اصول پل ها و سوئیچ ها انتخاب دستگاه LAN مناسب چرا به سوئیچ در LAN نیاز دارم

اگر قبلاً کابل شبکه ای که داده ها از طریق آن منتقل می شد به سادگی مستقیماً به رایانه متصل می شد ، اکنون وضعیت تغییر کرده است. در یک آپارتمان مسکونی، در یک اداره یا یک شرکت بزرگ، اغلب ایجاد یک شبکه کامپیوتری ضروری می شود.

برای این کار از دستگاه هایی استفاده می شود که در دسته «تجهیزات رایانه ای» قرار می گیرند. این دستگاه ها شامل یک سوئیچ است که اجازه می دهد. بنابراین سوئیچ چیست و چگونه از آن برای ایجاد یک شبکه کامپیوتری استفاده کنیم؟

دستگاه های سوئیچ برای چیست؟

اصطلاح کامپیوتری "سوئیچ" که به معنای واقعی کلمه از انگلیسی ترجمه شده است به دستگاهی اطلاق می شود که برای ایجاد یک شبکه محلی با ترکیب چندین کامپیوتر استفاده می شود. مترادف کلمه سوئیچ سوئیچ یا سوئیچ است.

سوئیچ نوعی پل با پورت های متعدد است که داده های بسته از طریق آن به گیرندگان خاصی منتقل می شود. سوئیچ به بهینه سازی شبکه کمک می کند، بار در آن را کاهش می دهد، سطح امنیت را افزایش می دهد، آدرس های MAC فردی را تعمیر می کند، که به شما امکان می دهد داده ها را سریع و کارآمد انتقال دهید.

چنین سوئیچ هایی توانستند هاب هایی را که قبلاً برای ساخت شبکه های کامپیوتری استفاده می شدند، جایگزین کنند. سوئیچ یک دستگاه هوشمند است که می تواند اطلاعات دریافتی در مورد دستگاه های متصل را پردازش کند و سپس داده ها را به یک آدرس خاص هدایت کند. در نتیجه عملکرد شبکه چندین برابر شده و سرعت اینترنت افزایش می یابد.

انواع تجهیزات

دستگاه های سوئیچ بر اساس معیارهای زیر به انواع مختلفی تقسیم می شوند:

• نوع بندر
• تعداد پورت ها
• سرعت پورت 10 مگابیت بر ثانیه، 100 مگابیت بر ثانیه و 1000 مگابیت بر ثانیه است.
• دستگاه های مدیریت شده و مدیریت نشده
• تولید کنندگان.
• کارکرد.
• مشخصات فنی.

سوئیچ ها بر اساس تعداد پورت ها به دو دسته تقسیم می شوند:

• 8 پورت.
• 16 پورت
• 24 پورت
• 48 پورت

برای یک خانه و یک دفتر کوچک سوئیچ با 8 یا 16 پورت که با سرعت 100 مگابیت بر ثانیه کار می کنند مناسب است.

برای شرکت ها، شرکت ها و شرکت های بزرگ، پورت هایی با سرعت 1000 مگابیت بر ثانیه مورد نیاز است. چنین دستگاه هایی برای اتصال سرورها و تجهیزات ارتباطی بزرگ مورد نیاز هستند.

سوئیچ های مدیریت نشده ساده ترین تجهیزات هستند. سوئیچ های پیچیده در شبکه یا لایه سوم مدل OSI - سوئیچ لایه 3 مدیریت می شوند.

مدیریت نیز از طریق روش هایی مانند:

• رابط وب.
• رابط خط فرمان
• پروتکل های SNMP و RMON

سوئیچ های پیچیده یا مدیریت شده به ویژگی های VLAN، QoS، mirroring و تجمیع اجازه می دهند. همچنین، این گونه سوئیچ ها در یک دستگاه ترکیب می شوند که به آن پشته می گویند. برای افزایش تعداد پورت ها در نظر گرفته شده است. سایر پورت ها برای انباشتگی استفاده می شوند.

ارائه دهندگان از چه چیزی استفاده می کنند؟




هنگام ایجاد یک شبکه کامپیوتری، شرکت های ارائه دهنده یکی از سطوح آن را ایجاد می کنند:

• سطح دسترسی.
• سطح تجمع
• سطح هسته

سطوح برای سهولت در مدیریت شبکه مورد نیاز است: مقیاس، پیکربندی، معرفی افزونگی، طراحی شبکه.

در سطح دسترسی دستگاه سوئیچ، کاربران نهایی باید به یک پورت 100 مگابیت بر ثانیه متصل باشند. سایر الزامات دستگاه عبارتند از:

• اتصال از طریق SFP به سوئیچ سطح تجمع، جایی که اطلاعات با سرعت 1 گیگابایت در ثانیه منتقل می شود.
• پشتیبانی از VLAN، acl، امنیت پورت.
• پشتیبانی از ویژگی های امنیتی

بر اساس این طرح، سه سطح از شبکه از ارائه دهنده اینترنت ایجاد می شود. ابتدا شبکه ای در سطح یک ساختمان مسکونی (چند طبقه، خصوصی) در حال شکل گیری است.

سپس شبکه بر روی منطقه کوچک "پراکنده" می شود، زمانی که چندین ساختمان مسکونی، ادارات و شرکت ها به شبکه متصل می شوند. در آخرین مرحله، یک شبکه در سطح هسته ایجاد می شود، زمانی که کل ریز ناحیه ها به شبکه متصل می شوند.

تشکیل یک شبکه در ارائه دهندگان اینترنت با استفاده از فناوری اترنت انجام می شود که به شما امکان می دهد مشترکین را به شبکه متصل کنید.

سوئیچ چگونه کار می کند؟


حافظه سوئیچ حاوی یک جدول MAC است که تمام آدرس های MAC را جمع آوری می کند. سوئیچ آنها را در گره پورت سوئیچ دریافت می کند. هنگامی که سوئیچ متصل است، جدول هنوز پر نشده است، بنابراین تجهیزات در حالت یادگیری هستند. داده ها به پورت های دیگر سوئیچ ارسال می شود، سوئیچ اطلاعات را تجزیه و تحلیل می کند، آدرس MAC رایانه ای را که داده ها از آن منتقل شده است را تعیین می کند. در آخرین مرحله آدرس وارد جدول MAC می شود.

بنابراین، هنگامی که یک بسته داده در یک پورت خاص از تجهیزات دریافت می شود، که فقط برای یک رایانه در نظر گرفته شده است، اطلاعات به صورت آدرسی به پورت مشخص شده منتقل می شود. هنگامی که آدرس MAC هنوز مشخص نشده است، اطلاعات به رابط های باقی مانده منتقل می شود. محلی سازی ترافیک در حین کارکرد دستگاه سوئیچ، زمانی که جدول MAC با آدرس های لازم پر می شود، رخ می دهد.

ویژگی های تنظیم پارامترهای دستگاه

ایجاد تغییرات مناسب در پارامترهای دستگاه سوئیچ برای هر مدل یکسان است. راه اندازی تجهیزات مستلزم انجام اقدامات گام به گام است:

1. دو پورت VLAN ایجاد کنید - برای کلاینت ها و برای مدیریت سوئیچ ها. VLAN ها باید در تنظیمات به عنوان پورت سوئیچ تعیین شوند.
2. امنیت پورت را طوری پیکربندی کنید که در هر پورت بیش از یک آدرس MAC دریافت نکند. با این کار از ارسال اطلاعات به پورت دیگر جلوگیری می شود. گاهی اوقات ممکن است دامنه Broadcast شبکه خانگی با دامنه ISP ادغام شود.
3. STP را در درگاه کلاینت غیرفعال کنید تا سایر کاربران نتوانند شبکه ارائه دهنده را با BPDU های مختلف آلوده کنند.
4. پارامتر تشخیص حلقه بک را تنظیم کنید. این اجازه می دهد تا کارت های شبکه نامعتبر و معیوب رد شوند و در کار کاربرانی که به پورت متصل هستند تداخلی ایجاد نشود.
5. برای جلوگیری از عبور بسته های غیر PPPoE به شبکه کاربر، پارامتر acl را ایجاد و پیکربندی کنید. برای انجام این کار، در تنظیمات باید پروتکل های غیر ضروری مانند DCHP، ARP، IP را مسدود کنید. این پروتکل‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که به کاربران اجازه می‌دهند مستقیماً با دور زدن پروتکل‌های PPPoE ارتباط برقرار کنند.
6. یک acl ایجاد کنید که بسته‌های PPPoE RADO را که از پورت‌های مشتری می‌آیند را رد کند.
7. کنترل طوفان را فعال کنید، که به شما امکان می دهد با سیل های چندپخشی و پخشی مقابله کنید. این تنظیم باید ترافیک غیر PPPoE را مسدود کند.

اگر مشکلی پیش آمد، ارزش بررسی PPPoE را دارد که می تواند توسط ویروس ها یا بسته های داده جعلی مورد حمله قرار گیرد. به دلیل بی تجربگی و ناآگاهی، کاربران ممکن است آخرین پارامتر را به اشتباه پیکربندی کنند و پس از آن باید برای کمک با اپراتور ارائه دهنده خدمات اینترنت تماس بگیرید.

چگونه سوئیچ را وصل کنیم؟

ایجاد یک شبکه محلی از رایانه یا لپ تاپ نیاز به استفاده از سوئیچ شبکه - سوئیچ دارد. قبل از راه اندازی تجهیزات و ایجاد پیکربندی شبکه مورد نظر، فرآیند استقرار فیزیکی شبکه صورت می گیرد. این بدان معنی است که یک اتصال بین سوئیچ و کامپیوتر ایجاد می شود. برای این کار از کابل شبکه استفاده کنید.

اتصالات بین گره های شبکه با استفاده از یک سیم پچ - نوع خاصی از کابل ارتباطی شبکه که بر اساس یک جفت پیچ خورده ساخته شده است، انجام می شود. توصیه می شود کابل شبکه را از فروشگاه های تخصصی خریداری کنید تا فرآیند اتصال به خوبی انجام شود.

دو راه برای تنظیم سوئیچ وجود دارد:

1. از طریق پورت کنسول، که برای انجام تنظیمات سوئیچ اولیه طراحی شده است.
2. از طریق پورت جهانی اترنت.

انتخاب روش اتصال به رابط تجهیزات بستگی دارد. اتصال از طریق پورت کنسول هیچ پهنای باند سوئیچ مصرف نمی کند. این یکی از مزایای این روش اتصال است.

لازم است شبیه ساز ترمینال VT 100 را راه اندازی کنید، سپس پارامترهای اتصال را مطابق با نماد در اسناد انتخاب کنید. هنگامی که اتصال برقرار می شود، کاربر یا کارمند شرکت اینترنتی یک لاگین و رمز عبور وارد می کند.

برای اتصال از طریق پورت اترنت، به یک آدرس IP نیاز دارید که در اسناد مربوط به دستگاه نشان داده شده یا از ارائه دهنده درخواست شده است.

هنگامی که تنظیمات انجام می شود و یک شبکه کامپیوتری با استفاده از سوئیچ ایجاد می شود، کاربران باید بدون هیچ مشکلی از رایانه شخصی یا لپ تاپ خود به اینترنت دسترسی داشته باشند.

هنگام انتخاب یک دستگاه برای ایجاد یک شبکه، باید در نظر بگیرید که چند کامپیوتر به آن متصل می شوند، سرعت پورت ها چقدر است، چگونه کار می کنند. ارائه دهندگان مدرن از فناوری اترنت برای اتصال استفاده می کنند که به شما امکان می دهد با استفاده از یک کابل یک شبکه پرسرعت دریافت کنید.

توپولوژی منطقی یک شبکه اترنت یک گذرگاه چند دسترسی است که در آن همه دستگاه‌ها رسانه یکسانی را به اشتراک می‌گذارند. این توپولوژی منطقی نحوه مشاهده و پردازش فریم های ارسالی و دریافتی در آن شبکه توسط گره های شبکه را مشخص می کند. با این حال، امروزه تقریباً تمام شبکه های اترنت از توپولوژی فیزیکی ستاره یا ستاره توسعه یافته استفاده می کنند. این بدان معناست که در اکثر شبکه‌های اترنت، دستگاه‌های پایانی معمولاً به یک سوئیچ LAN لایه 2 به صورت نقطه به نقطه متصل می‌شوند.

سوئیچ LAN لایه 2 سوئیچینگ و فیلترینگ را فقط بر اساس آدرس MAC لایه پیوند مدل OSI انجام می دهد. سوئیچ برای پروتکل های شبکه و برنامه های کاربر کاملاً شفاف است. سوئیچ لایه 2 یک جدول آدرس MAC ایجاد می کند که سپس از آن برای تصمیم گیری در مورد ارسال بسته ها استفاده می کند. سوئیچ های لایه 2 برای انتقال داده ها بین زیرشبکه های IP مستقل به روترها متکی هستند.

سوئیچ ها از آدرس های MAC برای انتقال داده ها در شبکه از طریق فابریک سوئیچ خود به پورت مناسب در جهت گره مقصد استفاده می کنند. پارچه سوئیچینگ کانال های یکپارچه و ابزارهای برنامه نویسی ماشین مکمل را برای کنترل مسیر داده از طریق سوئیچ فراهم می کند. برای اینکه سوئیچ بداند از کدام پورت برای ارسال یک فریم یونیکاست استفاده کند، ابتدا باید بداند کدام هاست در هر یک از پورت های آن قرار دارند.

سوئیچ نحوه مدیریت فریم های ورودی را با استفاده از جدول آدرس MAC خود تعیین می کند. این جدول آدرس MAC خود را ایجاد می کند و آدرس MAC هاست هایی را که به هر یک از پورت های آن متصل هستند را به آن اضافه می کند. پس از وارد کردن آدرس MAC برای یک میزبان خاص متصل به یک پورت خاص، سوئیچ می‌تواند ترافیک مقصد آن میزبان را از طریق پورتی که برای انتقال‌های بعدی به میزبان نگاشت شده است، ارسال کند.

اگر سوئیچ فریم داده ای را دریافت کند که هیچ آدرس MAC مقصدی برای آن در جدول وجود ندارد، فریم را در همه پورت ها به جز پورتی که فریم از آن دریافت شده است، فوروارد می کند. اگر پاسخی از میزبان مقصد دریافت شود، سوئیچ آدرس MAC میزبان را با استفاده از داده های فیلد آدرس منبع فریم وارد جدول آدرس می کند. در شبکه‌هایی با چندین سوئیچ متصل، جداول آدرس MAC با چندین آدرس MAC برای پورت‌های متصل کننده سوئیچ‌ها پر می‌شوند که ورودی‌های خارج از میزبان را منعکس می‌کنند. به عنوان یک قاعده، پورت های سوئیچ مورد استفاده برای اتصال دو سوئیچ دارای چندین آدرس MAC هستند که در جدول مربوطه وارد شده است.

در گذشته سوئیچ ها از یکی از روش های زیر برای جابجایی داده ها بین پورت های شبکه استفاده می کردند:

سوئیچینگ بافر

سوئیچینگ بدون بافر

با سوئیچینگ بافر، هنگامی که یک سوئیچ یک فریم را دریافت می کند، داده ها را تا زمانی که کل فریم دریافت شود در یک بافر ذخیره می کند. در حین ذخیره سازی، سوئیچ فریم را تجزیه و تحلیل می کند تا اطلاعاتی در مورد مقصد به دست آورد. در انجام این کار، سوئیچ همچنین با استفاده از چک افزونگی چرخه ای (CRC) انتهای فریم اترنت، بررسی خطا را انجام می دهد.

با سوئیچینگ بدون بافر، سوئیچ داده ها را هنگام رسیدن پردازش می کند، حتی اگر انتقال هنوز تکمیل نشده باشد. سوئیچ دقیقاً به اندازه فریم هایی که برای خواندن آدرس MAC مقصد لازم است بافر می کند تا بتواند تعیین کند که داده ها را به کدام پورت ارسال کند. آدرس مک مقصد 6 بایت فریم بعد از مقدمه مشخص می شود. سوئیچ آدرس MAC مقصد را در جدول سوئیچینگ خود جستجو می کند، پورت رابط خروجی را تعیین می کند و فریم را از طریق پورت اختصاصی سوئیچ به گره مقصد خود ارسال می کند. سوئیچ فریم را برای هیچ خطایی بررسی نمی کند. از آنجایی که سوئیچ مجبور نیست منتظر بماند تا کل یک فریم بافر شود و همچنین بررسی خطا را انجام نمی دهد، سوئیچینگ بدون بافر سریعتر از تعویض بافر است. با این حال، از آنجایی که سوئیچ خطاها را بررسی نمی کند، فریم های خراب را در سراسر شبکه ارسال می کند. در حمل و نقل، فریم های خراب باعث کاهش توان عملیاتی می شوند. NIC مقصد در نهایت فریم های خراب را رد می کند.

سوئیچ های مدولارانعطاف پذیری پیکربندی عالی را ارائه می دهد. آنها معمولاً با اندازه های شاسی مختلف ارائه می شوند تا امکان نصب چندین کارت خط مدولار را فراهم کنند. پورت ها در واقع روی کارت های خط قرار دارند. کارت خط به روشی مشابه کارت های توسعه نصب شده در رایانه شخصی در شاسی سوئیچ قرار می گیرد. هرچه شاسی بزرگتر باشد، ماژول های بیشتری را پشتیبانی می کند. همانطور که در تصویر نشان داده شده است، اندازه های مختلف شاسی برای انتخاب وجود دارد. اگر یک سوئیچ ماژولار با کارت خط 24 پورت خریداری کرده اید، می توانید به راحتی یکی دیگر از همان کارت خط را نصب کنید و تعداد کل پورت ها را به 48 می رساند.

سوئیچ یکی از مهمترین وسایل مورد استفاده در ساخت شبکه محلی است. در این مقاله، ما در مورد نوع سوئیچ ها صحبت خواهیم کرد و در مورد ویژگی های مهمی که باید هنگام انتخاب سوئیچ LAN در نظر بگیرید صحبت خواهیم کرد.

برای شروع، بیایید یک بلوک دیاگرام کلی را در نظر بگیریم تا بفهمیم سوئیچ چه مکانی را در شبکه محلی یک شرکت اشغال می کند.

شکل بالا رایج ترین نمودار ساختاری یک شبکه محلی کوچک را نشان می دهد. به عنوان یک قاعده، سوئیچ های دسترسی در چنین شبکه های محلی استفاده می شود.

سوئیچ های دسترسی مستقیماً به کاربران نهایی متصل می شوند و به آنها امکان دسترسی به منابع شبکه محلی را می دهند.

با این حال، در شبکه های محلی بزرگ، سوئیچ ها وظایف زیر را انجام می دهند:

سطح دسترسی به شبکه. همانطور که در بالا ذکر شد، سوئیچ های دسترسی نقاط اتصال را برای دستگاه های کاربر نهایی فراهم می کنند. در شبکه های محلی بزرگ، فریم های سوئیچ دسترسی با یکدیگر تعامل ندارند، بلکه از طریق سوئیچ های توزیع منتقل می شوند.

سطح توزیع. سوئیچ‌های این لایه، ترافیک را بین سوئیچ‌های دسترسی هدایت می‌کنند، اما با کاربران نهایی تعامل ندارند.

سطح هسته سیستم. دستگاه‌هایی از این نوع کانال‌های انتقال داده را از سوئیچ‌های سطح توزیع در شبکه‌های محلی بزرگ ترکیب می‌کنند و سرعت بسیار بالایی در سوئیچینگ جریان داده ارائه می‌دهند.

سوئیچ ها عبارتند از:

سوئیچ های مدیریت نشده. اینها دستگاه های مستقل معمولی در یک شبکه محلی هستند که انتقال داده ها را به تنهایی مدیریت می کنند و امکان پیکربندی اضافی را ندارند. با توجه به سهولت نصب و قیمت پایین، به طور گسترده ای برای نصب در خانه و مشاغل کوچک استفاده می شود.

سوئیچ های مدیریت شده. دستگاه های پیشرفته تر و گران تر. آنها به مدیر شبکه اجازه می دهند تا به طور مستقل آنها را برای وظایف داده شده پیکربندی کند.

سوئیچ های مدیریت شده را می توان به یکی از روش های زیر پیکربندی کرد:

از طریق پورت کنسولاز طریق رابط وب

از طریق Telnet از طریق پروتکل SNMP

از طریق SSH

لایه ها را تغییر دهید

همه سوئیچ ها را می توان به سطوح مدل تقسیم کرد OSI . هر چه این سطح بالاتر باشد، سوئیچ دارای قابلیت های بیشتری است، اما هزینه آن بسیار بیشتر خواهد بود.

سوئیچ های لایه 1. این سطح شامل هاب ها، تکرار کننده ها و سایر دستگاه هایی است که در سطح فیزیکی کار می کنند. این دستگاه ها در ابتدای توسعه اینترنت بودند و در حال حاضر در شبکه محلی استفاده نمی شوند. پس از دریافت سیگنال، دستگاهی از این نوع به سادگی آن را بیشتر به همه پورت ها به جز درگاه فرستنده ارسال می کند.

سوئیچ های لایه 2 (لایه2). این سطح شامل سوئیچ های مدیریت نشده و بخشی از سوئیچ های مدیریت شده (تعویض ) کار در لایه پیوند داده مدل OSI . سوئیچ های لایه 2 با فریم ها کار می کنند - فریم ها: جریانی از داده ها که به بخش هایی تقسیم می شوند. سوئیچ لایه 2 پس از دریافت فریم، آدرس فرستنده را از فریم کم کرده و در جدول خود وارد می کند.مک آدرس‌ها، این آدرس را با پورتی که این فریم را در آن دریافت کرده است، مطابقت دهد. به لطف این رویکرد، لایه 2 داده ها را فقط به پورت مقصد سوئیچ می کند، بدون ایجاد ترافیک اضافی در سایر پورت ها. سوئیچ های لایه 2 متوجه نمی شوند IP آدرس های واقع در لایه شبکه سوم مدل OSI و فقط در لایه پیوند داده کار کنید.

سوئیچ های لایه 2 از رایج ترین پروتکل ها مانند:

IEEE 802.1 qیا VLAN شبکه های محلی مجازی این پروتکل به شما اجازه می دهد تا شبکه های منطقی مجزا را در یک شبکه فیزیکی ایجاد کنید.

به عنوان مثال، دستگاه هایی که به یک سوئیچ متصل هستند، اما در مکان های متفاوتی قرار دارند VLAN یکدیگر را نمی بینند و می توانند داده ها را فقط در دامنه پخش خود (دستگاه هایی از همان VLAN) منتقل کنند. بین خودشان، کامپیوترهای موجود در شکل بالا می توانند با استفاده از دستگاهی که در سطح سوم کار می کند، داده ها را انتقال دهند. IP آدرس: روتر

IEEE 802.1p (برچسب های اولویت ). این پروتکل در ابتدا در پروتکل وجود دارد IEEE 802.1 q و یک فیلد 3 بیتی از 0 تا 7 است. این پروتکل به شما اجازه می دهد تا با تعیین اولویت ها (حداکثر اولویت 7) تمام ترافیک را به ترتیب اهمیت علامت گذاری و مرتب کنید. قاب های با اولویت بالاتر ابتدا فوروارد می شوند.

پروتکل درخت پوشا IEEE 802.1d (STP).این پروتکل یک شبکه محلی را در یک ساختار درختی ایجاد می کند تا از حلقه بک شبکه جلوگیری کند و از تشکیل یک طوفان شبکه جلوگیری کند.

فرض کنید نصب شبکه محلی به صورت حلقه ای برای افزایش تحمل خطای سیستم ساخته شده است. سوئیچ با بالاترین اولویت در شبکه به عنوان Root انتخاب می شود.در مثال بالا، SW3 ریشه است. سوئیچ ها بدون پرداختن به الگوریتم های اجرای پروتکل، مسیر را با حداکثر هزینه محاسبه کرده و آن را مسدود می کنند. به عنوان مثال، در مورد ما، کوتاه ترین مسیر از SW3 به SW1 و SW2 از طریق رابط های اختصاصی خود (DP) Fa 0/1 و Fa 0/2 خواهد بود. در این حالت هزینه مسیر پیش فرض برای رابط 100 مگابیت بر ثانیه 19 خواهد بود. رابط Fa 0/1 سوئیچ LAN SW1 مسدود شده است زیرا هزینه کل مسیر مجموع دو پرش بین رابط های 100 مگابیت بر ثانیه خواهد بود 19+19= 38.

اگر مسیر کار خراب باشد، سوئیچ ها محاسبه مجدد مسیر را انجام می دهند و پورت را رفع انسداد می کنند.

پروتکل درخت پوشا سریع IEEE 802.1w (RSTP).802.1 بهبود یافته استد ، که پایداری بالاتر و زمان بازیابی لینک کمتری دارد.

پروتکل درخت پوشا چندگانه IEEE 802.1s.آخرین نسخه با در نظر گرفتن تمام کاستی های پروتکل ها STP و RSTP.

IEEE 802.3ad تجمع پیوند برای پیوند موازی.این پروتکل به شما امکان می دهد پورت ها را در گروه ها ترکیب کنید. سرعت کل این پورت تجمیع، مجموع سرعت هر پورت در آن خواهد بود.حداکثر سرعت توسط استاندارد IEEE 802.3ad تعریف شده و 8 گیگابیت بر ثانیه است.

سوئیچ های لایه 3 (لایه3). به این دستگاه‌ها مولتی سوئیچ نیز می‌گویند زیرا قابلیت‌های سوئیچ‌های کار در سطح دوم و روترهایی که با آن‌ها کار می‌کنند را ترکیب می‌کنند. IP بسته های سطح سومسوئیچ های لایه 3 به طور کامل از تمام ویژگی ها و استانداردهای سوئیچ های لایه 2 پشتیبانی می کنند. آنها می توانند با استفاده از آدرس های IP با دستگاه های شبکه کار کنند. سوئیچ لایه 3 از ایجاد اتصالات مختلف پشتیبانی می کند: l 2 tp، pptp، pppoe، vpn و غیره

سوئیچ های لایه 4 (لایه 4) . دستگاه های سطح L4 که در لایه انتقال مدل کار می کنند OSI . مسئولیت اطمینان از قابلیت اطمینان انتقال داده ها را بر عهده دارد. این سوئیچ ها می توانند بر اساس اطلاعات هدر بسته ها متوجه شوند که ترافیک به برنامه های مختلف تعلق دارد و بر اساس این اطلاعات در مورد هدایت مجدد چنین ترافیکی تصمیم گیری کنند. نام چنین دستگاه هایی هنوز جا نیفتاده است، گاهی اوقات آنها را سوئیچ هوشمند یا سوئیچ L4 می نامند.

ویژگی های کلیدی سوئیچ ها

تعداد پورت ها. در حال حاضر سوئیچ هایی با تعداد پورت ها از 5 تا 48 وجود دارد. این پارامتر تعداد دستگاه های شبکه قابل اتصال به این سوئیچ را تعیین می کند.

به عنوان مثال، هنگام ساخت یک شبکه محلی کوچک متشکل از 15 کامپیوتر، به یک سوئیچ با 16 پورت نیاز داریم: 15 پورت برای اتصال دستگاه های پایانی و یکی برای نصب و اتصال روتر برای دسترسی به اینترنت.

نرخ انتقال. این سرعتی است که هر پورت سوئیچ با آن کار می کند. به طور معمول، سرعت ها به صورت زیر نشان داده می شوند: 10/100/1000 مگابیت بر ثانیه. سرعت پورت در حین مذاکره خودکار با دستگاه نهایی تعیین می شود. در سوئیچ های مدیریت شده، این تنظیم را می توان به صورت دستی پیکربندی کرد.

مثلا :یک دستگاه سرویس گیرنده رایانه شخصی با یک NIC 1 گیگابیت بر ثانیه به یک پورت سوئیچ با سرعت 10/10 مگابیت بر ثانیه متصل می شود.ج . در نتیجه مذاکره خودکار، دستگاه ها موافقت می کنند که از بالاترین سرعت ممکن 100 مگابیت بر ثانیه استفاده کنند.

پورت مذاکره خودکاربینفول دوبلکس و نیمه دوبلکس. فول دوبلکس: داده ها به طور همزمان در دو جهت منتقل می شوند.نیم دوبلکس انتقال داده ابتدا در یک جهت و سپس در جهت دیگر به صورت متوالی انجام می شود.

سوئیچینگ ماتریس پهنای باند داخلی. این پارامتر سرعت کل را نشان می دهد که سوئیچ می تواند داده ها را از همه پورت ها پردازش کند.

به عنوان مثال: در شبکه محلی یک سوئیچ وجود دارد که دارای 5 پورت با سرعت 10/10 مگابیت بر ثانیه است. در مشخصات فنی، پارامتر ماتریس سوئیچینگ 1 گیگابیت / است.ج . این بدان معنی است که هر پورت در استفول دوبلکس می تواند با سرعت 200 مگابیت بر ثانیه کار کندج (دانلود 100 مگابیت بر ثانیه و دانلینک 100 مگابیت بر ثانیه). اجازه دهید پارامتر این ماتریس سوئیچینگ کمتر از مقدار مشخص شده باشد. این بدان معناست که در زمان اوج بار، پورت ها قادر به کار با سرعت 100 مگابیت بر ثانیه نخواهند بود.

مذاکره خودکار نوع کابل MDI / MDI-X. این تابع به شما امکان می دهد تعیین کنید که کدام یک از دو روش برای پر کردن جفت پیچ خورده EIA/TIA-568A یا EIA/TIA-568B استفاده شده است. هنگام نصب شبکه های محلی، طرح EIA / TIA-568B بیشترین استفاده را دارد.

پشتهسازی - این ترکیبی از چندین سوئیچ در یک دستگاه منطقی واحد است. سازندگان سوئیچ های مختلف از فناوری های مختلف انباشتگی استفاده می کنند، مانندج isco از فناوری Stack Wise با گذرگاه سوئیچ 32 گیگابیت بر ثانیه و Stack Wise Plus با گذرگاه سوئیچ 64 گیگابیت بر ثانیه استفاده می کند.

به عنوان مثال، این فناوری در شبکه های محلی بزرگ، جایی که نیاز به اتصال بیش از 48 پورت بر اساس یک دستگاه است، مرتبط است.

نصب برای قفسه 19 اینچی. در خانه و شبکه های محلی کوچک، سوئیچ ها اغلب بر روی سطوح صاف نصب می شوند یا روی دیوار نصب می شوند، با این حال، وجود به اصطلاح "گوش" در شبکه های محلی بزرگتر که تجهیزات فعال در کابینت سرور قرار دارند، ضروری است.

اندازه میز MACآدرس ها . سوئیچ (سوئیچ) دستگاهی است که در سطح 2 مدل کار می کند OSI . بر خلاف هاب که به سادگی فریم دریافتی را به همه پورت ها به جز پورت فرستنده هدایت می کند، سوئیچ یاد می گیرد: به یاد می آوردمک آدرس دستگاه فرستنده، وارد کردن آن، شماره پورت و طول عمر ورودی در جدول. با استفاده از این جدول، سوئیچ فریم را نه به همه پورت ها، بلکه فقط به درگاه گیرنده هدایت می کند. اگر تعداد دستگاه های شبکه در شبکه محلی قابل توجه باشد و اندازه جدول پر باشد، سوئیچ شروع به بازنویسی ورودی های قدیمی در جدول و نوشتن موارد جدید می کند که سرعت سوئیچ را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد.

قاب جامبو . این ویژگی به سوئیچ اجازه می دهد تا با اندازه بسته بزرگتر از اندازه ای که توسط استاندارد اترنت مشخص شده است، کار کند. پس از دریافت هر بسته، مدتی صرف پردازش آن می شود. هنگام استفاده از افزایش اندازه بسته با استفاده از فناوری Jumbo Frame، می توانید در زمان پردازش بسته در شبکه هایی که از نرخ انتقال داده 1 گیگابیت بر ثانیه و بالاتر استفاده می شود، صرفه جویی کنید. در سرعت کمتر هیچ سود بزرگی وجود ندارد

تغییر حالت هابه منظور درک اصل عملکرد حالت های سوئیچینگ، ابتدا ساختار قاب ارسال شده در لایه های پیوند داده بین یک دستگاه شبکه و یک سوئیچ در یک شبکه محلی را در نظر بگیرید:

همانطور که از تصویر می بینید:

• ابتدا مقدمه ای می آید که شروع انتقال فریم را نشان می دهد،
• سپس MAC آدرس مقصد ( DA) و MAC آدرس فرستنده ( SA)
• شناسه سطح سوم: IPv 4 یا IPv 6 در حال استفاده است
ظرفیت ترابری)
• و در نهایت چک سام FCS: یک مقدار CRC 4 بایتی که برای تشخیص خطاهای انتقال استفاده می شود. توسط طرف فرستنده محاسبه می شود و در قسمت FCS قرار می گیرد. طرف دریافت کننده این مقدار را به تنهایی محاسبه کرده و با مقدار دریافتی مقایسه می کند.

حال حالت های سوئیچینگ را در نظر بگیرید:

ذخیره و ارسال. این حالت سوئیچینگ کل فریم را در بافر ذخیره می کند و فیلد را بررسی می کند FCS که در انتهای کادر قرار دارد و اگر جمع چک این فیلد مطابقت نداشته باشد، کل فریم را دور می اندازد. در نتیجه، احتمال تراکم شبکه کاهش می‌یابد، زیرا می‌توان فریم‌ها را با خطا کنار گذاشت و زمان ارسال بسته را به تأخیر انداخت. این فناوری در سوئیچ های گران قیمت تر وجود دارد.

قطع کن . تکنولوژی ساده تر در این حالت، فریم ها را می توان سریعتر پردازش کرد زیرا به طور کامل بافر نمی شوند. برای تجزیه و تحلیل، داده ها از ابتدای فریم تا آدرس MAC مقصد (DA) در بافر ذخیره می شوند. سوئیچ این آدرس MAC را می خواند و آن را به مقصد ارسال می کند. نقطه ضعف این فناوری این است که سوئیچ، در این مورد، هم بسته های کوتوله، کمتر از 512 بیت را به جلو می فرستد و هم بسته های آسیب دیده را به جلو می برد و بار روی شبکه محلی را افزایش می دهد.

پشتیبانی از PoE

فناوری Pover over ethernet به شما این امکان را می دهد که یک دستگاه شبکه را از طریق همان کابل تغذیه کنید. این راه حل به شما امکان می دهد هزینه نصب اضافی خطوط تامین را کاهش دهید.

استانداردهای PoE زیر وجود دارد:

PoE 802.3af از تجهیزات تا 15.4 وات پشتیبانی می کند

PoE 802.3at از تجهیزات تا 30 وات پشتیبانی می کند

PoE منفعل

PoE 802.3 af/at دارای مدارهای کنترل هوشمند برای تامین ولتاژ دستگاه است: قبل از اعمال برق به دستگاه PoE، منبع استاندارد af/at با آن هماهنگ می شود تا از آسیب به دستگاه جلوگیری شود. Passiv PoE بسیار ارزان تر از دو استاندارد اول است، برق مستقیماً از طریق جفت کابل شبکه رایگان و بدون هیچ گونه تأییدیه به دستگاه تأمین می شود.

ویژگی های استانداردها

استاندارد PoE 802.3af توسط اکثر دوربین های IP ارزان قیمت، تلفن های IP و نقاط دسترسی پشتیبانی می شود.

استاندارد PoE 802.3at در مدل‌های گران‌تر دوربین‌های نظارت IP وجود دارد، جایی که نمی‌توان آن را در محدوده 15.4 وات نگه داشت. در این حالت هم دوربین فیلمبرداری IP و هم منبع PoE (سوئیچ) باید از این استاندارد پشتیبانی کنند.

شکاف های توسعه. سوئیچ ها ممکن است دارای شکاف های گسترش اضافی باشند. رایج ترین ماژول های SFP (Small Form-factor Pluggable) هستند. فرستنده‌های ماژولار و فشرده که برای انتقال داده در محیط مخابراتی استفاده می‌شوند.

ماژول های SFP در یک پورت SFP آزاد روتر، سوئیچ، مالتی پلکسر یا مبدل رسانه وارد می شوند. در حالی که ماژول های اترنت SFP، رایج ترین آنها وجود داردماژول های فیبر نوری برای اتصال کانال اصلی هنگام انتقال داده ها در فواصل طولانی، غیرقابل دسترس برای استاندارد اترنت استفاده می شوند. ماژول های SFP بسته به فاصله، سرعت انتقال داده انتخاب می شوند. رایج ترین آنها ماژول های SFP دو فیبر هستند که از یک فیبر برای دریافت و دیگری برای انتقال داده استفاده می کنند. با این حال، فناوری WDM به شما امکان می دهد داده ها را در طول موج های مختلف از طریق یک کابل نوری منتقل کنید.

ماژول های SFP عبارتند از:

• SX - 850 نانومتر با کابل نوری چند حالته در فاصله تا 550 متر استفاده می شود.
• LX - 1310 نانومتر با هر دو نوع کابل نوری (SM و MM) در فاصله تا 10 کیلومتر استفاده می شود.
• BX - 1310/1550 نانومتر با هر دو نوع کابل نوری (SM و MM) در فاصله تا 10 کیلومتر استفاده می شود.
• XD - 1550 نانومتر با کابل تک حالت تا 40 کیلومتر، ZX تا 80 کیلومتر، EZ یا EZX تا 120 کیلومتر و DWDM استفاده می شود.

استاندارد SFP خود انتقال داده را با سرعت 1 گیگابیت در ثانیه یا با سرعت 100 مگابیت در ثانیه فراهم می کند. برای انتقال سریعتر داده ها، ماژول های SFP+ توسعه یافته اند:

• انتقال داده SFP+ با سرعت 10 گیگابیت بر ثانیه
• انتقال اطلاعات XFP با سرعت 10 گیگابیت بر ثانیه
• انتقال داده QSFP+ با سرعت 40 گیگابیت بر ثانیه
• انتقال داده CFP با سرعت 100 گیگابیت بر ثانیه

با این حال، در سرعت های بالاتر، سیگنال ها در فرکانس های بالا پردازش می شوند. این امر مستلزم اتلاف حرارت بیشتر و بر این اساس ابعاد بزرگ است. بنابراین، در واقع، فرم فاکتور SFP فقط در ماژول های SFP + حفظ شده است.

نتیجه

بسیاری از خوانندگان احتمالاً با سوئیچ های مدیریت نشده و سوئیچ های لایه 2 مدیریت بودجه در شبکه های محلی کوچک مواجه شده اند. با این حال، انتخاب سوئیچ‌ها برای ساخت شبکه‌های محلی بزرگ‌تر و از نظر فنی پیچیده‌تر بهتر است به متخصصان واگذار شود.

هنگام نصب شبکه های محلی، Safe Kuban از سوئیچ های مارک های زیر استفاده می کند:

راه حل حرفه ای:

سیسکو

Qtech

راه حل بودجه

دی لینک

Tp Link

تندا

Bezopasnaya Kuban نصب، راه اندازی و نگهداری شبکه های محلی را در کراسنودار و جنوب روسیه انجام می دهد.

این فصل فناوری‌هایی را معرفی می‌کند که در دستگاه‌هایی کار می‌کنند که نام‌گذاری دقیقی ندارند پل هاو سوئیچ ها. موضوعاتی که در اینجا خلاصه می شوند عبارتند از اصول دستگاه مدار تعمیم یافته، پل زدن محلی و راه دور، سوئیچینگ ATM و LAN. فصل‌های بعدی بخش 4، «پل‌ها و سوئیچ‌ها» این کتاب با جزئیات بیشتری به ویژگی‌های این فناوری‌ها اختصاص دارد.

پل ها و سوئیچ ها چیست؟

پل ها و سوئیچ ها دستگاه های ارتباط داده ای هستند که اساساً در لایه 2 مدل مرجع OSI کار می کنند. به این ترتیب، آنها به طور کلی به عنوان دستگاه های لایه پیوند نامیده می شوند.

پل ها در اوایل دهه 1980 به صورت تجاری در دسترس قرار گرفتند. در زمان معرفی، پل ها به هم متصل شدند و امکان انتقال بسته ها را بین شبکه های همگن فراهم کردند. در زمان های اخیر، پل زدن بین شبکه های مختلف نیز تعریف و استاندارد شده است.

انواع خاصی از پل ها به عنوان دستگاه های کار اینترنتی مهم شده اند. پل های شفافدر درجه اول در یک محیط اترنت یافت می شوند، در حالی که پل های با پیش مسیریابی (پل منبع-مسیر)در ابتدا در محیط Token Ring ظاهر می شود. پل های ترجمهارائه ترجمه بین قالب ها و اصول ترانزیت انواع رسانه ها (معمولا Token Ring و Ethernet). سرانجام، پل های شفاف با پیش مسیریابی (پل شفاف منبع-مسیر)الگوریتم های پل زدن شفاف و از پیش مسیریابی شده را برای فعال کردن ارتباطات در محیط های مختلط اترنت/حلقه توکن ترکیب کنید.

تا به امروز، فناوری سوئیچینگ به عنوان یک جانشین تکاملی برای راه حل های اینترنتی پل شده ظاهر شده است. استفاده از سوئیچ ها در حال حاضر بر برنامه هایی که در آنها از پل ها در طراحی های اولیه شبکه استفاده می شد، غالب است. عملکرد برتر، تراکم پورت بیشتر، هزینه کمتر برای هر پورت و انعطاف پذیری بیشتر به ظهور سوئیچ ها به عنوان یک فناوری جایگزین برای پل زدن و مکمل فناوری مسیریابی کمک کرده است.

نمای کلی دستگاه های لایه پیوند

اگرچه پل ها و سوئیچ ها بیشتر ویژگی های یکسانی دارند، اما ویژگی هایی وجود دارد که این فناوری ها را متمایز می کند. سوئیچ ها بسیار سریعتر هستند زیرا در سخت افزار سوئیچ می شوند، در حالی که پل ها به صورت نرم افزاری سوئیچ می شوند و همچنین می توانند شبکه های محلی با پهنای باند نابرابر را به هم متصل کنند. به عنوان مثال، شبکه های اترنت 10 و 100 مگابیت را می توان با استفاده از سوئیچ متصل کرد. سوئیچ ها همچنین از تراکم پورت های بالاتری نسبت به پل ها پشتیبانی می کنند. برخی از سوئیچ‌ها از سوئیچینگ برش پشتیبانی می‌کنند که تأخیر و تأخیر شبکه را کاهش می‌دهد، در حالی که بریج‌ها فقط از سوئیچینگ ذخیره و انتقال پشتیبانی می‌کنند. در نهایت، سوئیچ ها با ارائه پهنای باند اختصاصی به هر بخش شبکه، برخوردهای بخش شبکه را کاهش می دهند.

انواع پل