سوئیچ شبکه چیست؟انواع سوئیچ شبکه

سوئیچ شبکه تجهیزاتی است که به دو یا چند دستگاه فناوری اطلاعات مانند رایانه اجازه می دهد تا با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. اتصال چندین دستگاه IT به یکدیگر یک شبکه ارتباطی ایجاد می کند. محاسبات، چاپ، سرور، ذخیره فایل، دسترسی به اینترنت و سایر منابع IT را می توان در سراسر شبکه به اشتراک گذاشت.

دستگاه های IT با تبادل “بسته های” داده از طریق شبکه ارتباط برقرار می کنند. سوئیچ های اساسی بسته ها را از یک دستگاه به دستگاه دیگر منتقل می کند، در حالی که عملیات پیچیده تر (مانند تصمیم گیری در مورد اینکه آیا یک بسته مجاز است به مقصد مورد نظر خود برسد) به طور سنتی دامنه سایر انواع دستگاه های شبکه است.

سوئیچ ها می توانند به شکل یک دستگاه اختصاصی باشند یا می توانند جزئی از تجهیزات دیگر مانند مسیریاب های شبکه و نقاط دسترسی بی سیم (APs) باشند که عملیات روی بسته های داده را انجام می دهند. فناوری سوئیچینگ پایه ده ها سال است که وجود داشته است و یکی از اجزای اساسی همه شبکه های فناوری اطلاعات مدرن از جمله اینترنت است.

سوئیچ ها چه مشکلاتی را حل می کنند؟

سوئیچ شبکه، کاربران، برنامه ها و تجهیزات را در سراسر یک شبکه به هم متصل می کند تا بتوانند با یکدیگر ارتباط برقرار کرده و منابع را به اشتراک بگذارند. ساده‌ترین سوئیچ‌های شبکه، اتصال منحصراً به دستگاه‌های موجود در یک شبکه محلی (LAN) را ارائه می‌دهند. سوئیچ‌های پیشرفته‌تر می‌توانند دستگاه‌ها را از چندین شبکه محلی متصل کنند و حتی ممکن است عملکردهای اساسی امنیت داده را در خود جای دهند.

در سوئیچ های پیشرفته تر، توابع فراتر از اتصال ساده LAN اغلب زیرمجموعه ای از مواردی هستند که معمولاً در سایر دستگاه های شبکه مانند روترها و فایروال ها یافت می شوند. علی‌رغم قابلیت‌های پیشرفته این سوئیچ‌ها، همچنان به آنها «سوئیچ» می‌گویند، زیرا هدف اصلی آنها اتصال دستگاه‌ها به یکدیگر به عنوان بخشی از شبکه فناوری اطلاعات است.

نقش مهم سوئیچ پیشرفته توانایی ایجاد “شبکه های مجازی” است. شبکه های مجازی بر اساس پیکربندی های ارائه شده توسط مدیران شبکه، گروه هایی از سیستم های شبکه را از یکدیگر جدا می کنند. این قابلیت به تعداد زیادی از سیستم‌ها اجازه می‌دهد تا به یک شبکه فیزیکی متصل شوند در حالی که سیستم‌های خاصی را به‌طور ایمن از بقیه تقسیم می‌کنند. انواع شبکه‌های مجازی شامل شبکه‌های خصوصی مجازی (VPN)، شبکه‌های محلی مجازی (VLAN) و شبکه‌های محلی توسعه‌پذیر مجازی VPN-Ethernet (EVPN-VXLAN) هستند که همگی به طور منظم در شبکه‌های متوسط و بزرگ استفاده می‌شوند. EVPN-VXLAN یک پیاده سازی فزاینده رایج از تقسیم بندی شبکه در شبکه های سازمانی مدرن است.

سوئیچ های شبکه دارای طیف گسترده ای از سرعت ها، قابلیت ها و اندازه ها هستند. آنها می توانند از سه دستگاه تا هزاران دستگاه را پشتیبانی کنند. چندین سوئیچ شبکه را می توان به هم متصل کرد تا دستگاه های بیشتری را پشتیبانی کند. جزئیات نحوه اتصال این سوئیچ ها به عنوان “توپولوژی شبکه” نامیده می شود.

یک توپولوژی مدرن با استفاده از سوئیچ های پرسرعت با تراکم پورت بالا می تواند به راحتی ده ها هزار دستگاه را به یک شبکه فیزیکی متصل کند. در یک شبکه مرکز داده spine-leaf، سوئیچ‌های برگ، ترافیک سرورها را جمع‌آوری می‌کنند و مستقیماً به سوئیچ‌های ستون فقرات متصل می‌شوند، که همه سوئیچ‌های برگ را در یک توپولوژی تمام مش به هم متصل می‌کنند. این شبکه‌های بزرگ معمولاً با استفاده از EVPN-VXLAN به تعداد زیادی شبکه مجازی تقسیم می‌شوند که سوئیچ‌های برگ دسترسی به بخش‌های مختلف شبکه (و مسیریابی) را فراهم می‌کنند.

این نوع شبکه در مراکز داده مشترک بسیاری از مشتریان (به نام مراکز داده چندمنظوره) و همچنین در مراکزی که توسط دولت ها و شرکت های بزرگ استفاده می شود، رایج است.

سوئیچ شبکه چگونه کار می کند؟

روشی که سوئیچ شبکه ارتباطات بین دستگاهی را فعال می کند این است که تمام سیستم های متصل، از جمله خود سوئیچ، از مجموعه استانداردی از پروتکل های ارتباطی پیروی می کنند. این استانداردها توسط سازمان های استاندارد بین المللی مانند موسسه مهندسین برق و الکترونیک (IEEE) و گروه ویژه مهندسی اینترنت (IETF) تعریف و نگهداری می شوند.

سه راه اصلی برای اتصال دستگاه ها به شبکه وجود دارد: رادیو (مانند Wi-Fi)، الکتریکی (مانند RJ-45 Ethernet)، و اپتیک مبتنی بر نور. هر روش اتصال از ابزارهای متفاوتی برای اتصال فیزیکی شبکه استفاده می‌کند – به ترتیب طیف RF، کابل‌کشی مسی، و کابل‌کشی فیبر نوری – که دستگاه‌های فناوری اطلاعات با ارسال جریانی از 1s و 0s به یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند.

استانداردهای شبکه اجازه می دهد تا این جریان های 1 و 0 به بسته ها تفسیر شوند. بسته ها شامل یک هدر و یک بار است. هدر بسته ها حاوی اطلاعاتی مانند آدرس مبدا و مقصد دستگاه هایی است که در این ارتباط شرکت می کنند. محموله‌ها حاوی داده‌هایی هستند که دستگاه‌های شبکه‌شده واقعاً در تلاش برای تبادل هستند. هر دستگاه در یک شبکه دارای یک یا چند آدرس است که بسته ها را می توان به آنها آدرس داد.

به گروه‌هایی از بسته‌های مبادله شده توسط دو یا چند آدرس، «جریان‌های داده» می‌گویند. جریان داده تقریباً معادل مکالمات فردی در بین دستگاه های شبکه است. یک سوئیچ آدرس ها را از سربرگ بسته ها می خواند و سپس بسته ها را به سمت مقصد ارسال می کند.

سوئیچ ها سوابق را که جداول جستجو (LUT) نامیده می شوند، نگهداری می کنند. LUT ها حاوی لیستی از آدرس هایی هستند که می توان با استفاده از پورت های سوئیچ خاص به آنها دسترسی پیدا کرد. برخی از سوئیچ ها و همچنین همه روترها را می توان با “مسیرها” پیکربندی کرد. مسیرها نوعی LUT هستند که سوئیچ ها را هدایت می کند تا همه بسته ها را با مقصدهای خاصی به سوییچ یا روتر واسطه ارسال کنند. استفاده از مسیرها به سوئیچ ها اجازه می دهد تا بسته ها را به دستگاه هایی بفرستند که سوئیچ اطلاعات آدرس آنها را ندارد.

به عنوان مثال، بیایید در نظر بگیریم که چگونه یک تلفن هوشمند ممکن است از شبکه Wi-Fi خانگی برای دسترسی به یک صفحه وب استفاده کند. تلفن هوشمند از طریق Wi-Fi به یک AP متصل می شود. AP دارای یک سوئیچ داخلی RJ-45/Ethernet است که به یک روتر اینترنت متصل است.

بسته ای از داده ها از رادیو گوشی هوشمند خارج می شود و توسط AP دریافت می شود. AP بسته داده را می خواند و تعیین می کند که نمی داند آدرس مقصد در سرصفحه آن بسته در کجا قرار دارد. سوئیچ در AP پیکربندی شده است تا همه بسته‌ها را با آدرس‌های مقصدی که نمی‌داند به روتر اینترنت ارسال کند، بنابراین یک کپی از آن بسته داده را از طریق سوئیچ داخلی خود به سمت روتر ارسال می‌کند.

از اینجا، بسته داده سفر خود را در سراسر اینترنت آغاز می کند. از روتر به روتر، و از طریق تعداد نامعلومی از سوئیچ ها در میان، آن بسته داده در نهایت به یک وب سرور می رسد. سرور وب به صورت مشابه پاسخ می‌دهد و بسته‌های داده را در مسیر اینترنت به سمت مسیریاب اینترنت منبع اصلی، سوئیچ تعبیه‌شده در AP و در نهایت گوشی هوشمند ارسال می‌کند.

این تبادل بسته ها باعث ایجاد جریان داده بین گوشی هوشمند و وب سرور می شود. ارتباط امکان پذیر است زیرا هر یک از ده ها (اگر نه صدها) دستگاه سخت افزاری مختلف و نرم افزارهای مرتبط بین مبدا و مقصد از استانداردهایی پیروی می کنند که برای دهه ها تعریف و حفظ شده است.

اریونت  انواع سوئیچ ها را با مشخصات مختلف برای متناسب با طیف وسیعی از مراکز داده، پارچه های دانشگاهی و شبکه های ارائه دهنده خدمات اینترنت (ISP) ارائه می دهد. سوئیچ‌های اریونت دارای قابلیت‌های پیشرفته‌ای هستند و ثابت شده‌اند که در مقیاس بزرگ‌ترین شبکه‌های جهان را در خود جای می‌دهند. سوئیچ‌های اریونت ، روترها، فایروال‌ها و سایر دستگاه‌های شبکه هسته اصلی بسیاری از شبکه‌های حیاتی هستند که زیربنای اینترنت مدرن هستند.

سوئیچ‌های اریونت  تأخیر کم و عملکرد پیشرفته‌ای مانند پشتیبانی از شبکه گسترده (SD-WAN) نرم‌افزاری ارائه می‌دهند. آنها می توانند بسته ها را به آدرس های لایه 2 (اترنت) و لایه 3 (IP) هدایت کنند. در زمینه سوئیچینگ، لایه 2 به ارسال بسته های داده به یک پورت سوئیچ خاص بر اساس آنچه به عنوان آدرس کنترل دسترسی رسانه (MAC) شناخته می شود، اشاره دارد، در حالی که لایه 3 به ارسال بسته های داده بر اساس آدرس IP اشاره دارد. مقصد هر بسته با استفاده از LUTها مانند جداول مسیریابی پروتکل وضوح آدرس (ARP) محاسبه می شود.

سوئیچ‌ها و روترهای اریونت توسط

اریونت انواع سوئیچ ها را با مشخصات مختلف برای متناسب با طیف وسیعی از مراکز داده، پارچه های دانشگاهی و شبکه های ارائه دهنده خدمات اینترنت (ISP) ارائه می دهد. سوئیچ‌های arioonet دارای قابلیت‌های پیشرفته‌ای هستند و ثابت شده‌اند که در مقیاس بزرگ‌ترین شبکه‌های جهان را در خود جای می‌دهند. سوئیچ‌های arioonet ، روترها، فایروال‌ها و سایر دستگاه‌های شبکه هسته اصلی بسیاری از شبکه‌های حیاتی هستند که زیربنای اینترنت مدرن هستند.

سوئیچ‌های اریونت تأخیر کم و عملکرد پیشرفته‌ای مانند پشتیبانی از شبکه گسترده (SD-WAN) نرم‌افزاری ارائه می‌دهند. آنها می توانند بسته ها را به آدرس های لایه 2 (اترنت) و لایه 3 (IP) هدایت کنند. در زمینه سوئیچینگ، لایه 2 به ارسال بسته های داده به یک پورت سوئیچ خاص بر اساس آنچه به عنوان آدرس کنترل دسترسی رسانه (MAC) شناخته می شود، اشاره دارد، در حالی که لایه 3 به ارسال بسته های داده بر اساس آدرس IP اشاره دارد. مقصد هر بسته با استفاده از LUTها مانند جداول مسیریابی پروتکل وضوح آدرس (ARP) محاسبه می شود.

سوئیچ‌ها و روترهای اریونت