سوئیچ‌ها در شبکه‌های سازمانی سه‌لایه
سوئیچ سازمانی (Enterprise switch) چیست و سوئیچ‌های سازمانی چه ویژگی‌هایی دارند؟
سوئیچ‌ سازمانی (Enterprise switch) سوئیچ‌ خاص و متفاوتی نیست، بلکه به شبکه‌ای اشاره دارد که سوئیچ در آن به کار گرفته می‌شود. شبکه‌های سازمانی معمولا سوئیچ‌ها و اتصالات متعددی دارند، فلذا سوئیچ‌های سازمانی باید امکانات و قابلیت‌های داشته باشند تا بتوانند نیاز بخش‌های مختلف شبکه سازمانی را پاسخگو باشند. پس شاید بتوان گفت، هر سوئیچی که امکاناتش مناسب شبکه‌های سازمانی است، سوئیچ سازمانی محسوب می‌شود. در ادامه، گفته خواهدشد که در هر لایه از شبکه‌های سلسله‌مراتبی سه‌لایه، از چه سوئیچ‌هایی باید استفاده شود. سپس تفاوت سوئیچ‌های سازمانی، سوئیچ‌های مرکز داده و سوئیچ‌های شبکه‌های خانگی بیان خواهدشد.

سوئیچ‌های سازمانی در ساختار شبکه‌های به‌هم پیوسته سلسله‌مراتبی

در شبکه‌های سازمانی امروزه معمولا از ساختار شبکه‌های به‌هم‌پیوسته سلسله‌مراتبی (Hierarchical internetworking model) استفاده می‌شود که به آن ساختار سه‌لایه (three-layer یا three-tier) نیز می‌گویند. در ساختار یادشده، شبکه محلی به سه لایه تقسیم می‌شود: لایه هسته (Core layer)، لایه توزیع (Distribution layer) و لایه دسترسی (Access layer). هر لایه قابلیت‌ها و کارکردهای خاص خود را دارد که سبب می‌شود سوئیچ‌های هر لایه، عملکرد متفاوتی داشته باشند.

  • سوئیچ‌های هسته (Core switch)، سوئیچ‌های ستون‌فقراتی قدرتمندی هستند که عموما در مرکز لایه هسته شبکه جای می‌گیرند. سوئیچ‌های هسته، گیت‌وی یا دروازه‌ای هستند که شبکه سازمانی را به یک شبکه گسترده (WAN) یا اینترنت مرتبط می‌کنند.

  • سوئیچ‌های توزیع (Distribution switch) مانند بریج یا پل شبکه عمل می‌کنند و سوئیچ‌های لایه هسته و سوئیچ‌های لایه دسترسی را به هم پیوند می‌زنند. سوئیچ‌های توزیع، مسیریابی صحیح بسته‌ها بین زیرشبکه‌ها و شبکه‌های محلی مجازی (VLAN) را تضمین می‌کنند. به آن‌ها سوئیچ تجمیع‌گر (aggregation switch) نیز می‌گویند.
  • سوئیچ‌های دسترسی (Access switch) که به آن‌ها سوئیچ‌های لبه (Edge switch) نیز می‌گویند، زیرین‌ترین و بنیادی‌ترین لایه در ساختار شبکه‌های به‌هم‌پیوسته سلسله‌مراتبی هستند. آن‌ها اتصال گره‌های نهایی مثل اکسس‌پوینت‌های بی‌سیم و تجهیزات کابلی به شبکه را تسهیل می‌کنند.

تصویر 1. نمونه‌ای از ساختار شبکه‌های به‌هم‌پیوسته سلسله‌مراتبی و سوئیچ‌های هر لایه


در جدول زیر، سوئیچ‌های هسته، سوئیچ‌های توزیع و سوئیچ‌های دسترسی با هم مقایسه شده‌اند. این جدول به درک بهتر وظایف  سوئیچ‌های سازمانی و تفاوت آن‌ها با هم کمک می‌کند.

جدول مقایسه سوئیچ‌های هسته، سوئیچ‌های توزیع و سوئیچ‌های دسترسی
ویژگی سوئیچ جهت مقایسه سوئیچ هسته سوئیچ توزیع سوئیچ دسترسی
لایه‌‌ای که سوئیچ در آن کار می‌کند لایه هسته لایه توزیع لایه دسترسی
قابلیت‌ها سوئیچ‌های لایه 3، بیشترین اعتمادپذیری (Reliablity)، قابلیت و توان عملیاتی سوئیچ‌های لایه 2، اعتمادپذیری، قابلیت و توان عملیاتی زیاد سوئیچ‌های لایه 1 ، اعتمادپذیری، قابلیت و توان عملیاتی نسبتا کمتر (در مقایسه با سوئیچ‌های هسته و سوئیچ‌های توزیع)
تعداد سوئیچ‌ها در یک شبکه کمترین تعداد (معمولا 1 یا 2) حد میانگین (معمولا کمتر از تعداد سوئیچ‌های هسته و بیشتر از تعداد سوئیچ‌های دسترسی) بیشترین تعداد
کارکردهای اصلی سوئیچ نرخ فوروارد بسیار زیاد، QoS (اولویت‌بندی ترافیک)، اجزای پشتیبان جهت افزونگی (Redundant components) و... فیلترینگ بسته‌ها، QoS، و گیت‌وی‌های اپلیکیشن و... امنیت پورت‌ها، شبکه‌های محلی مجازی (VLAN)، اترنت سریع/اترنت گیگابیتی، PoE و...
هزینه گران‌تر از سوئیچ‌های لایه دیگر گران نسبتا ارزان‌تر
مثال سوئیچ‌های اترنت 25 گیگابیتی، 40 گیگابیتی و 100 گیگابیتی سوئیچ‌های اترنت 10 گیگابیتی سوئیچ‌های اترنت گیگابیتی (1000 مگابیت‌برثانیه)

مقایسه سوئیچ‌های مرکز داده، سوئیچ‌های سازمانی و سوئیچ‌های شبکه خانگی

تولیدکنندگان سوئیچ‌های شبکه برای محیط‌های مختلف سوئیچ‌های متفاوتی طراحی می‌کنند. برخی سوئیچ‌ها برای مراکز داده که سازوکارهای پیچیده‌تری دارند طراحی شده‌اند. برخی سوئیچ‌ها نیز برای شبکه‌های سازمانی و کسب‌وکارهای کوچک و متوسط و برخی دیگر برای شبکه‌های خانگی مناسبترند.

ذکر این نکته مفید است که سوئیچ‌ها از نظر مدیریت‌پذیری به سه دسته تقسیم می‌شوند: سوئیچ‌های مدیریت‌پذیر یا مدیریتی (Managed switch)، سوئیچ‌های مدیریت‌ناپذیر یا غیرمدیریتی (Unmanaged switch) و سوئیچ‌های هوشمند (Smart switch). در کل، سوئیچ‌های مدیریتی برای مراکز داده و شبکه‌های سازمانی و سوئیچ‌های غیرمدیریتی برای شبکه‌های خانگی مناسب‌ترند. گاهی در برخی شبکه‌های تجاری و نیز در برخی شبکه‌های خانگی از سوئیچ‌های هوشمند (Smart switch) استفاده می‌شود که هم تا حدی مدیریت‌پذیرند و هم کار با آن‌ها آسان‌تر از کار با سوئیچ‌های مدیریتی است. در کل، سوئیچ‌های هوشمند از نظر امکانات و مدیریت‌پذیری، از سوئیچ‌های مدیریتی ضعیف‌تر و از سوئیچ‌های غیرمدیریتی قوی‌ترند. (برای اطلاعات بیشتر درباره سوئیچ‌ها به مقاله سوئیچ چیست و چه کاری انجام می‌دهد مراجعه کنید.)

تصویر 2. نمونه‌ای از سوئیچ‌های مدیریت‌پذیر (مناسب برای شبکه‌های سازمانی و مراکز داده) و سوئیچ‌های مدیریت‌ناپذیر (مناسب برای شبکه‌های خانگی)


سوئیچ‌های مراکز داده (Data center switch)

مراکز داده امروزی به‌جای استفاده از مدل سلسله‌مراتبی در معماری خود، رفته‌رفته به مدل برگ و تیغ (Leaf-Spine) روی می‌آورند. در مدل برگ و تیغ، سوئیچ‌های تیغ (Spine switch) در نقش هسته شبکه ظاهر می‌شوند و سوئیچ‌های برگ (Leaf switch)، برای سرورها نقاط اتصال ارائه می‌کنند. سوئیچ‌های مرکز داده همیشه به پورت‌های متعدد و پهنای باند زیادی نیاز دارند تا بتوانند جریان ترافیک شمال به جنوب (ترافیکی که جهت آن از خارج دیتاسنتر به‌سمت سرور دیتاسنتر یا از سمت سرور دیتاسنتر به اینترنت است) و نیز ترافیک شرق به غرب (ترافیک بین سرورهای یک دیتاسنتر) را مدیریت کنند.

سوئیچ‌های شبکه‌های سازمانی ( Enterprise switch)

در شبکه‌های سازمانی، کاربران نهایی معمولا تجهیزات مختلفی مثل کامپیوتر، لپ‌تاپ و چاپگر به شبکه متصل می‌کنند. لذا برای ردگیری و پایش عملکرد کاربران و تجهیزات نهایی (اندپوینت) باید از سوئیچ‌های سازمانی استفاده شود تا همه نقاط اتصال، از حیث مسائل امنیتی محافظت شوند. برخی سوئیچ‌های سازمانی برای پاسخگویی به نیازهای شبکه‌های خاص، از قابلیت‌های ویژه‌ای مثل سازگاری با فناوری PoE برخوردارند. سوئیچ‌های سازمانی با بهره‌گیری از فناوری PoE می‌توانند مصرف انرژی بسیاری از تجهیزات نهایی متصل به سوئیچ را مدیریت کنند. سوئیچ‌های سازمانی را Campus LAN Switch نیز می‌نامند.

سوئیچ‌های شبکه‌های خانگی

شبکه‌های خانگی در مقایسه با مراکز داده و شبکه‌های سازمانی، کم‌ترافیک هستند. لذا شبکه‌های خانگی به سوئیچ‌های پیچیده با امکانات متعدد نیازی ندارند. در اکثر شبکه‌های خانگی ز سوئیچ فقط برای گسترش اتصالات شبکه و انتقال داده از یک وسیله به وسیله دیگر استفاده می‌شود. سوئیچ‌های خانگی برخلاف سوئیچ‌های سازمانی و سوئیچ‌های مرکز داده لازم نیست بر مشکلاتی مثل ازدحام داده غلبه کنند. لذا سوئیچ‌های غیرمدیریتی  (Unmanaged switch) که ‌آسان و به‌شیوه plug-and-play نصب و آماده کار می‌شوند، معمولا برای شبکه‌های خانگی انتخاب بسیار مناسبی هستند، زیرا مدیریت آن‌ها آسان است، تنظیمات خاصی ندارند و از سوئیچ‌های مدیریتی ارزان‌ترند. برای شبکه‌های خانگی و دفتری کوچک‌ با کمتر از 10 کاربر، عموما یک سوئیچ اترنت 16 پورتی کافی است. اما کاربرانی که می‌خواهند شبکه‌ خانگی سریع‌تر و امن‌تری داشته باشند، شاید سوئیچ‌های مدیریتی یا سوئیچ‌های هوشمند (Smart switch) را ترجیح دهند.

کدام‌یک برای شبکه‌های سازمانی مناسب‌تر است: سوئیچ مرکز داده یا سوئیچ سازمانی؟

اگر شبکه سازمانی متوسط یا بزرگی را اداره می‌کنید، شاید خود را بر سر دوراهی ببینید؛ دوراهی انتخاب بین سوئیچ‌های مخصوص مراکز داده یا سوئیچ‌های سازمانی.

در شبکه‌های سازمانی بزرگ، افزونگی (redundancy) در سطوح آپ‌لینک، مثل لایه هسته و لایه توزیع، باید بسیار بیشتر از لایه دسترسی باشد. پس، دسترسی‌پذیری بالا (high accessibility) نخستبن موضوعی است که هنگام طراحی یک شبکه سازمانی باید بدان توجه داشته باشید. برای مدیریت ترافیک پرحجم و کاهش خطر بروز نقص در شبکه می‌توان در هر لایه دو یا چند سوئیچ توزیع یا سوئیچ هسته به کار گرفت تا نقص یکی از سوئیچ‌ها سوئیچ دیگر را از کار نیاندازد.

برای مدیریت شبکه‌های پیچیده‌‌ای که سرورهای زیادی دارند، استفاده از مجازی‌سازی شبکه می‌تواند به بهینه‌سازی سرعت و اعتمادپذیری شبکه کمک کند. سوئیچ‌های مرکز داده در مقایسه با سوئیچ‌های LAN سازمانی مرسوم، قابلیت‌های بیشتری دارند. سوئیچ‌های ویژه مراکز داده با برخورداری از امکانات بهتر، سبب می‌شوند شبکه‌های مملو از ماشین‌های مجازی عملکرد خوبی داشته باشند، و ترافیک شرق به غرب شبکه (که درنتیجه استفاده از مجازی‌سازی افزایش می‌‌یابد) بهتر مدیریت شود.


ماهنامه شبکه را از کجا تهیه کنیم؟
ماهنامه شبکه را می‌توانید از کتابخانه‌های عمومی سراسر کشور و نیز از دکه‌های روزنامه‌فروشی تهیه نمائید.

ثبت اشتراک نسخه کاغذی ماهنامه شبکه     ثبت اشتراک نسخه آنلاین

کتاب الکترونیک +Network راهنمای شبکه‌ها

  • برای دانلود تنها کتاب کامل ترجمه فارسی +Network  اینجا کلیک کنید.

کتاب الکترونیک دوره مقدماتی آموزش پایتون

  • اگر قصد یادگیری برنامه‌نویسی را دارید ولی هیچ پیش‌زمینه‌ای ندارید اینجا کلیک کنید.

برچسب: 

مطالب پربازدید

توسعه و پشتیبانی توسط : ایران دروپال
پشتیبانی توسط ایران دروپال