سوئیچ شبکه چیست؟ انواع سوئیچ شبکه به زبان ساده

سوئیچ شبکه چیست و چه کاری انجام می‌دهد؟ سوئیچ وسیله‌ای است که دستگاه‌های مختلف یک شبکه را به همدیگر وصل می‌کند. اگر قصد داشته باشید در یک شبکه داخلی، داده‌ها را از یک دستگاه به دستگاه دیگر بفرستید، سوئیچ داده‌ها را مستقیم برای مقصد موردنظر شما ارسال می‌کند. برای نمونه، اگر در شبکه داخلی خانه یا شرکت که شامل چند دستگاه است، قصد پرینت گرفتن داشته باشید، سوئیچ اطلاعات را از کامپیوتر می‌گیرد و به طور مستقیم برای پرینتر ارسال می‌کند.

معمولا در مجموعه‌های کوچک یا خیلی کوچک، سوئیچ به عنوان دستگاه مستقل وجود ندارد و با دستگاه‌های دیگر مثل روتر ترکیب شده است، اما هرچه مجموعه بزرگ‌تر و کار آن پیچیده‌تر شود، به سوئیچ‌های پیشرفته‌تری نیاز است.  

در مجموع، سوئیچ‌‌ها به عنوان ستون اساسی شبکه شناخته می‌شوند که با هدایت دقیق بسته‌های داده به مقصد موردنظر، به کاهش ازدحام شبکه کمک کرده و اطمینان می‌دهند که اطلاعات با سرعت و کارایی بالا منتقل می‌شوند.

علاوه بر این، سوئیچ‌ها به عنوان بخشی از سیستم‌های امنیتی پیچیده عمل می‌کنند و از داده‌ها و دستگاه‌های متصل به شبکه در برابر حملات احتمالی مراقبت می‌کنند. در نتیجه، سوئیچ‌ها نه تنها به بهبود عملکرد و کارایی کمک می‌کنند، بلکه به عنوان سدی دفاعی در برابر تهدیدات دیجیتالی عمل می‌نمایند.

مشاوره با کارشناسان ایده‌آل گستر

تعریف سوئیچ شبکه

سوئیچ شبکه یک دستگاه سخت‌افزاری است که در شبکه‌های کامپیوتری برای اتصال دستگاه‌های مختلف به یکدیگر به کار می‌رود. این دستگاه با استفاده از آدرس MAC، اطلاعات را بین دستگاه‌های متصل به شبکه انتقال می‌دهد.

تفاوت سوئیچ با هاب

هاب (Hub) دستگاه‌های یک شبکه را به همدیگر وصل می‌کند، با این تفاوت که اگر قصد داشته باشید از دستگاه A اطلاعات را به دستگاه B بفرستید، هاب اطلاعات را از دستگاه A می‌گیرد و برای تمام دستگاه‌های موجود در شبکه می‌فرستد ولی فقط دستگاه B می‌تواند آن را پردازش کند. اما سوئیچ، اطلاعات را از A می‌گیرد و فقط برای B می‌فرستد. به این ترتیب، جلوی ترافیک غیرضروری در شبکه گرفته می‌شود.

این تفاوت اساسی باعث می‌شود که سوئیچ‌ها برای محیط‌های شبکه‌ای که نیاز به امنیت و کارایی بیش‌تری دارند، ایده‌آل باشند. همچنین، سوئیچ‌ها معمولا دارای قابلیت‌های مدیریتی هستند که به متخصصان شبکه اجازه می‌دهد تا ترافیک شبکه را کنترل کرده و سیاست‌های امنیتی را روی آن اعمال کنند.

تفاوت سوئیچ با روتر

تفاوت بین روتر و سوئیچ را در جدول زیر می‌بینید:

نکته: شبکه گسترده یا WAN از اتصال چند شبکه داخلی یا LAN ساخته می‌شود.

نکته: برای اتصال به اینترنت به روتر نیاز دارید چون شبکه داخلی شما و اینترنت، دو شبکه مجزا محسوب می‌شوند.

انواع سوئیچ شبکه

سوئیچ‌ها بر اساس امکانات، لایه فعالیت و سطح عملکرد می‌توانند دسته‌بندی شوند. در ادامه، انواع سوئیچ‌ها را بر اساس دسته‌بندی‌های متفاوت آن‌ها معرفی می‌کنیم.

انواع سوئیچ شبکه بر اساس امکانات

چند تا از مهم‌ترین سوئیچ‌های شبکه بر اساس امکاناتی که در اختیار شما می‌گذارند، به این ترتیب هستند:

1. سوئیچ شبکه غیرمدیریتی یا Unmanaged Switch

یک مدل سوئیچ ساده است که کافی است کابل شبکه را به آن وصل کنید تا به کار بیفتد. معمولا مدیر شبکه باید به‌طور حضوری، تغییرات موردنظرش را روی سوئیچ اعمال کند و امکان تنظیم از راه دور ندارد. در مجموع، اگر به یک سوئیچ نیاز دارید تا کارهای اصلی و اولیه شبکه را بدون تنظیمات خاصی انجام دهد، سوئیچ غیرمدیریتی بهترین محصول برای شما است.

2. سوئیچ شبکه مدیریتی یا Managed Switch

سوئیچ‌های مدیریتی معمولا دارای سیستم عامل هستند و می‌توان عملکرد آن‌ها را بر اساس نیاز شبکه تنظیم کرد. این سوئیچ به شما کنترل کاملی روی ترافیک شبکه می‌دهد و می‌توانید آن را به گونه‌ای تنظیم کنید که انتقال داده در شبکه با بیش‌ترین بازده همراه باشد.

سوئیچ مدیریتی امکانات بسیار زیادی در اختیار شما قرار می‌دهد، ضمن اینکه می‌توانید آن را از راه دور هم کنترل کنید. در نتیجه، قیمت بالاتری دارد.

3. سوئیچ هوشمند یا Smart Switch

سوئیچ هوشمند یک نوع سوئیچ مدیریتی ولی با امکانات کمتر و در نتیجه با قیمت مناسب‌تر است.

4. سوئیچ PoE

PoE مخفف power over Ethernet است. اگر با محدودیت کابل‌کشی و برق‌رسانی مواجه هستید، این انتخاب خوبی است. سوئیچ PoE، برق را از طریق کابل شبکه به دستگاه‌ها می‌رساند و آن‌ها را از وصل شدن به پریز برق بی‌نیاز می‌کند.

انواع سوئیچ شبکه بر اساس لایه فعالیت

بر اساس مدل OSI، شبکه 7 لایه دارد که هرکدام وظیفه خاصی در انتقال داده برعهده دارند. سوئیچ‌ها معمولا در لایه دوم (لایه پیوند داده‌ها) و لایه سوم (لایه شبکه) عمل می‌کنند.

لایه ۲: خیلی از سوئیچ‌های مدیریتی و غیرمدیریتی در این لایه فعالیت می‌کنند. از ویژگی‌های آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• مدیریت شبکه‌های ساده
• اتصال دستگاه‌های انتهایی شبکه مانند کامپیوترها، پرینترها و دوربین‌ها
• استفاده از آدرس MAC
• ارزان‌تر از سوئیچ‌های لایه ۳

لایه ۳: سوئیچ‌های مسیریاب هستند که علاوه بر کارهای سوئیچ، مثل روتر قادر به مسیریابی نیز هستند. از ویژگی‌های آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• مدیریت شبکه‌های بزرگ و پیچیده
• استفاده از آدرس MAC و آدرس IP (می‌توانید در مقاله آدرس IP چیست؟ با IP بیش‌تر و بهتر آشنا شوید.)
• کاهش نیاز به روتر

انواع سوئیچ شبکه بر اساس سطح عملکرد

اگر شبکه را بر اساس عملکرد آن سطح‌بندی کنیم، سه لایه مختلف ایجاد می‌شود: لایه دسترسی، لایه توزیع و لایه هسته. معمولا در هر لایه به سوئیچ خاصی نیاز است:

سوئیچ دسترسی (Access Switch): این نوع سوئیچ‌ها برای اتصال دستگاه‌هایی مانند کامپیوتر، گوشی، پرینتر و دوربین به شبکه استفاده می‌شوند. معمولا این سوئیچ در شبکه بیش‌ترین تعداد را دارد.

سوئیچ‌ توزیع (Distribution Switch): این نوع سوئیچ‌ها واسطه هستند و بین سوئیچ‌های لایه دسترسی و لایه هسته، وظیفه توزیع داده‌ها را بر عهده می‌گیرند.

سوئیچ‌ مرکزی یا هسته (Core Switch): این نوع سوئیچ‌ها در مرکز شبکه قرار می‌گیرند و به عنوان مغز شبکه عمل می‌کنند. معمولا کم‌ترین تعداد را دارند.

سوئیچ دسترسی در مقابل سوئیچ مرکزی

هرچه سوئیچ در لایه‌های پایین‌تری قرار گیرد، دستگاه‌های بیشتری را به هم متصل می‌کند. بنابراین، تفاوت بزرگی در تعداد پورت‌ها بین سوئیچ دسترسی و سوئیچ مرکزی یا سوئیچ هسته وجود دارد. بیش‌تر سوئیچ‌های دسترسی باید تجهیزات مختلف کاربر نهایی، از تلفن ویپ گرفته تا کامپیوترها، دوربین‌ها و غیره را متصل کنند، در حالی که سوئیچ مرکزی ممکن است تنها به چند سوئیچ توزیع متصل باشد.

در همین حال، هرچه سوئیچ در لایه بالاتری قرار گیرد، به سرعت پورت بیش‌تری نیاز دارد. سوئیچ دسترسی برای سوئیچ مرکزی همانند رودخانه‌ای است که به دریا می‌ریزد، چرا که دومی از توان پردازش بیش‌تری برخوردار است. بیش‌تر سوئیچ‌های دسترسی دارای پورت‌های مسی 10/100/1000Mbps هستند، در حالی که سوئیچ‌های مرکزی معمولا پورت‌های فیبر نوری 10Gbps و 100Gbps دارند.

سوئیچ دسترسی در مقابل سوئیچ توزیع

از آنجا که سوئیچ دسترسی دستگاه‌ها را به شبکه متصل می‌کند، بی‌تردید از ویژگی‌هایی همچون امنیت پورت، VLANها، اترنت سریع/اترنت گیگابیتی و غیره پشتیبانی می‌کند.

سوئیچ توزیع که عمدتا مسوول مسیریابی و اعمال سیاست‌های مدیر شبکه در ایجاد دسترسی و اتصال است، خدماتی که سطح بالاتری دارند را ارائه می‌دهد، مانند فیلتر کردن بسته‌ها، QoS و… در مجموع، سوئیچ دسترسی معمولا یک سوئیچ لایه 2 است و سوئیچ توزیع یک سوئیچ لایه 3 است.

ویژگی‌های مهم سوئیچ شبکه

1. تعداد و انواع پورت‌ها
باید بر اساس نیاز شبکه ببینید سوئیچ موردنظر شما چه پورت‌هایی لازم دارد: اترنت یا فیبر نوری. پورت‌های مسی اترنت برای ارتباطات استاندارد هستند، در حالی که پورت‌های فیبر نوری برای اتصال‌های پرسرعت و مسافت طولانی به‌کار می‌روند. سوئیچ‌های ترکیبی یا هیبریدی، هر 2 مدل پورت را با هم دارند.

2. سرعت و پهنای باند
سوئیچ‌های گیگابیتی برای کاربردهای عمومی مناسب هستند، در حالی که سوئیچ‌های 10 گیگابیتی برای انتقال داده‌های حجیم و برنامه‌های حساس طراحی شده‌اند. در هر حال، باید سوئیچی را انتخاب کنید که نیازهای شبکه شما را برطرف کند، ضمن این‌که در صورت گسترش شبکه، با نیازهای آینده هم همخوانی داشته باشد. 

3. قابلیت QoS و PoE

امکان Quality of Service یا QoS باعث می‌شود دستگاه‌ها و برنامه‌های مهم در اولویت قرار گیرند و پهنای باند و امکانات لازم را دریافت کنند تا کار خود را به درستی انجام دهند. PoE هم این امکان را می‌دهد که دستگاه‌ها برق موردنیاز خود را از کابل شبکه بگیرند و نیاز به منبع برق جداگانه کم شود.

4. ویژگی‌های امنیتی و VLAN

امنیت در سوئیچ شبکه یکی از مباحث مهم مربوط به سوئیچ‌ها است. قابلیت سوئیچ برای فیلتر کردن آدرس‌های MAC و پشتیبانی از VLAN به مدیران شبکه این امکان را می‌دهد که دسترسی به شبکه را کنترل کرده و امنیت آن را افزایش دهند. برای نمونه، با فیلتر کردن آدرس‌های MAC، می‌توان جلوی دسترسی غیرمجاز را گرفت. VLAN هم امکان ساخت شبکه مجازی است که یک قابلیت بسیار مهمی به‌ویژه در شبکه‌های بزرگ و پیچیده محسوب می‌شود.

با ساخت شبکه مجازی، بدون این‌که نیاز به تغییر در ساختار فیزیکی شبکه باشد، شبکه فیزیکی به واحدهای کوچک‌تر مجازی تقسیم می‌شود. به این ترتیب، دستگاه‌های موجود در هر VLAN قادر به ارتباط مستقیم با VLAN دیگر نیستند. این مساله هم امنیت شبکه را بالا می‌برد و هم ترافیک غیرضروری را کم می‌کند.

چگونه سوئیچ مناسب را انتخاب کنیم؟

برای انتخاب سوئیچ مناسب باید مواردی که در قسمت «ویژگی‌های مهم سوئیچ شبکه» ذکر شد را در نظر بگیرید، اما 2 مورد زیر به طور خاص اهمیت زیادی دارند: 

تعداد پورت‌ها

تعداد پورت‌ها یکی از مشخصات مهم در هنگام انتخاب سوئیچ مناسب است. تعداد پورت‌ها تعیین می‌کند که چه تعداد دستگاه می‌تواند به طور مستقیم به سوئیچ متصل شود. سوئیچ‌های مناسب مجموعه‌های کوچک تا 24 پورت دارند، سوئیچ‌های مجموعه‌های بزرگ 48 یا 96 پورت دارند اما ممکن است سوئیچ‌های مورد استفاده در دیتاسنترها صدها پورت داشته باشند.

سرعت انتقال داده‌ها

معمولا سوئیچ‌ها از نظر سرعت در این چند دسته قرار می‌گیرند:

1. سوئیچ 100: سوئیچ Fast Ethernet یا 10/100 که تا 100 مگابیت بر ثانیه اطلاعات را منتقل می‌کند و مناسب مجموعه‌های کوچک است.

2. سوئیچ 1000: سوئیچ گیگابیت یا 10/100/1000 که تا هزار مگابیت (یک گیگابیت) اطلاعات را در ثانیه منتقل می‌کند و مناسب شبکه‌های بزرگ است.

3. سوئیچ 10G: سوئیچ شبکه 10 گیگابیت یا 10/100/1000/10000 که تا 10 هزار گیگابیت اطلاعات را در ثانیه منتقل می‌کند و مناسب مجموعه‌ها و سازمان‌های خیلی بزرگ است.

البته سوئیچ‌های دیگری نیز وجود دارد اما این‌ها رایج‌تر هستند.

سوئیچ‌های مجازی

سوئیچ‌های مجازی و نرم‌افزار محور که اغلب در شبکه‌های تعریف شده توسط نرم‌افزار (SDN) استفاده می‌شوند، نقش مهمی در انعطاف‌پذیری و مدیریت پیشرفته شبکه‌های کامپیوتری دارند. این سوئیچ‌ها به جای اینکه دارای سخت‌افزار فیزیکی باشند، به صورت نرم‌افزاری عمل می‌کنند. البته سوئیچ مجازی نیاز به سوئیچ فیزیکی را از بین نمی‌برد، بلکه ماشین‌های مجازی را به هم و به شبکه فیزیکی وصل می‌کند. 

ویژگی‌های کلیدی سوئیچ‌های مجازی

مدیریت متمرکز: با استفاده از SDN Controller، مدیریت شبکه به صورت متمرکز انجام می‌شود، که این امر به کارشناسان شبکه اجازه می‌دهد تا تغییرات را به سرعت و به صورت یکپارچه اعمال کنند.

انعطاف‌پذیری بالا: سوئیچ‌های مجازی قابلیت تطبیق با نیازهای متغیر شبکه را دارند و می‌توانند به سرعت برای پشتیبانی از سرویس‌های جدید یا تغییرات در توپولوژی شبکه تنظیم شوند.

پشتیبانی از مجازی‌سازی: این سوئیچ‌ها امکان پشتیبانی از سرورهای مجازی و تجهیزات ذخیره‌سازی را فراهم می‌آورند، که برای دیتاسنترهای مدرن بسیار مهم است.

API‌های قابل برنامه‌ریزی: با استفاده از Southbound و Northbound APIs، امکان ارتباط بین لایه‌های مختلف شبکه و برنامه‌های کاربردی فراهم می‌شود، که این به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا شبکه را بر اساس نیازهای خاص خود شکل دهند.

سوئیچ‌های مجازی به شبکه‌ها اجازه می‌دهند تا با سرعت و انعطاف‌پذیری بیش‌تری پاسخگوی نیازهای مدرن باشند و مدیریت شبکه را به شیوه‌ای کارآمدتر انجام دهند.

مشاوره با کارشناسان ایده‌آل گستر

شماره تماس کارشناسان ایده‌آل گستر: 02181010

پرسش های متداول