براي مطالعه

اترنت چيست و چه كاربردي دارد

اترنت چيست (Ethernet) اترنت يك فناوري مبتني بر Frame شناخته مي شود كه براي اتصال دستگاه ها در يك شبكه محلي LAN يا شبكه گسترده WAN مورد استفاده قرار مي گيرد. اترنت قدمت زيادي دارد و دائما در حال به روزرساني و پيشرفت است.

اترنت در حال حاضر يكي از پركاربردترين فناوري هاي روز دنيا براي ايجاد شبكه‌ هاي محلي LAN به شمار مي آيد. در اين مقاله ما قصد داريم به يكي از قابليت هاي مهم سوئيچ شبكه يعني اترنت بپردازيم و با توجه به عنوان هايي كه در ادامه گفته ايم آن را مورد بررسي قرار دهيم.

• تاريخچه اترنت
• شبكه محلي (LAN)
• نحوه كار اترنت
• سرعت اترنت
• قطعات سخت افزاري اترنت
• انواع كابل اترنت
• انواع شبكه اترنت
• مزايا و معايب
• اصطلاحات مهم شبكه اترنت
• پروتكل‌ شبكه
• تفاوت بين اتصالات واي فاي و اترنت

تاريخچه اترنت

براي پاسخ به سؤال اترنت چيست در ابتدا بهتر است به تاريخچه آن بپردازيم. فناوري به روز اترنت براي اولين بار در دهه ۱۹۷۰ توسط شركتي به نام زيراكس (Xerox) مطرح شد و در سال ۱۹۸۳ نسخه استاندارد آن با عنوان IEEE ۸۰۲.۳ براي كاربران ارائه شد.

در سال هاي ابتدايي اترنت روي كابل‌ كواكسيال (هم محور) اجرا مي شد، اما در حال حاضر شبكه هاي محلي اترنت با استفاده از كابل هاي زوج به هم تابيده و يا فيبر نوري نيز طراحي خواهند شد. اترنت به صورت سيمي فعاليت مي كند؛ در واقع يعني گره هاي شبكه اترنت با كابل به يكديگر متصل مي شوند.

شبكه محلي (LAN)

شبكه‌ محلي (LAN) شبكه‌ ارتباطي اي معرفي مي شود كه پايانه‌ ها و يا كامپيوترهاي مختلف را در داخل يك ساختمان و يا ناحيه محدود به يكديگر متصل مي كند. اين اتصال مي تواند به صورت بي سيم و يا حاوي سيم باشد. از نمونه‌ فناوري هاي شبكه محلي مي توان به Token Ring، اترنت و Wireless LAN اشاره كرد.

نحوه كار اترنت

در اين بخش از مقاله اترنت چيست نحوه كار اترنت را بررسي خواهيم كرد. هنگامي كه يك دستگاه در شبكه قصد ارسال داده ها را داشته باشد، سيمي را انتخاب مي كند كه در واقع سيم اصلي اتصال تمام دستگاه ها به حساب بيايد. اگر اين سيم به صورت آزاد باشد، يعني هيچ داده اي ارسال نشده؛ بنابراين بسته داده در شبكه ارسال مي شود و ساير دستگاه ها بسته را بررسي خواهند كرد تا ببينند گيرنده آن هستند يا خير.

در مرحله بعد گيرنده بسته را دريافت و استفاده خواهد كرد، اما اگر قبلاً در اين راه بسته اي قرار داده شده باشد، يعني آزاد نباشد، دستگاهي كه مي خواهد پروسه ارسال را انجام دهد، چندين ثانيه دست نگه مي دارد و سپس منتظر مي ماند تا بتواند داده ها را ارسال كند.

سرعت اترنت

اولين نسخه اترنت (۱۰base۵) با حداكثر سرعت ۱۰ مگابيت بر ثانيه ارائه شد اما، اين سرعت در نسل هاي بعدي اترنت افزايش پيدا كرد و در حال حاضر به سرعت ۱۰۰ مگابيت بر ثانيه نيز رسيده است. جديدترين نسخه اترنت يعني نسل سوم آن كه همان اترنت گيگابيتي به حساب مي آيد، مي تواند داده ها را با سرعت هاي چندين هزار مگابيت بر ثانيه نيز منتقل كند. نسل دوم و سوم اترنت، اترنت سريع و اترنت گيگابيتي معرفي مي شوند.

اجزاي سخت افزاري اترنت

همانطور كه مي دانيد هر وسيله و يا محصولي كه توليد مي شود بخش ها و اجزاي مختلفي دارد مانند سوئيچ شبكه كه از بخش هاي مختلفي تشكيل شده است. در واقع مجموع اجزاي مختلف منجر به توليد اترنت و يا هر محصول ديگري خواهد شد.

آداپتور يا كارت شبكه اترنت يا Ethernet NIC

آداپتور يا كارت شبكه اترنت در واقع رابطي به حساب مي آيد كه كابل اترنت با استفاده از آن به مادربرد متصل خواهد شد. معمولاً تمامي مادربردها و يا رايانه ها از اترنت استفاده مي كنند و نيازي نيست آن ها را جداگانه خريداري و يا نصب كنيد.

كابل اترنت

داده ها با استفاده از كابل بين گره‌ هاي شبكه مبادله مي شوند. كابل هاي نوع اترنت چند رشته سيم دارند كه امكان به وجود آمدن انتقال دو طرفه داده‌ ها را ايجاد خواهد كرد. در نسخه‌ هاي اوليه و قديمي اترنت ها به منظور به وجود آوردن ارتباط بين گره‌ هاي شبكه از كابل هاي هم‌ محور استفاده مي شد؛ اما در نسخه‌ هاي به روزتر و جديدتر، كابل هاي به هم تابيده و فيبر نوري جايگزين آن ها شده است.

روتر و سوئيچ اترنت

سوئيچ، گره هاي مختلف شبكه اترنت را در يك نقطه متمركز به هم متصل كرده و پيام ها يا داده ها را بين گره‌ ها مبادله مي كند. روتر نيز براي متصل كردن دو يا چند شبكه محلي نوع اترنت به يكديگر و يا به اينترنت مورد استفاده قرار مي گيرد.

انواع كابل اترنت

كابل هاي اترنت به طور كلي به دو روش زير طراحي شده اند،

Solid يا كابل اترنت مفتولي

اين كابل ها عملكرد بسيار خوبي ارائه مي دهند و امنيت بالايي را در برابر تداخل الكتريكي به وجود مي آورند. همچنين مي توان به كاربرد هر يك از اين كابل ها در شبكه هاي سازماني يا Business network، سيم كشي داخلي ديوارهاي دفتركار و يا در قسمت كف ساختمان اشاره كرد.

كابل رشته اي يا افشان نوع استاندارد

كابل رشته اي يا افشان نوع استاندارد، براي شبكه هاي خانگي بسيار مناسب به حساب مي آيد؛ زيرا در برابر به وجود آمدن هرگونه ترك، شكاف و يا شكستگي مقاوم است. به طور كلي جز گزينه هاي بسيار خوبي به حساب مي آيد.

شبكه اترنت خطي يا Bus Ethernet

در اين نوع اترنت كه به آن اترنت باريك Thin Ethernet يا Thin-net نيز گفته مي شود، تمام گره ها به‌ صورت زنجيره اي و يا با استفاده از كابل هم‌ محور RG58 به هم متصل خواهند شد. ساختار اين شبكه بسيار ساده‌ است و با توجه به محدوديت‌ هاي زيادي كه دارد، امروزه تا حدودي جايگاه و كاربردي ندارد. از طرفي بايد بگوييم كه اترنت خطي از مهم‌ ترين انواع شبكه هاي اترنت به حساب مي آيد.

از معايب اين نوع شبكه بايد به دو مورد مهم اشاره كنيم؛ شبكه اترنت خطي مستعد پديده برخورد است، در واقع يعني اگر دو گره بخواهند به صورت هم زمان داده هاي مختلف را ارسال كنند، collision يا پديده برخورد به وجود مي آيد، در چنين شرايطي هر يك از گره‌ ها براي مدتي توقف كرده و سپس دوباره تلاش مي كند. عيب ديگر آن نيز اين است كه اگر يكي از گره‌ ها از هر مدار خارج شود، كل شبكه نيز از كار مي افتند.

اترنت ستاره اي با استفاده از هاب اترنت

هاب دستگاهي به حساب مي آيد كه همه گره‌ هاي شبكه را در يك نقطه مشترك به هم متصل مي كند و اترنت ستاره اي را ايجاد خواهد كرد. به طور كلي بايد بگوييم كه در هر اترنت با استفاده از هاب نيز قابليت بروز پديده برخورد نيز وجود دارد، اما از آنجايي كه تمامي گره‌ ها در يك نقطه متمركز خواهند شد، اگر گره اي از كار بيافتد، ارتباط هاب ها با گره‌ هاي ديگر حفظ مي مانند و شبكه به كار خود ادامه مي دهند.

بزرگ ترين مشكلي كه در هاب وجود دارد اين است كه نمي‌ تواند آدرس مقصد بسته‌ هاي مختلف را بخواند. داده دريافت شده از هر گره را تكثير مي كند و آن ها را بين تمام گره‌ ها پخش مي‌ كنند تا گره مقصد، خودش بسته ها را شناسايي و آن ها را دريافت نمايد. به همين دليل امروزه هاب ها قطعات كاربردي اي به حساب نمي آيند و سوئيچ‌ شبكه جايگزين آن ها شده اند.

اترنت با استفاده از سوئيچ Switch ethernet

جايگزين شدن سوئيچ شبكه به جاي هاب ها، مشكلات مربوط به برخورد سيگنال‌ و معايب ديگر را برطرف مي‌ كند. سوئيچ شبكه مانند هاب با ايجاد اترنت، گره‌ شبكه هاي محلي را در يك نقطه به هم متصل خواهند كرد، با اين تفاوت كه سوئيچ ها مي‌ توانند آدرس مقصد بسته‌ هاي مختلف را بخوانند و بسته ارسالي از گره مبدأ را به صورت مستقيم به گره مقصد برسانند.

در شبكه اترنت‌ براساس سوئيچ شبكه، تمام گره ها مي توانند به صورت هم زمان براي همديگر پيام ارسال كنند. در اين شرايط، علاوه بر اينكه از برخورد سيگنال ها جلوگيري مي‌ شود، سرعت عملكرد شبكه نيز بالاتر مي رود.

پارامترهاي سوئيچ شبكه

در اين مقاله، ويژگي ها و پارامترهاي سوييچ شبكه را بررسي مي كنيم. اولين سوالي كه در سيستم نظارت تصويري مبتني بر بستر تحت شبكه، به ذهن كاربران مي رسد اين است كه چگونه مي توان به عنوان مثال تعداد 4،8،16 و يا حتي 32 دوربين IP را به دستگاه NVR متصل كرد. در صورتي كه دستگاه هاي NVR، اكثرا فقط از يك پورت شبكه RJ45 پشتيباني مي كنند.

در پاسخ به اين سوال بايد بگوييم كه دستگاهي در تجهيزات شبكه، به نام سوييچ وجود دارد. از سوئيچ شبكه، براي اتصال چند دستگاه تحت شبكه مانند دوربين IP، لپ تاپ، كامپيوتر،NVR، DVR و… و يا حتي چند شبكه محلي به همديگر مورد استفاده قرار مي گيرد. سويچ ها، بر مبناي نوع قابليت هايشان، ويژگي و تعداد پورت ها، به دسته بندي هاي متنوعي تقسيم مي شوند. حداقل تعداد پورت سوئيچ ها، 4 عدد است و همه روزه با توجه به پيشرفت تكنولوژي در حال افزايش هستند.

سوئيچ شبكه چيست

سوئيچ شبكه، وسيله‌اي به حساب مي آيد كه دستگاه ها را در يك شبكه محلي (LAN) به هم مرتبط مي كند. به اين صورت كه ديتاهايي كه بسته بندي شده اند را از ورودي آن ها دريافت كرده و آن‌ها را به مقصدي ديگر منتقل مي كنند. با اين اتصال ها كامپيوترهاي موجود در شبكه قابليت ارتباط و تبادل ديتا را با يكديگر خواهند داشت.

البته سوييچ‌ ها معمولا كامپيوترها را به يكديگر متصل نخواهند كرد بلكه تمامي دستگاه هايي كه از پروتكل شبكه پشتيباني مي كنند، اين قابليت را دارند تا براي كاربردهاي به خصوصي به سوييچ‌ها متصل شوند. پشتيباني شبكه از تعداد زيادي از دستگاه هاي متصل به مجموعه ها، توسط سوئيچ ها صورت انجام مي شود. به عنوان مثال مي‌توان كامپيوترها، چاپگرها و يا سرورهاي مختلف را به سوئيچ شبكه وصل كرده و مسير انتقال داده را در ميان سوئيچ ها مشخص كرد.

بررسي پارامترهاي سوييچ شبكه

قطعا تا كنون در حين خريد سوئيچ شبكه، با مشخصات فني مواجهه شده ايد كه در خصوص عملكرد اين ويژگي ها و مشخصات در ذهن شما سوالي ايجاد كرده است. در ادامه مشخصات فني سوئيچ را بررسي خواهيم كرد، همراه ما باشيد.

24+2G Web Managed POE switch

اين عبارت در واقع بيانگر تعداد پورت هاي سوئيچ شبكه است كه تعداد پورت هاي POE و معمولي را نشان خواهد داد. مل 24 پورت با سرعت 10/100 مگابيت بر ثانيه  و 2  پورت با سرعت 1000 مگابيت بر ثانيه، است. عبارت Web Manage در واقع به اين معناست كه اين سوييج، سوييچ مديريتي به حساب مي آيد و  مي توان آن را تنظيم و يا مديريت كرد. سوييچي كه از استاندارد POE پشتيباني كند، در واقع به اين معني است كه علاوه بر انتقال داده بر روي كابل شبكه، مي تواند تغذيه دوربين ها ( داراي قابليت POE ) را بدون اتصال به آداپتور، تامين كند.

Auto Negotiation

سرعت انتقال 24 پورت سوييچ، 10/100 مگابيت بر ثانيه است. فرآيند ارتباطي دستگاه ها با سوييچ بدين گونه است كه به صورت اتوماتيك با هم مذاكره خواهند كرد و پارامترهايي مانند سرعت انتقال، كنترل جريان و … را با هم در ميان مي گذارند، به اين فرآيند در واقع Auto Negotiation مي گويند.

سوييچ، شامل دو پورت با سرعت 1000 مگابيت بر ثانيه بوده و شامل كانكتور RJ45 و SFP است. SFP، مخفف عبارت Small Form-Factor Pluggable بوده، يك اسلات خالي بر روي سوييچ، هستند كه امكان اتصال فيبر نوري به سوئيچ را مهيا خواهد ساخت.

16*POE Ports, POE Standard IEEE802.3af, IEEE802.3at, per port 15.4W, Total 480W

سوييچ شامل 24 پورت POE بوده كه از دو استاندارد IEEE802.3af و IEEE802.3at، پشتيباني خواهد كرد. هر پورت سوئيچ، امكان تامين تغذيه POE دوربين ها تا 15W را فراهم مي سازند. در مجموع تمامي پورت ها نيز امكان تامين تغذيه POE تا 480W را فراهم خواهند ساخت.

MAC Address

هر كامپيوتر در شبكه، داراي آدرسي به نام MAC Address بوده و سوئيچ، پورتي كه هر آدرس  MAC اي به آن متصل شده را نگه خواهد داشت و آن را در جدول ذخيره مي كنند. سوييچ از اين جدول، جهت شناسايي كامپيوتري كه مي خواهد براي آن بسته اطلاعاتي ارسال كند، نيز استفاده خواهند كرد.

اين جدول به MAC Address Table  شناخته مي شود، در مشخصات اين سوئيچ، ظرفيت اين MAC Table را 8K يا  8000 بايت آدرس بيان كرده است. Auto-aging  در واقع به معني فراموش كردن MAC  (زماني كه سيستم از شبكه خارج مي شود) به صورت اتوماتيك، هستند.

backplane

سوئيچ سخت افزاري به حساب مي آيد كه بسته ها را بين پورت ها منتقل مي كند. اين بخش را به عنوان backplane مي شناسند. مقداري كه براي backplane سوئيچ مي نويسند درواقع مجموع سرعت هاي هر پورت سوييچ است. حال زماني كه توانايي (سرعت) backplane بيشتر از مجموع سرعت پورت ها باشد، به اصطلاح مي گوييم سوييچ Overflow نمي شود. يعني ترافيك ميان پورت هاي سوييچ تحت تاثير هم قرار نمي گيرند و ترافيك ميان تمام پورت ها رد و بدل مي شود. Full back-plane، بدين معني است كه كل ترافيك ورودي به يك پورت را مي توان بدون هيچگونه تاخير و اختلالي از پورت ديگر، دريافت كرد.

Forwarding rate

Forwarding rate يا نرخ ارسال به عنوان يكي ديگر از پارامترهاي سوييچ شبكه به حساب مي آيد كه به تعداد ارسال بسته در ثانيه گفته مي شود. اين گزينه بيان مي كند كه چه تعداد بسته در ثانيه براي انتقال، نياز است براي رسيدن به حجم ترافيك معلوم (حجم ترافيكي كه سوييچ مي تواند عبور دهد) كه به اصظلاح به آن گذردهي يا Throughput گفته مي شود.

حال در اين سوييچ نرخ ارسال بسته در لينك هاي Ethernet (باسرعت10 مگا بيت بر ثانيه) 14880 بسته در ثانيه ، در لينك هاي Fast Ethernet ( با سرعت 100 مگا بيت بر ثانيه) 148800  و در لينك هاي Giga Ethernet (با سرعت 1000 مگا بيت بر ثانيه)  1488000 بسته در ثانيه است.

Virtual Lan

زماني كه در مشخصات فني و پارامترهاي سوييچ شبكه به عبارت بالا برخوريد، بدين معناست كه سوييچ از استاندارد 802.1Q  پشتيباني مي كند. قبل از توضيح اين استاندارد به توضيح  Vlan كه مخفف Virtual Lan است، مي پردازيم. به صورت پيش فرض سوييچ، يك Vlan1 دارد و در اين صورت رنج آدرس IP دستگاه هايي كه به آن وصل مي شوند بايد يكسان باشند تا بتوانند با هم ارتباط برقرار كنند.

حال در صورتي كه سوييچ مديريتي باشد شما امكان تعريف چندين Vlan بر روي سوييچ را خواهيد داشت.به عنوان مثال اگر دو Vlan به نام هاي Vlan1 و Vlan2 تعريف كرده باشيد، مي تواند دو رنج متفاوت در آدرسIP داشته باشيد و ترافيك هر Vlan به Vlan ديگر وارد نمي شود. در واقع با Vlaning از هدر رفتن پهناي باند، جلوگيري از پيام هاي Broadcast و امنيت بيشتر بهره خواهيد برد.

به هنگام استفاده از Vlan ، سوييچ ها يك Tag براي مشخص كردن شماره Vlan در هر فريم اضافه مي كنند.

Jumbo Frame

ميزان داده اي كه درون يك بسته ي اطلاعاتي قرار مي گيرد به Payload، شناخته مي شود. كه اين مقدار به طور پيش فرض به اندازه 1500 بايت است، در واقع به شكل تخصصي تر مي گويند MTU (Maximum Transmission Unit) كه حداكثر اندازه ي يك واحد انتقالي در شبكه است 1500 بايت است. زماني كه از Jumbo Frame صحبت مي كنيم يعني ميزان payload بيشتر از آن مقدار پيش فرض 1500 بايتي باشد. حتي اگر اين عدد 1501 باشد به معني  Jumbo Frame در شبكه است.

Trunk

استاندارد IEEE802.3ad قادر مي سازد كه بتوانيد ازتركيب گروهي از پورت ها يك رابط تكي ايجاد كنيد، به عبارتي چندين پورت سوييچ را ادغام نماييد (از 2 تا 8 پورت) كه به اين عمل Link Aggregation group(LAG) مي گويند.

گاهي اوغات كاربران نياز به پورتي با پهناي باند بيشتري با هزينه ي كم دارند، با اين عمل مي توانند با تجمع پورت ها به پورتي با سرعت بالا و هزينه ي كم دست يابند. از اين مجموع پورت ها براي Trunk (اتصال سوييچ به سوييچ هاي ديگر) استفاده مي شود كه از پروتكل LACP استفاده مي كند.

Support Broadcast storm filter

IEEE802.1p استانداردي است كه براي الويت بندي ترافيك در لايه ي دو مدل OSI  استفاده مي شود. اين روش در كارت هاي شبكه و سوييچ ها براي بهترين تلاش در كيفيت سرويس (QOS) اجرا مي شود. از جمله روش هاي Hack در شبكه توليد بيش از اندازه Broadcast در شبكه است كه منجر به سر ريز شدن زود هنگام Mac-Address Table و CPU Overflow و در نهايت كاهش سرعت و بازده شبكه ميشود .به اين عمل اصطلاحا ،  طوفان داده پراكني يا Broadcast Storm مي گويند. Broadcast storm filter مكانيزمي امنيتي در سوييچ است كه با اين نوع Hack مقابله نمايد.

IEEE802.3x full-duplex flow control

يكي از پارامترهاي سوييچ شبكه  802.3x است كه براي كنترل جريان استفاده مي كند، بدين معناست كه فرستنده سرعت ارسال بسته ها را مطابق با سرعت دريافت گيرنده تنظيم مي كند. گيرنده معمولا مقدار بافر ثابتي دارد و وقتي بافر پر مي شود يك سيگنال به فرستنده جهت متوقف كردن ارسال، مي فرستد.

معرفي انواع سوئيچ شبكه

به طور كلي سوئيچ به عنوان يكي از تجهيزات اكتيو شبكه به 2 دسته كلي تقسيم مي‌شود؛ سوئيچ‌هاي غير مديريتي (Unmanaged Switch) و سوئيچ‌هاي مديريتي (Managed Switch). تفاوت اساسي در قابليت پيكربندي عملكرد سوئيچ مديريت شده است كه براي شخصي سازي و بهينه سازي ترافيك شبكه براي كاربردهاي خاص مورد استفاده قرار مي‌گيرد.

سوئيچ‌هاي غير مديريتي يا Unmanaged Switch

سوئيچ‌هاي غير مديريتي به گونه‌اي طراحي شده‌اند كه مي‌توانيد به سادگي آن‌ها راه اندازي كنيد و مورد استفاده قرار دهيد. اين سوييچ‌هاي شبكه به پيكربندي نياز ندارند و اغلب آنها را در شبكه‌هاي خانگي و مشاغل كوچك به كار برده مي‌شوند.

سوئيچ‌هاي مديريتي يا Managed Switch

سوئيچ‌هاي مديريتي به شما امنيت و انعطاف پذيري بيشتري مي‌دهند و مي‌توانيد آنها را متناسب با شبكه خود تنظيم كنيد. با استفاده از اين كنترل بيشتر مي‌توانيد تنظيمات شبكه محلي خود، از جمله كنترل‌هاي مربوط به ترافيك LAN، اولويت بندي كانال‌هاي مشخص و همچنين ايجاد LAN هاي مجازي، پيكربندي و نظارت بر تنظيمات شبكه خود را مديريت كنيد. استفاده از سوئيچ‌ مديريتي در داخل اتاق سرور شبكه‌هاي بزرگ با پهناي باند زياد كاربرد دارد.

كاربرد سوييچ شبكه مديريتي

براي اين كه بهترين انتخاب را در خريد سوئيچ شبكه داشته باشيد بهتر است در وهله اول نيازهاي خود و نوع شبكه را مورد بررسي قرار داد و مشخص كنيد زيرا قيمت سوييچ شبكه و ويژگي ها و مزايايي كه دارا مي باشند بسيار متفاوت اند و هر كدام كاربرد خاص خود را دارند. فروش سوييچ شبكه در فروشگاه ها و سايت هاي اينترنتي معتبر صورت مي گيرد كه مي توانيد پس از مشخص كردن نوع سوييچ مورد نياز خود اقدام به خريداراي كنيد.

كلام آخر در خصوص پارامترهاي سوئيچ شبكه

دستگاهي در شبكه به نام سوييچ وجود دارد كه براي اتصال چند دستگاه تحت شبكه (دوربين IP، لپ تاپ، كامپيوتر،NVR، DVR و…) و يا حتي چند شبكه محلي به همديگر استفاده مي شود. سوييچ عملياتي كه انجام مي دهد در لايه ي 2 مدل OSI است به عبارتي مي گويند، سوييچ لايه 2 ايي است و فقط در دو لايه ي پاييني (لايه فيزيكي و لايه پيوند داده ها) كار مي كند.

در واقع اين بدين معني است كه سوييچ به صورت هوشمند مسير را براي ارسال بسته به مقصد مشخص مي كند و اگر مقصد يك بسته، كامپيوتر شماره 4 باشد، بسته را فقط براي همان كامپيوتر ارسال مي كند. همانطور كه مي دانيم مهم ترين نكته در خريد هر وسيله الكترونيكي، توجه به مشخصات فني و ويژگي هاي محصول است. در اين مقاله به شرح پارامترهاي فني و مهم سوئيچ شبكه پرداختيم.

https://netyek.net/product-category/%d8%b3%d9%88%d8%a6%db%8c%da%86/cisco-switch/

پارامترهاي سوئيچ شبكه

در اين مقاله، ويژگي ها و پارامترهاي سوييچ شبكه را بررسي مي كنيم. اولين سوالي كه در سيستم نظارت تصويري مبتني بر بستر تحت شبكه، به ذهن كاربران مي رسد اين است كه چگونه مي توان به عنوان مثال تعداد 4،8،16 و يا حتي 32 دوربين IP را به دستگاه NVR متصل كرد. در صورتي كه دستگاه هاي NVR، اكثرا فقط از يك پورت شبكه RJ45 پشتيباني مي كنند.

در پاسخ به اين سوال بايد بگوييم كه دستگاهي در تجهيزات شبكه، به نام سوييچ وجود دارد. از سوئيچ شبكه، براي اتصال چند دستگاه تحت شبكه مانند دوربين IP، لپ تاپ، كامپيوتر،NVR، DVR و… و يا حتي چند شبكه محلي به همديگر مورد استفاده قرار مي گيرد. سويچ ها، بر مبناي نوع قابليت هايشان، ويژگي و تعداد پورت ها، به دسته بندي هاي متنوعي تقسيم مي شوند. حداقل تعداد پورت سوئيچ ها، 4 عدد است و همه روزه با توجه به پيشرفت تكنولوژي در حال افزايش هستند.

سوئيچ شبكه چيست

سوئيچ شبكه، وسيله‌اي به حساب مي آيد كه دستگاه ها را در يك شبكه محلي (LAN) به هم مرتبط مي كند. به اين صورت كه ديتاهايي كه بسته بندي شده اند را از ورودي آن ها دريافت كرده و آن‌ها را به مقصدي ديگر منتقل مي كنند. با اين اتصال ها كامپيوترهاي موجود در شبكه قابليت ارتباط و تبادل ديتا را با يكديگر خواهند داشت.

البته سوييچ‌ ها معمولا كامپيوترها را به يكديگر متصل نخواهند كرد بلكه تمامي دستگاه هايي كه از پروتكل شبكه پشتيباني مي كنند، اين قابليت را دارند تا براي كاربردهاي به خصوصي به سوييچ‌ها متصل شوند. پشتيباني شبكه از تعداد زيادي از دستگاه هاي متصل به مجموعه ها، توسط سوئيچ ها صورت انجام مي شود. به عنوان مثال مي‌توان كامپيوترها، چاپگرها و يا سرورهاي مختلف را به سوئيچ شبكه وصل كرده و مسير انتقال داده را در ميان سوئيچ ها مشخص كرد.

بررسي پارامترهاي سوييچ شبكه

قطعا تا كنون در حين خريد سوئيچ شبكه، با مشخصات فني مواجهه شده ايد كه در خصوص عملكرد اين ويژگي ها و مشخصات در ذهن شما سوالي ايجاد كرده است. در ادامه مشخصات فني سوئيچ را بررسي خواهيم كرد، همراه ما باشيد.

24+2G Web Managed POE switch

اين عبارت در واقع بيانگر تعداد پورت هاي سوئيچ شبكه است كه تعداد پورت هاي POE و معمولي را نشان خواهد داد. مل 24 پورت با سرعت 10/100 مگابيت بر ثانيه  و 2  پورت با سرعت 1000 مگابيت بر ثانيه، است. عبارت Web Manage در واقع به اين معناست كه اين سوييج، سوييچ مديريتي به حساب مي آيد و  مي توان آن را تنظيم و يا مديريت كرد. سوييچي كه از استاندارد POE پشتيباني كند، در واقع به اين معني است كه علاوه بر انتقال داده بر روي كابل شبكه، مي تواند تغذيه دوربين ها ( داراي قابليت POE ) را بدون اتصال به آداپتور، تامين كند.

Auto Negotiation

سرعت انتقال 24 پورت سوييچ، 10/100 مگابيت بر ثانيه است. فرآيند ارتباطي دستگاه ها با سوييچ بدين گونه است كه به صورت اتوماتيك با هم مذاكره خواهند كرد و پارامترهايي مانند سرعت انتقال، كنترل جريان و … را با هم در ميان مي گذارند، به اين فرآيند در واقع Auto Negotiation مي گويند.

سوييچ، شامل دو پورت با سرعت 1000 مگابيت بر ثانيه بوده و شامل كانكتور RJ45 و SFP است. SFP، مخفف عبارت Small Form-Factor Pluggable بوده، يك اسلات خالي بر روي سوييچ، هستند كه امكان اتصال فيبر نوري به سوئيچ را مهيا خواهد ساخت.

16*POE Ports, POE Standard IEEE802.3af, IEEE802.3at, per port 15.4W, Total 480W

سوييچ شامل 24 پورت POE بوده كه از دو استاندارد IEEE802.3af و IEEE802.3at، پشتيباني خواهد كرد. هر پورت سوئيچ، امكان تامين تغذيه POE دوربين ها تا 15W را فراهم مي سازند. در مجموع تمامي پورت ها نيز امكان تامين تغذيه POE تا 480W را فراهم خواهند ساخت.

MAC Address

هر كامپيوتر در شبكه، داراي آدرسي به نام MAC Address بوده و سوئيچ، پورتي كه هر آدرس  MAC اي به آن متصل شده را نگه خواهد داشت و آن را در جدول ذخيره مي كنند. سوييچ از اين جدول، جهت شناسايي كامپيوتري كه مي خواهد براي آن بسته اطلاعاتي ارسال كند، نيز استفاده خواهند كرد.

اين جدول به MAC Address Table  شناخته مي شود، در مشخصات اين سوئيچ، ظرفيت اين MAC Table را 8K يا  8000 بايت آدرس بيان كرده است. Auto-aging  در واقع به معني فراموش كردن MAC  (زماني كه سيستم از شبكه خارج مي شود) به صورت اتوماتيك، هستند.

backplane

سوئيچ سخت افزاري به حساب مي آيد كه بسته ها را بين پورت ها منتقل مي كند. اين بخش را به عنوان backplane مي شناسند. مقداري كه براي backplane سوئيچ مي نويسند درواقع مجموع سرعت هاي هر پورت سوييچ است. حال زماني كه توانايي (سرعت) backplane بيشتر از مجموع سرعت پورت ها باشد، به اصطلاح مي گوييم سوييچ Overflow نمي شود. يعني ترافيك ميان پورت هاي سوييچ تحت تاثير هم قرار نمي گيرند و ترافيك ميان تمام پورت ها رد و بدل مي شود. Full back-plane، بدين معني است كه كل ترافيك ورودي به يك پورت را مي توان بدون هيچگونه تاخير و اختلالي از پورت ديگر، دريافت كرد.

Forwarding rate

Forwarding rate يا نرخ ارسال به عنوان يكي ديگر از پارامترهاي سوييچ شبكه به حساب مي آيد كه به تعداد ارسال بسته در ثانيه گفته مي شود. اين گزينه بيان مي كند كه چه تعداد بسته در ثانيه براي انتقال، نياز است براي رسيدن به حجم ترافيك معلوم (حجم ترافيكي كه سوييچ مي تواند عبور دهد) كه به اصظلاح به آن گذردهي يا Throughput گفته مي شود.

حال در اين سوييچ نرخ ارسال بسته در لينك هاي Ethernet (باسرعت10 مگا بيت بر ثانيه) 14880 بسته در ثانيه ، در لينك هاي Fast Ethernet ( با سرعت 100 مگا بيت بر ثانيه) 148800  و در لينك هاي Giga Ethernet (با سرعت 1000 مگا بيت بر ثانيه)  1488000 بسته در ثانيه است.

Virtual Lan

زماني كه در مشخصات فني و پارامترهاي سوييچ شبكه به عبارت بالا برخوريد، بدين معناست كه سوييچ از استاندارد 802.1Q  پشتيباني مي كند. قبل از توضيح اين استاندارد به توضيح  Vlan كه مخفف Virtual Lan است، مي پردازيم. به صورت پيش فرض سوييچ، يك Vlan1 دارد و در اين صورت رنج آدرس IP دستگاه هايي كه به آن وصل مي شوند بايد يكسان باشند تا بتوانند با هم ارتباط برقرار كنند.

حال در صورتي كه سوييچ مديريتي باشد شما امكان تعريف چندين Vlan بر روي سوييچ را خواهيد داشت.به عنوان مثال اگر دو Vlan به نام هاي Vlan1 و Vlan2 تعريف كرده باشيد، مي تواند دو رنج متفاوت در آدرسIP داشته باشيد و ترافيك هر Vlan به Vlan ديگر وارد نمي شود. در واقع با Vlaning از هدر رفتن پهناي باند، جلوگيري از پيام هاي Broadcast و امنيت بيشتر بهره خواهيد برد.

به هنگام استفاده از Vlan ، سوييچ ها يك Tag براي مشخص كردن شماره Vlan در هر فريم اضافه مي كنند.

Jumbo Frame

ميزان داده اي كه درون يك بسته ي اطلاعاتي قرار مي گيرد به Payload، شناخته مي شود. كه اين مقدار به طور پيش فرض به اندازه 1500 بايت است، در واقع به شكل تخصصي تر مي گويند MTU (Maximum Transmission Unit) كه حداكثر اندازه ي يك واحد انتقالي در شبكه است 1500 بايت است. زماني كه از Jumbo Frame صحبت مي كنيم يعني ميزان payload بيشتر از آن مقدار پيش فرض 1500 بايتي باشد. حتي اگر اين عدد 1501 باشد به معني  Jumbo Frame در شبكه است.

Trunk

استاندارد IEEE802.3ad قادر مي سازد كه بتوانيد ازتركيب گروهي از پورت ها يك رابط تكي ايجاد كنيد، به عبارتي چندين پورت سوييچ را ادغام نماييد (از 2 تا 8 پورت) كه به اين عمل Link Aggregation group(LAG) مي گويند.

گاهي اوغات كاربران نياز به پورتي با پهناي باند بيشتري با هزينه ي كم دارند، با اين عمل مي توانند با تجمع پورت ها به پورتي با سرعت بالا و هزينه ي كم دست يابند. از اين مجموع پورت ها براي Trunk (اتصال سوييچ به سوييچ هاي ديگر) استفاده مي شود كه از پروتكل LACP استفاده مي كند.

Support Broadcast storm filter

IEEE802.1p استانداردي است كه براي الويت بندي ترافيك در لايه ي دو مدل OSI  استفاده مي شود. اين روش در كارت هاي شبكه و سوييچ ها براي بهترين تلاش در كيفيت سرويس (QOS) اجرا مي شود. از جمله روش هاي Hack در شبكه توليد بيش از اندازه Broadcast در شبكه است كه منجر به سر ريز شدن زود هنگام Mac-Address Table و CPU Overflow و در نهايت كاهش سرعت و بازده شبكه ميشود .به اين عمل اصطلاحا ،  طوفان داده پراكني يا Broadcast Storm مي گويند. Broadcast storm filter مكانيزمي امنيتي در سوييچ است كه با اين نوع Hack مقابله نمايد.

IEEE802.3x full-duplex flow control

يكي از پارامترهاي سوييچ شبكه  802.3x است كه براي كنترل جريان استفاده مي كند، بدين معناست كه فرستنده سرعت ارسال بسته ها را مطابق با سرعت دريافت گيرنده تنظيم مي كند. گيرنده معمولا مقدار بافر ثابتي دارد و وقتي بافر پر مي شود يك سيگنال به فرستنده جهت متوقف كردن ارسال، مي فرستد.

معرفي انواع سوئيچ شبكه

به طور كلي سوئيچ به عنوان يكي از تجهيزات اكتيو شبكه به 2 دسته كلي تقسيم مي‌شود؛ سوئيچ‌هاي غير مديريتي (Unmanaged Switch) و سوئيچ‌هاي مديريتي (Managed Switch). تفاوت اساسي در قابليت پيكربندي عملكرد سوئيچ مديريت شده است كه براي شخصي سازي و بهينه سازي ترافيك شبكه براي كاربردهاي خاص مورد استفاده قرار مي‌گيرد.

سوئيچ‌هاي غير مديريتي يا Unmanaged Switch

سوئيچ‌هاي غير مديريتي به گونه‌اي طراحي شده‌اند كه مي‌توانيد به سادگي آن‌ها راه اندازي كنيد و مورد استفاده قرار دهيد. اين سوييچ‌هاي شبكه به پيكربندي نياز ندارند و اغلب آنها را در شبكه‌هاي خانگي و مشاغل كوچك به كار برده مي‌شوند.

سوئيچ‌هاي مديريتي يا Managed Switch

سوئيچ‌هاي مديريتي به شما امنيت و انعطاف پذيري بيشتري مي‌دهند و مي‌توانيد آنها را متناسب با شبكه خود تنظيم كنيد. با استفاده از اين كنترل بيشتر مي‌توانيد تنظيمات شبكه محلي خود، از جمله كنترل‌هاي مربوط به ترافيك LAN، اولويت بندي كانال‌هاي مشخص و همچنين ايجاد LAN هاي مجازي، پيكربندي و نظارت بر تنظيمات شبكه خود را مديريت كنيد. استفاده از سوئيچ‌ مديريتي در داخل اتاق سرور شبكه‌هاي بزرگ با پهناي باند زياد كاربرد دارد.

كاربرد سوييچ شبكه مديريتي

براي اين كه بهترين انتخاب را در خريد سوئيچ شبكه داشته باشيد بهتر است در وهله اول نيازهاي خود و نوع شبكه را مورد بررسي قرار داد و مشخص كنيد زيرا قيمت سوييچ شبكه و ويژگي ها و مزايايي كه دارا مي باشند بسيار متفاوت اند و هر كدام كاربرد خاص خود را دارند. فروش سوييچ شبكه در فروشگاه ها و سايت هاي اينترنتي معتبر صورت مي گيرد كه مي توانيد پس از مشخص كردن نوع سوييچ مورد نياز خود اقدام به خريداراي كنيد.

كلام آخر در خصوص پارامترهاي سوئيچ شبكه

دستگاهي در شبكه به نام سوييچ وجود دارد كه براي اتصال چند دستگاه تحت شبكه (دوربين IP، لپ تاپ، كامپيوتر،NVR، DVR و…) و يا حتي چند شبكه محلي به همديگر استفاده مي شود. سوييچ عملياتي كه انجام مي دهد در لايه ي 2 مدل OSI است به عبارتي مي گويند، سوييچ لايه 2 ايي است و فقط در دو لايه ي پاييني (لايه فيزيكي و لايه پيوند داده ها) كار مي كند.

در واقع اين بدين معني است كه سوييچ به صورت هوشمند مسير را براي ارسال بسته به مقصد مشخص مي كند و اگر مقصد يك بسته، كامپيوتر شماره 4 باشد، بسته را فقط براي همان كامپيوتر ارسال مي كند. همانطور كه مي دانيم مهم ترين نكته در خريد هر وسيله الكترونيكي، توجه به مشخصات فني و ويژگي هاي محصول است. در اين مقاله به شرح پارامترهاي فني و مهم سوئيچ شبكه پرداختيم.

https://netyek.net/product-category/%d8%b3%d9%88%d8%a6%db%8c%da%86/cisco-switch/