آموزش کاربردی شبکه های Lan تا سطح CCNA منحصرا (Routing & Switching) – قسمت دوم

در مقاله قبل در مورد معرفی دوره ی پیش رو یعنی CCNA و بحث هایی در مورد موارد آزمون و اهمیت دوره های مختلف آن پرداختیم.

در این مقاله قصد داریم در مورد سویچ و ویژگی های آن بحث کنیم

در ادامه با ما همراه باشید…

اگر بخوایم در مورد اینکه سویچ چه وسیله ای است صحبت کنیم باید چندین تعریف برای شما بیاوریم:

سعی می کنیم تعاریف کلی و کاربردی را برای شما قرار دهیم:

تعریف سویچ:

سوئیچ یکی از عناصر اصلی و مهم در شبکه های کامپیوتری است.سوئیچ شبکه، سخت افزاری نسبتا کوچک است که قادر به متمرکز سازی ارتباطات صورت گرفته مابین چندین دستگاه و وسیله­  ارتباطی در یک شبکه­ ی (LAN (Local Area Network می باشد.

در واقع با استفاده از سوئیچ می‌توان چندین رایانه را با استفاده از ارتباط LAN به یکدیگر متصل کرد.این واژه معمولاً به دستگاه چند پورتی اطلاق می‌شود که پردازش و انتقال داده را در لایهٔ دوم مدل OSI انجام می‌دهد. سوئیچ‌هایی که معمولاً در لایهٔ سوم پردازش را انجام می‌دهند، معمولاً سوئیچ لایه ۳ خوانده می‌شوند. اولین سوئیچ اترنت، توسط Kalpana در سال ۱۹۹۰ معرفی شد.

نحوه عملکرد:

سوئیچ یک وسیلهٔ ارتباط از راه دور است که پیام‌ها را از هر وسیله‌ای که به ان وصل شده دریافت می‌کند و سپس آن را تنها برای دستگاه هدف ارسال می‌کند. این کار سوئیچ را یک وسیلهٔ هوشمند تر نسبت به هاب می‌کند (که پیغامی را دریافت می‌کند و ان را برای تمام دستگاه‌های موجود در شبکه ارسال می‌کند). سوئیچ شبکه، یک نقش کامل را در بیشتر شبکه‌های مدرن محلی شبکه محلی اجرا می‌کند. شبکه‌های متوسط به بزرگ معمولاً یک یا چند سوئیچ مدیریت شده (Managment)را شامل می‌شوند.

این خصوصیت از آنجا می‌آید که سویئچ می‌تواند بسته‌ها را پردازش کند، در سویئچ‌های معمولی که به سویئچ لایه دوم معروفند این پردازش تا لایه دوم مدل OSI پیش می‌رود و نتیجه این پردازش جدولی است که در سویئچ با خواندن آدرس سخت‌افزاری (MAC) فرستنده بسته و ثبت درگاه ورودی تشکیل می‌شود.

سویئچ با رجوع به این جدول عملیات آدرس دهی بسته‌ها در لایه دوم را انجام می‌دهد، بدین معنا که این جدول مشخص می‌کند بسته ورودی می‌بایست فقط برای کدام درگاه ارسال شود.

در شبکه‌های بزرگ Switchها جدول‌های خود را به اشتراک می‌گذارند تا هر کدام بدانند چه دستگاهی به کدام سویئچ متصل است و با این کار ترافیک کمتری در شبکه ایجاد کنند.

سویئچ بطور معمول در لایه دوم مدل OSI کار می‌کند ولی سویئچ‌هایی با قابلیت کارکرد در لایه‌های مختلف  وجود دارد. پرکاربردترین سویئچ در بین لایه‌های مختلف بجز لایه دوم می‌توان به سویئچ لایه سه اشاره کرد که در بسیاری موارد جایگزین مناسبی برای روتر می‌باشند. از سویئچ می‌توان در یک شبکه خانگی کوچک تا در شبکه‌های بزرگ با Backbone های چند گیگابایتی استفاده کرد.

مزیت‌ها و قابلیت‌های سویئچ:

• امکان برقراری ارتباط بین ده‌ها و گاهی صدها دستگاه را به‌طور مستقیم و هوشمند به ما می‌دهد
• امکان برقرای ارتباط با سرعت بسیار بالا را فراهم می‌کند
• امکان نظارت و مدیریت بر عملکرد کاربران را فراهم می‌کند
• امکان کنترل پهنای باند مصرفی کاربران را فراهم می‌کند
• امکان تفکیک شبکه به بخش‌های کوچکتر و مشخص کردن نحوه دسترسی افراد به قسمت‌های مختلف را فراهم می‌کند.

انواع سوئیچ های شبکه :

سوئیچ های شبکه غیر قابل مدیریت :

این سوئیچ ها غالبا درشبکه های خانگی , شرکت های کوچک و کسب و کار استفاده می شوند.

این سوئیچ ها اجازه می دهند که دستگاه ها در یک شبکه به یکدیگر متصل شوند ,  بعنوان مثال کامپیوتر به کامپیوتر یا پرینتر به کامپیوتر در یک مکان.

یک سوئیچ مدیریت نشده , لزوما به پیکربندی شدن یا مراقبت کردن نیاز ندارد.

آنها در راه اندازی , ساده و آسان هستند و تنها به اتصالات کابل کوچک نیازمند هستند.

سوئیچ های شبکه مدیریت شونده :

سوئیچ های مدیریت شونده , می توانند به منظور بهبود عملکرد یک شبکه خاص , سفارشی سازی شوند.

این امر با تنظیم یک پروتکل مدیریت ساده یا SNMP بدست می آید.

دو نوع از این سوئیچ ها عبارتند از سوئیچ های هوشمند و سوئیچ های مدیریت سازمانی.

سوئیچ های هوشمند , مجموعه ای محدود از ویژگی های مدیریت را دارد که ارائه دهنده یک رابط وب و پذیرنده پیکربندی تنظیمات اولیه می باشد , مانند شبکه مجازی و یا VLAN , پورت پهنای باند و دوبلکس.

سوئیچ های هوشمند در شبکه های محلی ثابت و سریع جهت استفاده ایده آل می باشند که گیگابیت انتقال داده و اعتبارات را پشتیبانی می کنند.

سوئیچ های مدیریت سازمانی , نیز به عنوان سوئیچ های مدیریت کاملی شناخته شده است.

آنها یک محدوده ی گسترده ای از ویژگی های مدیریت را دارند که شامل یک رابط وب عامل SNMP و رابط خط فرمان می باشد .

همچنین , ویژگی های آن شامل قابلیت تعمیر , کپی , تبدیل و نمایش تنظیمات شبکه های مختلف می باشد.

آنها در کمپانی های بزرگی تولید شده اند که شامل تعداد زیادی از اتصالات و نود ها , سوئیچ ها و پورت ها می باشند.

سوئیچ های مدیریت سازمانی ویژگی های بیشتری را دارا می باشند که می توانند اصلاح شوند یا توسعه یابند و معمولا گرانتر از سوئیچ های هوشمند سنتی هستند.

سوئیچ های Layer 3:

سوئیچ های شبکه ای معمولی تحت لایه­ ی دوم OSI model  عمل می نمایند. با این حال، بکارگیری سوئیچ هایی موسوم به سوئیچ های Layer 3 که ترکیب یافته ای از منطق سخت افزاری سوئیچ ها و روترها در قالب یک دستگاه هیبریدی واحد است که با توجه به قدرت و کاربرد این دستگاه ها و همچنین انجام روت های داخلی شبکه که منجر به پیکربندی بهتر زیر ساخت VLAN میشود این نوع سوییچ ها روز به روز کاربرد بیشتری نسبت به قبل دارند . و با به کارگیری از زیرساخت VLAN این امکان را به ما می دهند که شبکه های بسیار بزرگتر ولی با مشکلات بسیار کمتر داشته باشیم.

اتصالات و پورت های موجود

در این قسمت ما سویچ لایه۳ و سری ۳۷۵۰ را برای شما نمایش می دهیم:

سوئیچ شبکه ۱۲ پورت سیسکو Cisco 3750G- 12S-L: سیسکو کاتالیست ۳۷۵۰ مجموعه ای از سوئیچ هایی است که پیکربندی انعطاف پذیری را پشتیبانی می کند و از الگوی شبکه همگرا پشتیبانی می کند که باعث می شود مدیریت و سازماندهی شبکه بیشتر شود و انعطاف پذیرتر شود. یکی از بزرگترین ویژگی های Cisco Catalyst 3750 Switches این است که آنها با پورت StackWise در قسمت پشتی خود مسلح هستند که می توانند تکنولوژی StackWise سیسکو را پشتیبانی کنند (همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است). با استفاده از تکنولوژی StackWise، تا ۹ فیش کاتالیست ۳۷۵۰ سوئیچ ها می توانند به یک سوئیچ منطقی با عملکرد بالا ۳۲G و ۱۲۸G (با سری سوئیچ Catalyst 3750-E) متصل شوند. تصویر زیر پانل عقب یک سوئیچ Catalyst 3750 سیسکو را نشان می دهد.

همانطور که اشاره شد، سوئیچ های سری Cisco Catalyst 3750 دارای پورت های مختلف از جمله پورت RJ45 و پورت SFP می باشند که می تواند سرعت داده ها را از ۱۰M تا ۱G پشتیبانی کند. و کابل ها و اتصالات مورد استفاده برای اتصال سوئیچ ها به شبکه نیز بسته به فرم و سرعت داده های پورت ها متفاوت است.

۱۰/۱۰۰/۱۰۰۰ Ports Connections

پورت ۱۰/۱۰۰/۱۰۰۰ اترنت در سوئیچ های سیسکو کاتالیست ۳۷۵۰ از اتصالات استاندارد RJ45 استفاده می کند که بر پایه کابل های مس (که در تصویر زیر نشان داده شده است) است. در اینجا چند نکته برای انتخاب کابلهای مس مربوط وجود دارد. هنگام اتصال Catalyst 3750 به ایستگاه های کاری، سرورها، روترها، یک کابل مستقیم به یک اتصال RJ45 در پانل جلو وصل کنید؛ هنگام اتصال به سوئیچ ها یا تکرار کننده ها، از یک کابل متقابل استفاده کنید. هنگام اتصال به دستگاه های سازگار با ۱۰۰۰Base-T، مطمئن شوید که از کابل Cat5 چهار جفت پیچ خورده استفاده کنید.

اتصال ماژول SFP به سوئیچ

بعضی از سوئیچ های سری Cisco Catalyst 3750 چندین پورت (SFP(small form-factor pluggable در پانل جلویی دارند. با استفاده از ماژول های SFP Gigabit Ethernet، می توان از مگابایت Gigabit copper یا فیبر نوری ساخته شده استفاده کرد. سوئیچ های Cisco Catalyst 3750 پورت های SFP می توانند انواع مختلفی از ماژول های SFP را پشتیبانی کنند. این پورت ها می توانند با ماژول های فیبر نوری SFP مانند ۱۰۰۰Base-LX و ۱۰۰۰Base-SX و ماژول های SFP مس مانند ۱۰۰۰Base-T متصل شوند.که کاربرد های متفاوتی دارند ، تصویر بالا اتصالات با پورت مدول SFP فیبر نوری و پورت مد پورت مس SFP را به صورت جداگانه نشان می دهد.

در شکل زیر می توانید دو نمونه از ماژول SFP مشاهده کنید:

یک تصویر کلی برای درک بهتر از اتصالات موجود بر روی یک سویچ برای شما نمایش داده ایم تا بتوانید یک دید کلی از تمامی اتصالات آن در ذهن خود ایجاد کنید: