سوئیچ شبکه سخت افزار شبکه ای است که دستگاه های موجود در شبکه رایانه ای را به هم با استفاده از، سوئیچینگ بسته های داده جهت دریافت و ارسال به دستگاه مقصد، متصل می کند.سوئیچ شبکه یک پل شبکه چند پورت است که از آدرس MAC برای انتقال داده ها در لایه پیوند داده (لایه 2) مدل OSI استفاده می کند. برخی از سوئیچ ها همچنین می توانند داده ها را در لایه شبکه با قابلیت مسیریابی (Routing)، هدایت کنند. چنین سوئیچ هایی معمولاً به عنوان سوئیچ های لایه 3 یا سوئیچ های چند لایه شناخته می شوند.
سوئیچ های اترنت رایج ترین شکل سوئیچ شبکه هستند. اولین سوئیچ اترنت توسط Kalpana در سال 1990 ارائه شد. همچنین سوئیچ ها برای انواع دیگر شبکه ها از جمله کانال فیبر نوری، حالت انتقال ناهمزمان و InfiniBand وجود دارد.برخلاف هاب های تکرار شونده معمولی، که داده ها را از هر پورت به صورت یکسانی پخش می کنند و به دستگاه ها اجازه می دهند از چه داده مورد نیازی استفاده کنند، یک سوئیچ شبکه داده ها را فقط به دستگاه هایی که می خواهند داده مورد نیاز را دریافت کنند، هدایت می کند.
بررسی اجمالی
سوئیچ 8 پورتسوئیچ وسیله ای در شبکه رایانه ای است که سایر دستگاه ها را به یکدیگر متصل می کند. چندین کابل شبکه به سوئیچ متصل می شوند تا ارتباط بین دستگاه های مختلف شبکه را برقرار کنند. سوئیچ ها با انتقال یک بسته شبکه دریافتی فقط به یک یا چند دستگاهی که بسته برای آنها در نظر گرفته شده است، جریان داده ها را از طریق شبکه مدیریت می کنند. هر دستگاه شبکه متصل به یک سوئیچ را می توان با آدرس شبکه آن شناسایی کرد. حداقل و حداکثر جریان ترافیک، افزایش امنیت و کارآیی شبکه زیر نظر سوئیچ، هم به صورت سخت افزاری و هم نرم افزاری (پروتکل ها) انجام می شود.
یک سوئیچ، هوشمندتر از یک هاب اترنت است. هاب اترنت به سادگی بسته ها را از هر درگاه (پورت)، به جز درگاهی که بسته بر روی آن دریافت شده است، دوباره انتقال می دهد؛ زیرا قادر به تشخیص گیرنده های مختلف نیست و به طور کلی بازده کمتری در شبکه دارد.
یک سوئیچ اترنت در لایه پیوند داده مدل OSI کار می کند تا یک دامنه برخورد (Collision Domain) جداگانه برای هر پورت سوئیچ ایجاد کند. سوئیچ شبکه به خودی خود پردازشی بروی محتوای داده ها ندارد و فقط برای انتقال داده ها بین سوئیچ ها و یا دستگاه های متصل به سوئیچ مانند رایانه، لپتاپ، دی وی ار، ان وی ار، اکسس پوینت ها، تلفن VOIP، پرینتر شبکه، مودم شبکه، کنسول های بازی و هر دستگاهی که با پورت شبکه بتواند به یک سوئیچ متصل شود، مدیریت و بهترین مسیریابی را پردازش می کند. هر دستگاهی که به پورت سوئیچ متصل است می تواند در هر زمان داده را به هر پورت دیگر منتقل کند و انتقال ها تداخلی در کار یکدیگر ایجاد نمی کنند.
تقسیم بندی ارتباطات شامل استفاده از یک سوئیچ برای تقسیم دامنه برخورد (Collision Domain) بزرگ تر به قسمتهای کوچک تر به منظور کاهش احتمال برخورد و بهبود عملکرد کلی شبکه است که هر دستگاه روی یک درگاه اختصاصی سوئیچ قرار دارد. برخلاف هاب اترنت، در هر یک از درگاه های سوئیچ یک دامنه برخورد جداگانه وجود دارد. این ویژگی اجازه می دهد تا رایانه ها پهنای باند اختصاصی را روی اتصالات نقطه به نقطه (Point-to-Point) شبکه و همچنین در حالت دو طرفه کامل (Full-duplex) اجرا کنند. حالت Full-duplex در هر دامنه برخورد فقط یک فرستنده و یک گیرنده دارد که برخورد را غیرممکن می کند.
سوئیچ شبکه در اکثر شبکه های محلی اترنت نقش اساسی دارد. شبکه های محلی با اندازه متوسط تا بزرگ حاوی تعدادی سوئیچ مدیریت شده مرتبط هستند. شبکه های کوچک اداری و خانگی معمولاً از یک سوئیچ یا یک وسیله چند منظوره مانند یک Getway محلی برای دسترسی به اینترنت ADSL فعال در یک شبکه مجتمع مسکونی و یا اداری استفاده می کنند.یک سوئیچ پیشرفته ممکن است برق را روی اترنت (PoE) پیاده سازی کند، که از نیاز دستگاه هایی به آداپتور، مانند دوربین مداربسته تحت شبکه، تلفن VoIP یا اکسس پوینت برای داشتن منبع تغذیه جداگانه جلوگیری می کند. از آنجا که سوئیچ ها می توانند متصل به منبع تغذیه بدون وقفه (UPS) شوند، دستگاه متصل می تواند حتی در صورت قطع برق عادی دفتر، کار خود را ادامه دهد.
انواع سوئیچ شبکه
از لحاظ شکل ظاهری
سوئیچ ها به شکل های مختلفی در دسترس هستند، از جمله سوئیچ های معمولی رومیزی (Desktop) که معمولاً برای استفاده در یک خانه یا محل کار خارج از محفظه یا رک تجهیزات در نظر گرفته شده اند. حالت دیگر سوئیچ های قابل نصب در رک (Rack Mount) است و برای استفاده در رک تجهیزات یا محفظه ریل DIN نصب شده برای استفاده در محیط های صنعتی کاربرد دارد.
سوئیچ هایی با اندازه کوچک (فقط 4 پورت)، قابل نصب در داخل داکت کابل است و به راحتی می توان با یک جانمایی صحیح، سوئیچ را از دسترس افراد حاظر در محیط، خارج کرد.سوئیچ های نصب شده روی رک ممکن است در ابعاد مختلف که با واحد یونیت (Unit) شناخته می شود، بسته به نیاز شبکه و تعداد گره های شبکه (کاربران) متفاوت باشد.
از لحاظ گزینه های پیکربندی
Unmanaged switches: سوئیچ های غیر مدیریتی یا همان معمولی هیچ قابلیتی برای پیکربندی ندارند. آنها پس از فعال شدن در شبکه، بدون هیچ گونه تنظیمات نرم افزاری آماده به کار هستند که اصطلاحاً به این گونه دستگاه ها Plug and Play می گویند. آنها به طور معمول کم هزینه ترین و ارزانترین سوئیچ ها هستند و به همین دلیل اغلب در یک محیط کوچک دفتر کار / خانه استفاده می شوند. سوئیچ های غیر مدیریتی می توانند به طور مستقل یا داخل رک نصب شوند.
Managed switches: سوئیچ های مدیریتی دارای یک یا چند روش برای تغییر عملکرد سوئیچ هستند. روشهای معمول مدیریت عبارتند از: یک رابط خط فرمان (CLI) که از طریق serial console و هچنین telnet یا Secure Shell قابل دسترسی است، یک پروتکل مدیریت شبکه ساده (SNMP) تعبیه شده در سوئیچ، امکان مدیریت از یک ریموت کنسول یا ایستگاه مدیریتی یا یک رابط وب (مدیریت از طریق یک مرورگر)، را ارائه می دهد. نمونه هایی از تغییرات پیکربندی که می توان از طریق سوئیچ مدیریتی انجام داد عبارتند از: فعال کردن امکاناتی مانند Spanning Tree Protocol یا Port Mirroring، تنظیم پهنای باند پورت، ایجاد یا تغییر شبکه های محلی مجازی (VLAN) و غیره. دو زیر مجموعه سوئیچ مدیریتی با نام های Smart و Enterprise است.
Smart switches: سوئیچ های هوشمند (معروف به Intelligent Switches) سوئیچ های مدیریت شده ای با مجموعه محدودی از ویژگی های مدیریتی هستند. به همین ترتیب، سوئیچ های "web-managed" سوئیچ هایی هستند که در بازار بین غیر مدیریتی و مدیریتی قرار می گیرند. با قیمتی بسیار کمتر از یک سوئیچ کاملاً مدیریتی، که این سوئیچ ها یک رابط وب (و معمولاً فاقد دسترسی به CLI) فراهم می کنند و امکان پیکربندی تنظیمات پایه مانند VLAN، پهنای باند پورت و duplex را فراهم می کنند.
Enterprise managed switches: سوئیچ های مدیریتی Enterprise (معروف به Managed Switches) دارای مجموعه کاملی از ویژگی های مدیریتی، از جمله CLI، پروتکل SNMP و رابط وب (Web Interface) هستند. آنها ممکن است دارای ویژگیهای دیگری برای تغییر تنظیمات باشند مانند امکان نمایش، اصلاح، پشتیبان گیری و بازیابی تنظیمات. در مقایسه با سوئیچ های هوشمند، سوئیچ های Enterprice دارای ویژگی های بیشتری هستند که می توانند سفارشی یا بهینه شوند و به طور کلی گرانتر از سوئیچ های Smart هستند. سوئیچ های Enterprice معمولاً در شبکه هایی با تعداد زیادی از سوئیچ ها و کانکشن ها یافت می شوند، جایی که مدیریت متمرکز، صرفه جویی قابل توجهی در وقت و تلاش ادمین شبکه فراهم می آورند. سوئیچ های Stackable نمونه ای از یک سوئیچ Enterprise-Managed است.
تعدادی از ویژگی های سوئیچ مدیریتی
از لحاظ تعدا پورت
تمامی برندهای سوئیچ شبکه از یکسری استانداردها برای تعیین تعداد پورت سوئیچ، پیروی می کنند. در سوئیچ از لحاظ فیزیکی دو نوع پورت وجود دارد: اترنت و فیبر نوری؛ و از نظر ورود/خروج داده به دو نوع ورودی و Uplink دسته بندی می شوند.حال در بخش پورت های ورودی بسته به نوع سوئیچ از پورت اترنت یا فیبر نوری (SFP) استفاده می شود و در بخش خروجی سوئیچ یا پورت Uplink از اترنت یا فیبر نوری و یا ترکیبی از این دو پورت استفاده می شود.
از لحاظ تعداد پورت ورودی به 4 پورت، 8 پورت، 16 پورت و 24 پورت دسته بندی شده و از لحاظ تعداد پورت Uplink به صورت تک پورت، دو پورت و چهار پورت برای خروجی داده های دریافتی سوئیچ می باشد.میزان تعداد پورت های Uplink در یک سوئیچ بستگی به تعداد ورودی پورت ها دارد. به عنوان مثال یک سوئیچ 4 پورت اترنت دارای یک و یا دو پورت اترنت برای Uplink است و نیازی به چهار پورت Uplink ندارد. در نتیجه تعداد پورت های Uplink متناسب با تعداد پورت های ورودی است. در زیر نمونه هایی از سوئیچ ها با تعداد پورت ورودی/خروجی مشخص شده است:
از لحاظ سرعت
ارسال داده در سوئیچ به صورت ارسال فریم در لایه Data link انجام می شود. سرعت ارسال داده براساس نرخ حجم فریم ها دسته بندی می شود؛ که از 3 ظرفیت 10Mbps و 100Mbps و 1000Mbps به صورت یک استاندارد ثابت برای تعیین سرعت انتقال داده بین سوئیچ و دستگاه متصل از طریق پورت های ورودی و Uplink، استفاده می شود.در نسل های اولیه سرعت 10 مگابیت بر ثانیه در سوئیچ، مبنای ارسال داده بود ولی امروزه از استاندارد 10/100 مگابیت بر ثانیه در سوئیچ ها و برای دستیابی به سرعت بالاتر جهت ارسال حجم بیشتر داده از سرعت 1000 مگابیت بر ثانیه که معادل ارسال یک میلیون بیت در ثانیه است، استفاده می شود.
سوئیچ های 10/100Mbps که به عنوان سوئیچ های معمولی نام برده می شوند از 4 پورت تا 24 پورت و همچنین سوئیچ های 10/100/1000Mbps که با نام سوئیچ های گیگ شناخته می شوند از 4 پورت تا 24 پورت پشتیبانی می کنند. در نظر داشته باشید در سوئیچ های شبکه گیگ به دلیل اینکه ورودی پورت ها تا سقف 1000مگابایت می باشد، خروجی یا همان Uplink هم می بایست گیگ باشد؛ چون پورت Uplink خروجی معادل کل پورت های ورودی است و این حجم بالای داده، نیازمند ظرفیت حداکثری برای ارسال داده است. اما این وضعیت در سوئیچ های 10/100Mbps شبکه، چون حداکثر ظرفیت ورودی 100 مگابایت است، پس نیازی به Uplink گیگ در سوئیچ های 4 پورت و 8 پورت نمی باشد. سوئیچ های 16 پورت و 24 پورت هم به صورت مجزا، هم از Uplink گیگ و هم از خروجی 10/100Mbps پشتیبانی می کنند.
کاربرد سوئیچ (در دوربین مداربسته)
یک قطعه سخت افزاری در تمامی دستگاه های الکترونیکی اگر وجود داشته باشد، آن دستگاه می تواند به یک شبکه متصل شود و آن قطعه کارت شبکه است. کارت شبکه قطعه ای کوچک است و بروی بورد اصلی سوار و دارای یک پورت RJ45 برای اتصال کابل شبکه می باشد.سوئیچ شبکه همانطور که گفته شد پردازشی بروی اطلاعات ندارد و صرفاً یک پل ارتباطی یا مرکز سوئیچینگ، جهت اتصال دستگاه های مختلف به یک شبکه است. سوئیچ شبکه محدودیتی در پذیرش نوع دستگاه ها ندارد مثلاً به یک سوئیچ 8 پورت می تواند چهار لپ تاپ، یک تلفن شبکه VOIP، یک دستگاه DVR، یک سیستم دزدگیر و یک مودم اینترنت ADSL متصل شود و پورت Uplink این سوئیچ به یک سرور متصل باشد.
دوربین های مداربسته دارای قابلیت نظارت و مدیریت از راه دور بروی شبکه هستند و برای ارتباط بین کاربر و دستگاه DVR یا NVR، دستگاه ضبط باید به شبکه داخلی دارای اینترنت متصل باشد و این ارتباط با سوئیچ امکان پذیر است؛ پس سوئیچ شبکه در سیستم های نظارتی نقش بسیار مهمی دارد و انتخاب مناسب آن با نیاز پروژه، کارآیی و فعال بودن 24 ساعته نظارت را ضمانت می کند. دوربین های مداربسته آنالوگ HD و دوربین های مداربسته تحت شبکه هر دو از قابلیت اتصال به سوئیچ شبکه پشتیبانی می کنند، اما دوربین مداربسته تحت شبکه برای راه اندازی نیاز به سوئیچ شبکه دارد.
هر دوربین مداربسته تحت شبکه بر خلاف دوربین های AHD، TVI، CVI که دارای کابل کواکسیال با فیش BNC است، از کابل شبکه با سوکت RJ45 برای خروجی تصویر هر دوربین مداربسته استفاده می کند. عملکرد سوئیچ شبکه اترنت در این سری از دوربین ها به این صورت است که هر دوربین مداربسته تحت شبکه به یک پورت سوئیچ متصل شده و از پورت Uplink سوئیچ اترنت یک کابل شبکه مستقیماً به پورت شبکه دستگاه ضبط NVR متصل می شود، و ارتباط صوتی/تصویری بین دوربین ها و دستگاه NVR برقرار می شود.
|
|
|
|
| نماد اعتماد الکترونیک | نشان ملی ثبت | گواهی شامد ارشاد |
© کلیه حقوق مادی و معنوی این وب سایت متعلق به داده پردازان هومان پویان می باشد.
