سوئیچ شبکه چگونه کار می کند : بررسی سوئیچ و نحوه کار آن
سوئیچ یکی از دستگاه های مهم در شبکه است. همانگونه که می دانید استفاده از هاب باعث ایجاد سربار زیاد در شبکه می شود و این مشکل را می توان با استفاده از سوئیچ حل کرد. به منظور آشنایی با سوئیچ و پاسخ به این سوال که سوئیچ شبکه چگونه کار می کند ، ابتدا انواع سوئیچ و لایه ای که سوئیچ در آن کار می کند را بررسی می کنیم.
سوئیچ غیرمدیریتی چیست؟
یک سوئیچ غیرمدیریتی به گونه ای طراحی شده که می توانید به سادگی آن را وصل کنید و بدون نیاز به پیکربندی کار می کند. سوئیچ غیر مدیریتی معمولا برای اتصال پایه ایاستفاده می شود. این سوئیچ ها اغلب در شبکه های خانگی یا هرکجا که چند پورت دیگر موردنیاز باشد مانند میز کار، آزمایشگاه یا یک اتاق کنفرانس استفاده می شود.
سوئیچ مدیریتی چیست؟
سوئیچ مدیریتی ویژگی های بیشتر و امنیت و انعطاف پذیری بیشتری برای شما فراهم می سازد. زیرا می توانید سوئیچ مدیریتی را متناسب با شبکه خود پیکربندی کنید. با این کنترل بیشتر، می توانید از شبکه خود محافظت کنید و کیفیت سرویس برای دسترسی به شبکه را بهبود دهید.
اترنت سوئیچ در لایه 2 (لایه پیوند داده)کار می کند.
برخلاف روترها، سوئیچ های اترنت بسته های IP را درک نمی کنند اما فریم ها را درک می کنند. ازآنجایی که بسته IP اطلاعاتی برای روتر است، یک فریم نیز دارای اطلاعاتی برای سوئیچ است.
منظور از فریم چیست؟
فریم بخشی از اطلاعاتی است که اجازه می دهدبسته بتواند رسانه خاصی را از رابط یک دستگاه به دیگری عبور دهد. اترنت بسیاری از پارامترهای دسترسی دستگاه ها به شبکه، نحوه اتصال کابلها و سرعت انتقال و نحوه سازماندهی بیت ها و آدرسها را بررسی می کند. بنابراین لایه 2 شدیدا مرتبط با نوع رسانه یا رابط دستگاه است. سوئیچ ها نیز در لایه 2 کار می کنند.
سوئیچ شبکه چگونه کار می کند ؟
هر دستگاه دارای آدرس فیزیکی بصورت کد هک شده است که MAC آدرس نامیده می شود. اگر کامپیوتر یک بسته IP را به کامپیوتر دیگری ارسال کند، آن را با فریم با استفاده از MAC آدرس، مقصد دستگاه B و آدرس MAC خود را به عنوان منبع بسته بندی و سپس ارسال می کند.
هنگامی که فریم به دستگاه B می رسد، جدا می شود و بسته IP دریافت می شود اما قبل از رسیدن به مقصد، از سوئیچ عبور می کند.
فرایند سوئیچینگ
هنگامیکه یک فریم به یک سوئیچ می رسد، سوئیچ باید فریم را ازطریق پورت مناسب هدایت کند، این راهنمایی مجدد سوئیچینگ نامیده می شود.
هنگامیکه یک فریم وارد سوئیچ پورت می شود، این سوئیچ جدول پویا را در حافظه ای بررسی می کند که جفت آدرسهای MAC و پورت فیزیکی را ذخیره می کند.
سوئیچ شبکه چگونه کار می کند
سوئیچ شبکه به بسته IP نگاه نمی کند و فریم را همانگونه که در MAC آدرس مقصد است ارسال می کند.
سوئیچ چگونه جدول را می سازد؟
سوئیچ، جفت پورت و MAC را در فرایندی بنام یادگیری MAC می آموزد: هنگامیکه یک فریم برای اولین بار وارد پورت سوئیچ می شود، سوئیچ MAC آدرس منبع درون فریم را بررسی می کند و آن را در کنار شماره پورتی که دریافت کرده بود ذخیره می کند.
سوئیچ شبکه چگونه کار می کند
این فرایند، جدولی را می سازد که بعنوان CAM (Content Addressable Memory) یا TCAM (Ternary Content Addressable Memory) شناخته می شود. و اما MAC آدرس های مقصد که هنوز برای سوئیچ شناحته شده نیستند چه می شود؟
MAC مقصد ناشناخته
سوئیچ شبکه چگونه کار می کند
در تصویر فوق، MAC آدرس دستگاه B برای سوئیچ هنوز شناخته شده نیست. اگر یک فریم به سمت این MAC دستگاه B هدایت شود، به پورت سوئیچ می رسد، سوئیچ جدول TCAM را می سازد و اگر MAC آدرس را نیابد، فریم را چندبرابر می کند و آن را به تمام پورتها ارسال می کند. تنها دستگاه B این فریم را بدرستی تفسیر خواهد کرد.
پس از اینکه دستگاه B فریم را به دستگاه A بازگرداند، سوئیچ MAC آدرس دستگاه B را یاد خواهد گرفت و آن را در جدول ذخیره می کند و فریم را بطور مستقیم به دستگاه A بدون نیاز به تکثیر آن ارسال می کند زیرا دارای MAC و پورت قبلی است (1 A).
سوئیچ ها و پخش ترافیک
سوئیچ ها بطور خاص ترافیک را پخش (broadcast) می کنند. فریم ها با MAC آدرس مقصد برای تمامی پورتها ارسال می شوند. از یک سو، ترافیک پخش برای عملیات اترنت مانند پروتکل ARP (ARP) بسیارمهم است.
از سوی دیگر، broadcast می تواند دلیل بروز مشکلات جدی در شبکه مانند طوفان های broadcast یا استفاده از ترافیک ناخواسته یا استفاده بیش از حد از منابع شود.
به همین دلیل، تقسیم بندی مناسب ترافیک در لایه 2، برای امنیت و همچنین قابلیت اطمینان شبکه بسیار مهم است.
