سوئیچ شبکه چیست؟ انواع آن کدام است؟ چه کاربردی دارند؟

در این مقاله به تعریف سوئیچ و بررسی کاربردهای آن در شبکه می‌پردازیم، پس از آن به طور کامل انواع سوئیچ شبکه، کاربرد هر نوع سوئیچ، تفاوت انواع سوئیچ ها و  مزایای هر نوع سوئیچ را بررسی می‌کنیم.

سوئیچ شبکه یکی از تجهیزات اکتیو شبکه است که در عین شباهت به هاب، بسیار هوشمندتر از آن است.سوئیچ شبکه مانند یک روتر، وظیفه ارسال اطلاعات از نقطه‌ای به نقطه دیگر را دارد با این تفاوت که قابلیت تشخیص مسیر را ندارد. سوئیچ شبکه معمولا به عنوان سوئیچ لایه سه و سوئیچ چند لایه شناخته می شود.
برای آشنایی بیشتر با تجهیزات اکتیو شبکه مقاله “آشنایی با تجهیزات اکتیو شبکه” را مطالعه کنید.

بر اساس مدل OSI سوئیچ‌ها معمولا در لایه DataLink کار می‌کنند و وظیفه این سخت افزارها، انتقال بسته‌های دیتا از یک دستگاه به جای دیگر از طریق شبکه و بر اساس آدرس سخت افزاری (Mac address) است.

انواع سوئیچ شبکه و مقایسه آنها

به طور کلی انواع سوئیچ شبکه و دسته‌بندی سوئیچ ها به صورت زیر است:

1. سوئیچ Fixed
2. سوئیچ ماژولار (Modular Switches)
3. سوئیچ Stackable
4. سوئیچ PoE
5. سوئیچ فیبرنوری
6. سوئیچ غیرمدیریتی (Unmanaged)
7. سوئیچ مدیریتی (Managed)
8. سوئیچ هوشمند (Smart Switch)
9. سوئیچ لایه ۳
10. سوئیچ دیتاسنتر

۱- سوئیچ fixed

سوئیچ های fixed محبوب‌ترین سوئیچ ها در بازار هستند. سوئیچ fixed تعداد پورت ثابتی دارد و معمولاً قابلیت ارتقا ندارند. مثلا ۸ پورت، ۱۶ پورت و ۲۴ پورت و…

این سوئیچ ها می‌توانند هم مدیریتی باشند و هم غیرمدیریتی و برای تمام شبکه ها با هر سایزی استفاده می‌شوند مثلا شبکه‌های خانگی، شبکه‌های سازمانی و بزرگ، دفاتر و شعبات و شرکت‌های کوچک.

۲- سوئیچ ماژولار

بر خلاف سوئیچ fixed سوئیچ ماژولار با افزودن ماژول روی کیس قابل توسعه و ارتقا است. یعنی می‌توان پورت‌های بیشتری به آن اضافه کرد.

سوئیچ‌های ماژولار معمولا در کیس‌های بزرگ عرضه می‌شوند و با افزودن هر ماژول امکان افزودن پورت و کاربر فراهم می‌شود. این سوئیچ‌ها در شبکه‌های بزرگ مثل دیتاسنترها و شبکه‌های سازمانی بزرگ کاربرد دارند و از سوئیچ های fixed گران‌تر هستند.

۳- سوئیچ Stackable

سوییچ Stackable ترکیبی از سوئیچ های fixed و ماژولار است یعنی برخی مدل‌های سوئیچ fixed می‌توانند با دیگر سوئیچ‌های هم مدل خود ترکیب شوند. این سوئیچ های fixed با کابل مخصوصی به هم متصل می‌شوند به طوری که انگار یک سوئیچ داریم با تعداد پورت بیشتر.

 شرکت‌هایی که نمی‌خواهند هزینه زیادی بابت سوئیچ ماژولار بپردازند از سوئیچ های stackable استفاده می‌کنند زیرا می توانند بر اساس نیازهایشان آن را توسعه می‌دهند. به عنوان مثال سوئیچ سیسکو سری ۳۵۰X از سوئیچ هایی هستند که هم می‌توانند به صورت مستقل استفاده شوند و هم به صورت stacked.

۴- سوئیچ PoE

سوئیچ PoE بر اساس تکنولوژی PoE(Power over Ethernet) کار می‌کند. در PoE، برق و دیتا در یک کابل منتقل می‌شوند یعنی دیتا به صورت موازی یا برق به گیرنده می‌رسد.

سوئیچ های PoE برای دستگاه‌های ریموت که امکان دسترسی به منبع برق ندارند مناسب است، به عنوان مثال: IP phone، remote WiFi router، wireless Access Point و…

چنانچه بخواهید کابل کشی را در مکان هایی انجام دهید که امکان توان رسانی الکتریکی وجود ندارد می‌توانید از سوئیچ شبکه POE استفاده کنید. از مزیت استفاده از این سوئیچ شبکه می‌توان به کاهش کابل کشی اشاره کرد.

۵- سوئیچ فیبرنوری

اغلبِ سوئیچ ها با پورت RJ45 و کابل اترنت معمولی مثل Cat 6 و Cat 7 کار می‌کنند اما اگر برای فواصل طولانی به اتصال نیاز دارید مثلا فاصله بیش از ۱۰۰ متر که کابل اترنت معمولی کافی نیست، باید از کابل فیبر نوری استفاده کنید. سوئیچ‌های فیبر نوری ترکیبی از پورت‌های RJ45 و پورت‌های فیبر نوری دارند.

پورت‌های فیبر نوری برای اتصال سوئیچ ها در یک طبقه ساختمان و یا ساختمان‌هایی با فواصل چند کیلومتر از هم استفاده می‌شوند.

۶- سوئیچ‌های غیر مدیریتی (Unmanaged Switch)

سوئیچ های غیرمدیریتی اغلب در شبکه‌های خانگی و شرکت‌های کوچک استفاده می‌شوند چون Plug and Play هستند و بلافاصله پس از نصب، شروع به کار می‌کنند. با سوئیچ های غیرمدیریتی می‌توان دستگاه‌های اترنت را به راحتی با هم ارتباط داد مثلا pc و پرینتر تحت شبکه و روتر وای فای را به هم وصل می‌کنیم. این سوئیچ ها برای برقراری ارتباط، فقط به کابل نیاز دارند و با کانفیگ ثابتی به بازار می‌آیند یعنی امکان ایجاد هیچ تغییری در پیکربندی نمی‌دهند. سوئیچ های غیرمدریتی فقط می‌توانند دستگاه‌های یک VLAN را به هم وصل کنند و تنها اتصال لایه ۲ را فراهم می‌کنند.

برخی سوئیچ‌های غیر مدیریتی موجود قابلیت‌هایی مانند: cable diagnostics (تشخیص خودکار کابل)، loop detection (تشخیص ایجاد لوپ)، اولویت‌بندی ترافیک با استفاده از QoS، صرفه‌جویی در مصرف انرژی و حتی پورت‌های PoE را در اختیار شما قرار می‌دهند.

۷- سوئیچ های مدیریتی (Managed switch)

سوئیچ مدیریتی نسبت به سوئیچ غیر مدیریتی، کنترل بیشتری بر ترافیک LAN دارد و از ویژگی‌های پیشرفته‌ای برای این کنترل استفاده می‌کند. یک سوئیچ را در نظر بگیرید: می‌دانیم که همه سوئیچ‌ها Mac Address Table دارند، اما گاهی قصد داریم تعیین کنیم که سوئیچ به چه صورت روی این جدول کار کند. برای کارهای این چنینی باید سوئیچ راهی داشته باشد که بتوانیم آن را مدیریت کنیم.

سوئیچ های مدیریتی تمام ویژگی‌های سوئیچ های غیر مدیریتی را دارند، به علاوه توانایی کانفیگ و مدیریت و مانیتور کردن LAN را هم برایتان فراهم می‌کنند، پس کنترل بیشتری روی داده انتقال یافته در شبکه دارید و امکان مدیریت دسترسی‌ها را هم خواهید داشت. البته زمان و پیچیدگی تنظیمات در این نوع سوئیچ ها بیشتر از سوئیچ های غیر مدیریتی است. با سوئیچ های مدیریتی، می‌توانید هر پورت سوئیچ را با هر تنظیمی که می‌خواهید، تنظیم کنید. با این کار مانیتورینگ و پیکربندی شبکه به روش‌های مختلف قابل انجام است.

۸- سوئیچ مدیریتی هوشمند (Smart Switch)

در محیط‌ های کاری کوچک که نیازهای پیچیده‌ای وجود ندارد و یا به عنوان Edge برای شبکه‌های بزرگتر (مثلا دفاتر و شعبات راه دور) به کار می‌روند، کاربرد دارد.

۹- سوئیچ لایه 3

سوئیچ ها معمولا در لایه دوم مدل OSI یعنی لایه Data Network کار می‌کنند و وظیفه آنها انتقال فریم‌ها از یک پورت به پورت دیگر است. اما سوئیچ های پیشرفته دیگری داریم که بسته‌های IP را مسیریابی می‌کنند درست مانند روتر شبکه. این سوئیچ‌ها را سوییچ لایه ۳ می‌نامیم چون در لایه ۳ از مدل OSI کار می‌کنند و ترکیبی از دستگاه لایه ۲ و ۳ هستند.

۱۰- سوئیچ دیتاسنتری

سوئیچ های دیتاسنتری باید بتوانند کارایی و سرعت بسیار بالا، ظرفیت بیشتر در پورت، امنیت، QoS و… را فراهم کنند. با این سوئیچ ها می‌توان مجازی سازی و مفهوم SDN را به راحتی پیاده سازی کزد.