری می‌شود و این امر به افزایش کارایی کلی شبکه کمک می‌کند. سوئیچ‌های LAN به خصوص در محیط‌هایی که نیاز به انتقال سریع و مطمئن اطلاعات دارند، بسیار مفید هستند.

۲. سوئیچ‌های مرکز داده (Data Center switches)

سوئیچ‌های مرکز داده یا دیتاسنتر نوع خاصی از سوئیچ‌های شبکه هستند که برای استفاده در محیط‌های مرکز داده که محل نگهداری سرور است، طراحی شده‌اند، جایی که مقدار زیادی از داده‌ها پردازش و ذخیره سازی می‌شوند. این سوئیچ‌ها برای رسیدگی به نیازهای خاص این محیط‌ها، مانند نیاز به پردازش سریع داده‌ها و انتقال داده‌ها با تاخیر بسیار پایین، طراحی شده‌اند. آن‌ها همچنین تعداد زیادی پورت دارند که امکان اتصال بسیاری از دستگاه‌ها را فراهم می‌کند.

پشتیبانی از مجازی‌سازی، کیفیت خدمات (QoS) و امنیت بالا نیز از جمله ویژگی‌های مهم این سوئیچ‌ها است. مجازی‌سازی به سازمان‌ها اجازه می‌دهد که منابع سخت‌افزاری خود را به صورت مجازی تقسیم کنند، که منجر به استفاده بهینه‌تر و انعطاف‌پذیری بیشتر می‌شود. این سوئیچ‌ها اطمینان حاصل می‌کنند که داده‌های حیاتی با اولویت بالاتر و با کیفیت بهتری ارسال شوند. همچنین داده‌ها در برابر دسترسی‌های غیرمجاز و تهدیدهای امنیتی محافظت می‌شوند.

با گذشت زمان، بسیاری از سازمان‌ها ترجیح داده‌اند که شبکه‌ها و دارایی‌های IT خود را در چندین مرکز داده بزرگ متمرکز کنند تا مدیریت آن‌ها آسان‌تر و کارآمدتر شود. این امر به بهبود عملکرد کلی و کاهش هزینه‌های عملیاتی کمک می‌کند.

۳. انواع سوئیچ شبکه براساس قابلیت‌ها

۱. سوئیچ‌های ماژولار (Modular switches)

سوئیچ‌های ماژولار نوعی از سوئیچ‌های شبکه هستند که به شما امکان می‌دهند با اضافه کردن ماژول‌های جدید، قابلیت‌های شبکه خود را گسترش دهید. این امکان به کاربران اجازه می‌دهد که به تدریج و با توجه به نیازهای در حال تغییر خود، شبکه‌ها را تقویت کنند. به عنوان مثال، اگر شما نیاز به بهبود امنیت شبکه دارید، می‌توانید یک ماژول دیواره آتش اضافه کنید. اگر نیاز به افزایش تعداد دستگاه‌های بی‌سیم در شبکه خود دارید، می‌توانید یک ماژول اتصال بی‌سیم اضافه کنید.

این سوئیچ‌ها به خصوص برای شبکه‌های بزرگی که انتظار می‌رود با گذشت زمان گسترش یابند، مفید هستند. اگرچه سوئیچ‌های ماژولار گران‌تر از نوع ثابت آن‌ها هستند، اما انعطاف‌پذیری و قابلیت توسعه‌پذیری‌شان ارزش این هزینه اضافی را دارد. این سوئیچ‌ها امکان ارتقاء و تطبیق پذیری شبکه را بدون نیاز به جایگزینی کامل سیستم فراهم می‌کنند.

۲. سوئیچ‌های Stackable

سوئیچ‌های Stackable نوعی از سوئیچ‌های شبکه هستند که به شما اجازه می‌دهند چندین سوئیچ را به گونه‌ای به هم متصل کنید که همه آن‌ها به عنوان یک واحد عمل کنند. این سوئیچ‌ها معمولا در محیط‌هایی استفاده می‌شوند که نیاز به کارایی بالا و اطمینان بیشتر وجود دارد.

وقتی سوئیچ‌ها به صورت Stackable تنظیم می‌شوند، می‌توانند ترافیک شبکه را مدیریت کرده و مانند یک دستگاه واحد عمل کنند، که این امر به سادگی مدیریت و بهینه‌سازی عملکرد کمک می‌کند. این سوئیچ‌ها از طریق یک عامل مدیریتی مانند RMON یا SNMP، یک رابط وب، یا یک رابط خط فرمان (CLI) کنترل می‌شوند، که به مدیران شبکه اجازه می‌دهد تا به راحتی و از یک نقطه واحد تنظیمات و عملکردها را مدیریت کنند.

استفاده از این سوئیچ‌ها برای سازمان‌هایی که می‌خواهند انعطاف‌پذیری بیشتری در توسعه و نگهداری شبکه‌های خود داشته باشند بسیار مفید است. این سوئیچ‌ها به شما امکان می‌دهند که شبکه خود را بدون نیاز به تجهیزات اضافی یا پیچیدگی‌های بیشتر، گسترش دهید.

۳. سوئیچ‌های پیکربندی ثابت (Fixed-configuration Switches)

سوئیچ‌های پیکربندی ثابت نوعی از سوئیچ‌های شبکه هستند که تعداد پورت‌های آن‌ها تغییر نمی‌کند و قابلیت افزایش یا کاهش ندارند. این ویژگی آن‌ها را برای مصارفی که نیاز به تجهیزات ساده‌تر و کم‌هزینه‌تر هست، مناسب می‌سازد. این سوئیچ‌ها اغلب در محیط‌های کوچک‌تر یا جایی که تغییر در تعداد دستگاه‌های متصل انتظار نمی‌رود، استفاده می‌شوند.

سرعت انتقال داده در این سوئیچ‌ها حداقل ۱ گیگابیت در ثانیه است، که برای بسیاری از کاربردهای معمولی کافی است. همچنین، کاربران می‌توانند بر اساس نیاز خود، دستگاه‌ها را از طریق فیبرهای نوری یا پورت‌های الکتریکی RJ45 (که نوعی اتصال سیمی است) متصل کنند. این گزینه‌ها انعطاف‌پذیری لازم برای انتخاب نوع اتصال مناسب را بر اساس بودجه و نیاز فنی فراهم می‌آورند.

۴. سوئیچ های با قابلیت تامین برق از طریق اترنت (PoE)

سوئیچ‌های تامین برق از طریق اترنت (Power over Ethernet-PoE) امکانی فراهم می‌کنند که از طریق همان کابل‌های اترنتی که داده‌ها را منتقل می‌کنند، برق (جریان مستقیم یا DC) نیز به دستگاه‌ها منتقل شود. این فناوری بسیار مفید است، زیرا از نیاز به استفاده از پریزهای برق جداگانه برای دستگاه‌های مختلف در شبکه جلوگیری می‌کند.

استفاده از PoE به‌خصوص برای دستگاه‌هایی که مصرف برق پایینی دارند مانند دوربین‌های مداربسته، نقاط دسترسی وای‌فای و سایر دستگاه‌های اینترنت اشیا (IoT) بسیار مناسب است. با استفاده از این تکنولوژی، نصب این دستگاه‌ها ساده‌تر، سریع‌تر و ایمن‌تر می‌شود، زیرا نیازی به کشیدن کابل‌های برق اضافی نیست و می‌توان از همان کابل اترنت برای تامین برق و داده بصورت همزمان استفاده کرد. این سادگی در نصب به معنای کاهش هزینه‌ها و زمان نصب نیز هست.

۵. سوئیچ‌های لایه سه مرکزی (Core Switches)

سوئیچ‌های لایه سه عملکردی مشابه لایه ۲ و لایه ۳ در مدل OSI دارند. بدان معنا که آن‌ها هم قابلیت انتقال داده‌ها بر اساس آدرس‌های فیزیکی (مانند سوئیچ‌های لایه ۲) را دارند و هم قابلیت مسیریابی داده‌ها بر اساس آدرس‌های منطقی یا IP (مشابه روترها در لایه ۳) را ارائه می‌دهند.

این قابلیت‌ها باعث می‌شود که سوئیچ‌های لایه سه برای شبکه‌هایی که نیاز به مدیریت داده‌ها و ترافیک به صورت پیشرفته‌تر دارند، ایده‌آل باشند. نرم‌افزار این سوئیچ‌ها پیچیده‌تر است زیرا باید قابلیت‌های مربوط به هر دو لایه را پشتیبانی کند، و این امکان را می‌دهد که داده‌ها به شکل کارآمدتر و انعطاف‌پذیرتری در شبکه جابجا شوند. این سوئیچ‌ها به خصوص در محیط‌های بزرگ و پیچیده شبکه که نیاز به کنترل و تجزیه و تحلیل دقیق‌تری دارند، بسیار مفید هستند.

مزایای استفاده از سوئیچ‌ شبکه

مهم‌ترین مزایای استفاده از سوئیچ‌های شبکه عبارتند از:

۱. اتصال به یک یا چندین میزبان خاص

سوئیچ‌ها نقش بسیار مهمی در طراحی شبکه دارند زیرا به اتصال دستگاه‌های مختلف به یکدیگر کمک می‌کنند. هر پورت در سوئیچ مجهز به فرآیندهایی برای ارسال و فیلتر کردن داده‌هاست تا اطمینان حاصل شود که داده‌ها به درستی به مقصد می‌رسند. این سوئیچ‌ها به کاربران اجازه می‌دهند که با استفاده از پورت‌های مختلف به چند سوئیچ متصل شوند و می‌توانند هر سوئیچ را به صورت مستقل مدیریت کنند.

۲. بهینه سازی پهنای باند LAN

سوئیچ‌های شبکه، به‌ویژه وقتی صحبت از برنامه‌های سنگین و استفاده از داده‌های بسیار است، به مدیریت ترافیک شبکه کمک می‌کنند. آن‌ها با تقسیم شبکه LAN به چندین اتصال مجزا، عملکرد شبکه را افزایش داده و سرعت و اطمینان ارتباطات را بهبود می‌بخشند. این امر برای کاربران یک تجربه‌ سریع و قابل اعتماد به ارمغان می‌آورد.

۳. کنترل ترافیک

سوئیچ‌های شبکه نقش مهمی در کنترل و مدیریت ترافیک داده‌های شبکه ایفا می‌کنند. آن‌ها به خصوص در شرایطی که ترافیک زیادی از دستگاه‌های مختلفی به شبکه وارد یا از آن خارج می‌شود، به کاهش بار ترافیک کمک می‌کنند. این دستگاه‌ها ترافیک را بین پورت‌های متصل به دستگاه‌های مختلف مسیریابی می‌کنند، به این ترتیب که داده‌ها را از پورتی که داده وارد می‌شود، به پورت دیگری که دستگاه مقصد به آن متصل است، منتقل می‌کنند.

این فرآیند ارسال، اطمینان حاصل می‌کند که داده‌ها به طور موثر و مطمئن به مقصد درست در شبکه ارسال می‌شوند. سوئیچ‌ها با تجزیه و تحلیل آدرس‌های دستگاه‌ها و انتخاب بهترین مسیر برای انتقال داده‌ها، به بهینه‌سازی عملکرد شبکه و کاهش تاخیر در انتقال داده‌ها کمک می‌کنند. این کار برای حفظ سرعت و کارایی شبکه در حالی که تعداد دستگاه‌ها و حجم داده‌های انتقالی افزایش می‌یابد، ضروری است.

۴. ذخیره سازی آدرس‌های MAC

سوئیچ‌های شبکه یک ویژگی مهم به نام «جدول آدرس‌های MAC» دارند که برای مدیریت و هدایت ترافیک شبکه استفاده می‌شود. این جدول در ابتدا خالی است، اما به مرور و با دریافت داده‌ها توسط سوئیچ، این جدول با آدرس‌های MAC منبع که به هر پورت وصل هستند، پر می‌شود. همانطور که اشاره شد، آدرس MAC یک شناسه منحصر به فرد برای هر دستگاه در شبکه است که به سوئیچ کمک می‌کند تا داده‌ها را به درستی به دستگاه مقصد بفرستد.

با گذشت زمان و با ادامه ارتباط بین دستگاه‌ها، سوئیچ شبکه تمام آدرس‌های MAC مرتبط با پورت‌های مختلف را ذخیره می‌کند. این اطلاعات به سوئیچ امکان می‌دهد که ترافیک شبکه را به شکل کارآمدتری مدیریت کرده و اطمینان حاصل کند که داده‌ها سریع و بدون تداخل به مقصد می‌رسند. این فرآیند نه تنها به بهبود عملکرد شبکه کمک می‌کند بلکه امنیت داده‌های منتقل شده را نیز افزایش می‌دهد.

آشنایی با سوئیچ شبکه تتیس‌نت

تتیس‌نت یکی از شناخته‌شده‌ترین ارائه‌دهندگان خدمات شبکه در ایران است که خدماتی مانند طراحی انواع شبکه، پیاده‌سازی و نگهداری کامل زیرساخت دیجیتال و امن سازی ارتباطات را به سازمان‌ها و ارگان‌ها ارائه می‌دهد. یکی از مهم‌ترین محصولات این برند، سوئیچ شبکه است.

تتیس‌نت محصولات برندهای معتبر و با کیفیت نظیر سیسکو را عرضه کرده و کارایی و دوام شبکه شما را تضمین می‌کند. همچنین تیم حرفه‌ای تتیس‌نت با دانش فنی به‌روز و سال‌ها تجربه در زمینه شبکه، بهترین مشاوره و راهنمایی را به شما ارائه خواهد داد.

آینده سوئیچ‌های شبکه در ادغام با هوش مصنوعی، فناوری‌های ابری و اینترنت اشیا (IoT) درخشان‌تر از همیشه خواهد بود و ما با شبکه‌هایی روبه‌رو خواهیم شد که سریع‌تر، هوشمندتر و ایمن‌تر از هر زمان دیگری هستند.بنابراین با توجه به اهمیت روزافزون شبکه‌های کامپیوتری در دنیای امروز، شناخت و انتخاب صحیح سوئیچ شبکه نقشی کلیدی در کارایی و امنیت سیستم‌های اطلاعاتی شما ایفا کند. برای اطلاعات بیشتر درباره خرید سوئیچ شبکه به تتیس‌نت سر بزنید.

جمع‌بندی

سوئیچ‌های شبکه دستگاه‌هایی هستند که برای اتصال چندین دستگاه مختلف مانند مانند کامپیوتر، گوشی موبایل، لوازم خانگی هوشمند، چاپگر و دیگر دستگاه‌هایی که به شبکه وصل می‌شوند، به یکدیگر در یک شبکه طراحی شده‌اند. آن‌ها از طریق یک فرآیند به نام سوئیچینگ کار می‌کنند که به آن‌ها امکان می‌دهد داده‌ها را به صورت مستقیم و مؤثر به دستگاه‌های خاصی که برایشان تعیین شده است، ارسال کنند. این سوئیچ‌ها عمدتا در لایه پیوند داده‌های مدل OSI کار می‌کنند و می‌توانند در فرآیندهای مسیریابی نیز عمل کنند، که معمولاً در لایه ۳ اتفاق می‌افتد.

در این مطلب متوجه شدیم که انواع مختلف از سوئیچ شبکه وجود دارد و بسته به کارایی آن‌ها، در محیط‌هایی که نیاز به ارتباطات داده سریع و مطمئن دارند، مانند دیتاسنترها و شبکه‌های بزرگ شرکتی، مورد استفاده قرار می‌گیرند.