سوئیچ شبکه

مقدمه‌ای بر سوئیچ‌های شبکه

مقالات/ شبکه شنبه, 27 دی 1399 مهران زیدی

سوئیچ‌های شبکه سخت‌افزاری هستند که از اهمیت بسیاری در ایجاد شبکه‌ برخوردار می‌باشند. در این مطلب از جامعه‌ی گیک‌های کامپیوتر قصد داریم در مورد سوئيچ‌ها و طرز کارشان صحبت کنیم. با ما همراه باشید.

 

ابتدای کار بهتر است تعریفی برای سوئیچ ارائه دهیم:

سوئیچ دستگاهی سخت افزاری است که وظیفه آن در یک شبکه‌ی محلی یا همان Local area network و به اختصار LAN ایجاد ارتباط بین دستگاه‌های مختلف متصل شده به آن اعم از کامپیوتر، روتر، پرینتر، دوربین‌های مدار بسته و… می‌باشد. به اینصورت که بسته‌های داده (Packet) را دریافت می‌کند و آن‌ها را به مقصد خود در یک شبکه محلی ارسال می‌کند.

 

در طبقه‌بندی OSI، سوئیچ‌ها به لایه‌ی دوم تعلق دارند و با MAC Address کار می‌کنند، اما سوئیچ‌‌هایی نیز داریم که به سوئیچ‌های لایه ۳ معروف هستند و می‌توان گفت که این نوع از سوئیچ‌ها عملکردی مانند ترکیب عملکرد سوئیچ و روتر را دارد و از پروتکل‌های روتینگ پشتیبانی می‌کند. در این مطلب تمرکز بر سوئیچ‌های لایه‌ی دوم می‌باشد پس هرجا از سوئیچ نام بردیم منظور سوئیچ لایه‌ی 2 است.

 

لایه‌ی دوم مدل osi و سوئیچ‌های شبکه

 

 

همانطور که گفتیم (و با توجه به شکل بالا) در لایه‌ی دوم OSI، مک آدرس‌‌ها هستند و سوئیچ‌ها در این لایه با MAC آدرس کار می‌کنند. هنگام ارسال بسته‌ی اطلاعات یا همان پکت (packet) از مبداً به دستگاه مقصد، سوئیچ نیاز دارد که مک آدرس دو طرف را داشته باشد. اما به اینکه چطور می‌تواند مک آدرس را داشته باشد در ادامه خواهیم پرداخت.

 

اطلاعات در شبکه به صورت بسته داده و فریم جابجا می‌شود و هر فریم شامل اطلاعاتی مانند آدرس مبداً و آدرس مقصد است. سوئیچ با توجه به مک آدرس (MAC Address) موجود در قسمت مقصد در فریم، پورت مقصد را تشخیص می‌دهد و بسته داده را به همان پورت می‌فرستد. همانطور که می‌دانیم مک آدرس هر دستگاهی منحصر به فرد و مختص به همان دستگاه است. پس سوئیچ با داشتن مک آدرس مقصد، داده را به صاحب آن می‌رساند. از طرفی هم این مک آدرس‌ها را در جدولی بنام CAM که اختصار یافته‌ی Content Addressable Memory می‌باشد، ذخیره می‌کند.

حال ببینیم سوئیچ، این جدول را چگونه ایجاد و ذخیره می‌کند. وقتی دستگاه مبدا، فریمی به سوئیچ می‌فرستد، مک آدرس مبدأ از آن خوانده شده و در صورت نبودن در جدول، به جدول اضافه می‌شود. از طرفی مک آدرس مقصد هم در این فریم وجود دارد. سوئیچ آن را در جدول مک آدرس جستجو می‌کند و اگر تطابقی با آن در جدول پیدا کند، داده را به آن پورت می‌فرستد، اما اگر تطابقی یافت نشد بسته را به تمام پورت‌ها به جز پورت فرستنده می‌فرستد ولی فقط گیرنده، آن را دریافت می‌کند و بقیه آن را Fail می‌کنند.

به مرور زمان جدول مک آدرس به‌روز و کامل می‌شود و هرگاه دستگاه جدیدی به سوئیچ وصل شود، مک آدرس آن هم به جدول اضافه خواهد شد.

 

FPGA چیست؟ قسمت اول: مقدمه

 

فرض کنید می‌خواهیم از اتصال دو کامپیوتر در یک شبکه‌ی محلی که به یک سوئیچ متصل هستند، اطمینان حاصل کنیم. آی‌پی یک سیستم را 192.168.1.1 و دیگری را 192.168.1.2 در نظر بگیرید.

در سیستم اول دستور زیر را وارد می‌کنیم :

ping 192.168.1.2

و منتظر می‌مانیم تا سوئيچ کارش را بکند و ببینیم که از سیستم دوم reply خواهیم گرفت یا خیر.

 

به یک نکته توجه کردید؟

کمی پیش‌تر گفتیم که سوئیچ‌ها با مک آدرس کار می‌کنند، پس چرا زما‌نی‌که ping کردیم بجای مک آدرس سیستم دوم از آی‌پی آن استفاده کردیم؟

پاسخ در دستان کسی نیست جز ARP!

 

ARP:

یکی از مجموعه پروتکل‌های tcp/ip است که ‌هدف آن پیدا کردن مک آدرس متناظر با هر آی‌پی می‌باشد.

همان دو سیستمی که قبل‌تر ازشان گفتیم را در نظر بگیرید. برای برقراری ارتباط علاوه بر آی‌پی آدرس باید مک آدرس را نیز داشته باشیم. اما در حال حاضر فقط آی‌پی را در اختیار داریم. اینجاست که ARP وارد عمل می‌شود.

سیستم اول بسته ARP را ساخته و آن را به شکل BroadCast ارسال می‌کند و فرض کنید چنین می‌شود:

+ آی‌پی کدام سیستم 192.168.1.2 است؟

- این آی‌پی متعلق به من است، الان برایت ARP Reply می‌فرستم تا مک‌ آدرسم را بدانی.

 

همانطور که مشخص شد درون ARP Reply، مک‌ آدرس قرار دارد و به اینصورت ارتباط بین دو سیستم برقرار می‌شود. اگر بعدها این دو سیستم بخواهند دوباره با هم ارتباط برقرار کنند دیگر نیاز به انجام گرفتن تمام مراحل نیست. چراکه ایندفعه سیستم‌ها یک ARP Table ساخته‌اند که مک آدرس‌‌ها درون آن قرار دارند.

 

arp table و عملکرد سويیچ‌ شبکه

 

انواع سوئیچ:

 

سوئیچ های ماژولار (Modular Switches):

سوئیچ‌های ماژولار این امکان را می‌دهند که در صورت لزوم یکسری ماژول را اضافه کنید و با تغییر الزامات شبکه ، انعطاف پذیری به شما می‌دهد. ماژول‌‌ها شامل مواردی برای فایروال‌ها ، اتصال بی‌سیم، آنالیزور شبکه، منبع تغذیه و یا فن‌های خنک کننده می‌باشند. این نوع سوئیچ بیشترین انعطاف‌پذیری را برای شما فراهم می کند اما با هزینه بیشتر.

 

سوئیچ تنظیم ثابت (Fixed Configuration Ethernet Switch)


سوئیچ‌های با پیکربندی ثابت که تعداد مشخصی از درگاه‌ها را ارائه می‌دهند و به‌طور معمول قابل ارتقا نیستند. همین مسئله باعث می‌شود در کل هزینه کمتری داشته باشند.

خود این نوع سوئیچ‌ها انواع مختلفی دارند:

 

  • سوئیچ غیرمدیریتی (Unmanaged Switches)

از این نوع سوئیچ‌ها به‌طور معمول برای ایجاد اتصالات پایه‌ای و ساده استفاده می‌شود و بصورت Plug & Play طراحی شده‌اند. هیچ پیکربندی لازم نیست. سوئیچ‌های غیرمدیریتی هنگامی که فقط به سوئیچینگ اصلی و اتصال نیاز دارید، بسیار موثر هستند. اغلب آنها را در شبکه های خانگی یا هرجایی که فقط به چند درگاه نیاز است استفاده می‌کنند و از لحاظ هزینه بهترین انتخاب در بین سوئیچ‌ها هستند.

 

  • سوییچ‌های مدیریتی (Managed Switches)

Managed Switch‌ها تمام ویژگی‌های سوئیچ‌های غیر‌مدیریتی را دارند اما توانایی کانفیگ و مدیریت و مانیتور کردن شبکه را هم برایتان فراهم می‌کنند. پس کنترل بیشتری روی داده انتقال یافته در شبکه دارید. البته زمان و پیچیدگی تنظیمات در این نوع سوئیچ‌ها از سوئیچ‌های غیرمدیریتی که Plug & Play هستند، بیشتر است. با سوئیچ‌های مدیریتی، می‌توانید هر پورت سوئیچ را با هر تنظیمی که می‌خواهید، تنظیم کنید. با این کار مانیتورینگ و پیکربندی شبکه به روش‌های مختلف قابل انجام است.

 

امنیت شبکه لایه بندی شده (قسمت اول)

 

  • سوئیچ‌های هوشمند (Smart Switches)

سوئیچ‌های هوشمند دارای قابلیت‌های ابتدایی مدیریتی هستند که برخی سطوح امنیتی را فراهم می‌کنند اما نسبت به دیگر سوئیچ‌های مدیریتی، دارای رابط مدیریتی آسان‌تری می‌باشد.

 


ذخیره مقاله:

اشتراک گذاری:




...

مهران زیدی

هم-بنیان‌گذار و عضو ارشد CGC

Working on ML


مطالب پیشنهادی



              
                 انواع پردازنده
انواع پردازنده(CPU)

اگر به دنبال پردازنده مناسب برای کامپیوتر شخصی خود هستید و نمیتوانید تصمیم بگیرید چه پردازنده‌ای انتخاب کنید چون اطلاعات کافی درباره هر کدام از آنها ندارید این مقاله به شما کمک خواهد کرد تا انتخابی انجام دهید که مورد رضایت شما باشد.


              
                 امنیت شبکه لایه بندی شده
امنیت شبکه لایه بندی شده (قسمت دوم)

پیش از این در مورد امنیت شبکه لایه بندی صحبت کردیم. در این مطلب موارد باقی مانده را ذکر میکنیم و با تکنولوژی‌های IDS و IPS آشنا خواهیم شد. اگر به شبکه علاقه مند هستید این مطلب را پیشنهاد می‌کنیم.


              
                 نرم افزار ادیت عکس
پنج اپلیکیشن کاربردی ادیت و طراحی عکس ساده برای کاربران آماتور

در این مطلب از جامعه گیک‌های کامپیوتر 5 مورد از بهترین اپلیکیشن‌ها و نرم افزارها که برای ادیت تصاویر استفاده می‌شوند را معرفی می‌کنیم.


نظری برای نمایش وجود ندارد. شما اولین نظر باشید.


ارسال دیدگاه

برای ثبت دیدگاه باید ابتدا وارد شوید