سوئیچ شبکه لایه دو یک تجهیزات مهم و حیاتی در شبکه های کامپیوتری است که بسیاری از عملیات و ارتباطات در یک شبکه را امکان پذیر می کند. این تجهیزات برای ارسال و دریافت داده ها در داخل یک شبکه استفاده می شوند و توانایی ارسال اطلاعات به دستگاه های مختلف را دارند.
در این مقاله به معرفی و اشنایی با سوئیچ شبکه لایه دو پرداخته خواهد شد. ابتدا به مفهوم و کاربردهای اصلی این تجهیزات در شبکه های کامپیوتری پرداخته و سپس به اجزای اصلی و عملکرد آنها می پردازیم. همچنین به روش های تنظیم و پیکربندی سوئیچ های شبکه لایه دو و اهمیت آنها برای بهینه سازی عملکرد شبکه می پردازیم.
با مطالعه این مقاله شما قادر خواهید بود تا نحوه عملکرد و استفاده از سوئیچ های شبکه لایه دو را بهتر فهمیده و از این تجهیزات برای بهبود عملکرد و امنیت شبکه های خود استفاده کنید. با نت یک، بزرگ ترین مرکز فروش انواع سوئیچ شبکه در ایران همراه شوید.
سوئیچ شبکه لایه دو چیست؟ چگونه کار می کند و چه کاربردی دارد؟
سوئیچ شبکه لایه دو یک دستگاه شبکه است که در لایه دوم مدل OSI (Open Systems Interconnection) قرار دارد و وظیفه ارسال و دریافت بسته های داده را بین دستگاه های متصل به شبکه بر عهده دارد. این دستگاه ها به صورت فیزیکی متصل به شبکه هستند و بر اساس آدرس MAC (Media Access Control) بسته های داده را به دستگاه مقصد منتقل می کنند.
سوئیچ شبکه لایه دو بر اساس آدرس MAC بسته های داده را از طریق پورت های مختلف خود به دستگاه مقصد منتقل می کند. این دستگاه ها از جدول MAC address برای مدیریت ارسال و دریافت بسته ها استفاده می کنند و به این ترتیب امکان ارسال بسته های داده به دستگاه مقصد مستقیم بدون تداخل با دیگر دستگاه ها فراهم می کنند.
استفاده از سوئیچ شبکه لایه دو در شبکه ها باعث بهبود عملکرد و کارایی شبکه می شود. این دستگاه ها توانایی ارسال بسته های داده به صورت همزمان به چند دستگاه را دارند و از این رو بهبود کارایی شبکه را فراهم می کنند. همچنین، سوئیچ شبکه لایه دو امنیت بیشتری را نسبت به هاب ها (hub) فراهم می کنند زیرا اطلاعات تنها به دستگاه مقصد ارسال می شود و به دیگر دستگاه ها منتقل نمی شود.
به طور کلی، سوئیچ شبکه لایه دو بهبود عملکرد و کارایی شبکه را فراهم می کند و از امنیت بیشتری نسبت به دستگاه های دیگر مانند هاب ها برخوردار است. این دستگاه ها در شبکه های کوچک و بزرگ استفاده می شوند و نقش اساسی در ارسال و دریافت اطلاعات بین دستگاه های مختلف شبکه دارند.
آشنایی با عملکرد و کاربردهای سوئیچ شبکه لایه دو
تصمیم گیری جهت انتقال بسته های داده در شبکه در لایه 2 صورت می گیرد. در این لایه یک سوئیچ می تواند آدرس MAC دو دستگاه را داخل یک شبکه پیدا کند و بین آن ها ارسال و دریافت انجام دهد. سوئیچ شبکه لایه دو، آدرس MAC را به صورت خودکار می یابند و این اطلاعات را در جدولی برای ارسال بسته های داده انتخابی ذخیره می کنند. مثلا در صورتی که یک سوئیچ بسته داده ای را از آدرس MAC خاصی از پورت 1 دریافت نماید و سپس متوجه شود که بسته مربوط به کدام آدرس MAC است، از این به بعد به راحتی برای ارسال بسته داده به هر پورت دیگر از پورت 1 استفاده می کند.
از آنجایی که اطلاعات سوئیچ شبکه لایه دو به راحتی قابل بازیابی هستند، بسته های داده می توانند خیلی سریع از طریق کابل پرسرعت شبکه ارسال شوند. پس میزان تأثیرگذاری سوئیچینگ لایه 2، خیلی کم بوده یا اصلا بر عملکرد یا پهنای باند شبکه اثری نمی گذارد و از آنجایی که این تجهیزات پیچیدگی خاصی ندارند، کاربرد ساده و قیمت مناسبی را دارا هستند.
کاری که سوئیچ شبکه لایه دو نمی تواند انجام دهد این بوده که هیچ قابلیت هوشمندی برای ارسال بسته داده ندارد. این سوئیچ ها نمی توانند بسته های داده را بر اساس آدرس IP یا براساس اولویت بندی، به وسیله نرم افزارهای خاص ارسال کنند و درنتیجه نمی توانند بر روی ترافیک Voice over IP پهنای باند تضمینی به کابران ارائه دهند.
جدول مک آدرس چیست؟
جدول مک آدرس (MAC address table) یک جدول در دستگاه سوئیچ (switch) شبکه است که اطلاعات مربوط به آدرس MAC دستگاه های متصل به آن را نگهداری می کند. آدرس MAC یک شناسه ۴۸ بیتی است که به هر دستگاه در شبکه اختصاص داده می شود.
وظیفه اصلی جدول مک آدرس در سوئیچ شبکه، ارسال بسته های داده به دستگاه های متصل به آن است. هنگامی که یک بسته داده به سوئیچ وارد می شود، سوئیچ با استفاده از جدول مک آدرس، تشخیص می دهد که بسته باید به کدام دستگاه ارسال شود و آن را به درگاه مربوطه ارسال می کند.
به عبارت دیگر، جدول مک آدرس در سوئیچ شبکه نقش یک مسیریاب برای ارسال بسته های داده از یک دستگاه به دیگری را ایفا می کند و از این طریق کارایی و سرعت شبکه را افزایش می دهد.
سوئیچ شبکه لایه دو چگونه کار می کند؟
سوییچ لایه 2 با استفاده از جدول مک آدرس، هر بسته را به دستگاه مقصد مورد نظر هدایت کند. وقتی سوییچ بسته ای را دریافت می کند، مک آدرس مبدا و مقصد در سرآیند بسته را بررسی می کند. سپس، سوییچ با استفاده از جدول مک آدرس مشخص می کند که آیا مک آدرس مقصد در جدول وجود دارد یا خیر. با توجه به اطلاعات موجود در جدول مک آدرس، تصمیم می گیرد که بسته را به کدام پورت خروجی ارسال کند.
در صورتی که مک آدرس مقصد در جدول وجود داشته باشد، سوییچ بسته را به پورت مربوط به مک آدرس مقصد ارسال می کند. این عملکرد به عنوان «ارسال به پورت مقصد» شناخته می شود. بنابراین، بسته های داده تنها به دستگاه مقصد می رسند و به دیگر پورت ها ارسال نمی شوند. برای مثال، در صورتی که سوییچ در جدول مک آدرس داشته باشد که مک آدرس مقصد در پورت 1 قرار دارد، بسته را به پورت 1 ارسال می کند.
در صورتی که مک آدرس مقصد در جدول وجود نداشته باشد، سوییچ به طور پیش فرض بسته را به تمام پورت های خود ارسال می کند؛ به جز پورتی که بسته از آن دریافت شده (پورت ورودی). این فرآیند «ارسال به تمام پورت ها» نامیده می شود و باعث می شود دستگاه مقصد بسته را دریافت کند و مک آدرس آن در جدول سوییچ ثبت شود. در ادامه، بسته های داده برای مک آدرس مقصد به پورت مربوطه ارسال می شوند.
جدول مک آدرس به طور دوره ای به روزرسانی می شود و به صورت خودکار مک آدرس های جدید را یادداشت می کند. سوییچ همیشه دانش کافی در ارتباط با ارسال بسته های داده به دستگاه های مقصد را در اختیار دارد.
دلایل استفاده از سوئیچ شبکه لایه دو چیست؟
سوئیچ های لایه 2 در شبکه های محلی (LANs) نقش بسیار مهمی دارند و تقریبا یکی از گزینه های اصلی شرکت ها هستند. بعضی از دلایلی که باعث می شوند شرکت ها سراغ خرید سوییچ های فوق بروند به شرح زیر است:
- مدیریت شبکه: سوئیچ شبکه لایه دو امکانات مدیریتی متنوعی را برای شبکه ها فراهم می کنند. آن ها قابلیت مانیتورینگ ترافیک، پیکربندی پورت ها، تنظیم VLAN ها مخفف (Virtual Local Area Networks) و بسیاری دیگر از ویژگی های مدیریتی را دارند. این ویژگی ها به مدیران شبکه اجازه می دهد تا عملکرد شبکه را بهبود داده و مشکلات را رفع کنند.
- افزایش عملکرد شبکه: با استفاده از سوئیچ های لایه 2، ترافیک در شبکه محلی تقسیم می شود و فریم ها به صورت موازی بین دستگاه ها ارسال می شوند. این ویژگی بهبود عملکرد شبکه و کاهش تداخل و افزایش پهنای باند را به همراه دارد. برای مثال، در یک شبکه محلی با سوئیچ های لایه 2، فریم ها به صورت مستقیم بین دستگاه ها ارسال می شوند، اگر در شبکه هایی که از هاب (Hub) بهره مند می شوند، فریم ها به صورت پخشی به تمام دستگاه ها ارسال می شود که باعث ایجاد تداخل و کاهش عملکرد شبکه می شود.
- امنیت شبکه: سوئیچ های لایه 2 قابلیت های امنیتی مختلفی را برای شبکه ها فراهم می کنند. آن ها می توانند با استفاده از فیلترها و لیست های کنترل دسترسی (ACL)، ترافیک مورد نظر را محدود کنند و به دستگاه ها و کاربران مجوز دسترسی به شبکه را بدهند. همینطور، سوئیچ های لایه دو قابلیت شناسایی و پیشگیری از ایجاد حملات سایبری رایج را دارند، البته به شرطی که به درستی پیکربندی شوند.
- اتصال دستگاه های درون شبکه: سوئیچ های لایه 2 نقش واسط را برای اتصال تجهیزات و کلاینت ها به شبکه های محلی ایفا می کنند. آن ها بسته ها را به پورت های مقصد درون شبکه هدایت می کنند، پس این امکان وجود دارد که دستگاه ها اطلاعات را به طور مستقیم با یکدیگر مبادله کنند.
- فراهم کردن بستری برای ارسال بسته ها: سوئیچ شبکه لایه دو به عنوان یک نقطه تبادل ترافیک در شبکه عمل می کنند و فریم ها را بر اساس مک هدایت می کنند. آن ها قادر هستند با استفاده از جدول مک، فریم ها را به پورت های مقصد مناسب توزیع کنند. این امر باعث می شود فریم ها به شکل دقیق تر و با سرعت بالاتری به دستگاه مورد نظر برسند.
5 کاربرد سوییچ لایه 2 در شبکه چیست؟
سوییچ لایه 2 یکی از مولفه های اصلی شبکه های محلی (LAN) بوده و به منظور ارائه عملکرد بهتر و بهینه تر در شبکه های محلی استفاده می شود. در زیر، بعضی از کاربردهای اصلی سوییچ لایه 2 را بررسی می کنیم:
- شبکه محلی مجازی (VLAN): سوییچ لایه 2 قابلیت ایجاد شبکه های محلی مجازی را دارد. با استفاده از VLAN، شبکه محلی به بخش های جداگانه تقسیم می شود که قادر نیستند به شکل عادی به یکدیگر دسترسی داشته باشند نتیجه اینکه امنیت افزایش یافته و مدیریت شبکه دقیق تر و کارآمدتر می شود.
- جداسازی ترافیک: سوییچ لایه 2 ترافیک شبکه را جدا کرده و بسته های داده را تنها به دستگاه مقصد ارسال می کند. این ویژگی باعث افزایش کارایی و پهنای باند شبکه می شود، چون ترافیک شبکه بین دستگاه ها تقسیم می شود و هر بسته فقط به گره های مقصد ارسال می شود.
- امنیت شبکه: سوییچ لایه 2 امنیت شبکه را افزایش می دهد، چون بسته های داده تنها به دستگاه مقصد می رسند و به دیگر پورت ها ارسال نمی شوند، پس دستگاه ها نمی توانند بسته های داده را کنترل کنند و اطلاعات مربوط به دستگاه های دیگر را مشاهده کنند.
- استفاده از پروتکل درخت پوشا: سوییچ لایه 2 از پروتکل Spanning Tree استفاده می کند تا مانع ایجاد حلقه های بسته در شبکه شود. این پروتکل ها به صورت خودکار مسیریابی را تنظیم می کنند و از ایجاد حلقه های بی نهایت در شبکه جلوگیری می کنند.
- مدیریت ترافیک: سوییچ لایه 2 قابلیت مدیریت ترافیک را فراهم می کند و با استفاده از ویژگی های همچون QoS (سرنام Quality of Service) می تواند اولویت بندی ترافیک را بر اساس نیازهای شبکه تنظیم و منابع شبکه را بهینه کند.
تفاوت های سوئیچ شبکه لایه دو و سوئیچ لایه سه
سوئیچ های لایه 2 و 3 هر دو از دستگاه های پر کاربرد شبکه هستند که مسئولیت ارسال فریم ها و بسته ها در شبکه را بر عهده دارند. با این حال، این دو سوییچ تفاوت هایی با یکدیگر دارند که بعضی از آن ها به شرح زیر است:
سوئیچ های لایه 2 در لایه دوم مدل OSI (پیوند داده) عمل می کنند و برای ارسال و دریافت فریم ها از مک آدرس بهره مند می شوند. به بیان دقیق تر، آن ها بر مبنای مک آدرس تجهیزات، فریم ها را به پورت های مقصد در شبکه هدایت می کنند. در نقطه مقابل، سوییچ های لایه 3 در لایه سوم مدل OSI (لایه شبکه) کار می کنند و برای ارسال و دریافت بسته ها از آدرس آی پی بهره مند می شوند. این سوییچ ها قادر هستند بسته ها را بین شبکه های مختلف محلی در شبکه سازمانی مسیریابی کنند، اما برای ارسال بسته ها به خارج از شبکه سازمانی به روتر نیاز دارند.
سوئیچ شبکه لایه دو برای ایجاد شبکه های محلی (LANs) و ارتباط دستگاه های درون شبکه با یکدیگر استفاده می شوند. به بیان دقیق تر، پل ارتباطی بین دستگاه ها در شبکه هستند تا گره ها بتوانند بسته ها را برای پورت های مقصد یکدیگر در شبکه ارسال کنند. برای مثال، این سوئیچ ها می توانند در شبکه های LAN و اتاق سرور استفاده شوند. در نقطه مقابل، سوییچ هال لایه 3 برای برقراری ارتباط میان شبکه های محلی مختلف ساخته شده در یک سازمان استفاده می شوند و برای ارسال بسته ها از پروتکل های مسیریابی زیر بهره مند می شوند:
- RIP مخفف (Routing Information Protocol)
- OSPF مخفف (Open Shortest Path First)
- BGP مخفف (Border Gateway Protocol)
این مطلب هم می تواند کاربردی و مهم باشد: تفاوت سوئیچ شبکه لایه دو و سوئیچ لایه سه
با استفاده از این پروتکل ها بسته ها در کوتاه ترین زمان بین این شبکه ها هدایت می شوند. برای این منظور سوییچ های لایه 3 سعی می کنند بهترین مسیر را که هزینه کمتری دارد، برای ارسال بسته ها کمک بگیرند تا پهنای باند شبکه بیهوده هدر نرود.
- سوئیچ های لایه 2 بر مبنای مک آدرس دستگاه ها کار می کنند تا بتوانند فریم ها را ارسال کنند. به همین دلیل به جدول مک آدرس نیاز دارند تا بتوانند مقصد بسته ها در شبکه را پیدا کنند. در مقابل، سوییچ های لایه 3 بر مبنای آدرس آی پی دستگاه ها کار می کنند و بسته ها را بر اساس جدول مسیریابی و آی پی ارسال می کنند.
- سوئیچ شبکه لایه دو معمولا پهنای باند بالایی را در شبکه های محلی (LANs) ارائه می دهند. آن ها معمولا فریم ها را با سرعت بالا انتقال می دهند، چون تغییری در سرآیند بسته ایجاد نمی کنند، از این رو زمان ارسال فریم ها افزایش پیدا می کند. در نقطه مقابل، سوییچ های لایه 3 معمولا در زمینه ارسال بسته ها سرعت کمتری دارند، چون تغییراتی در سرآیند بسته ها اعمال می شود. همین مسئله باعث می شود تا فرآیند مسیریابی و پردازش بسته ها در لایه سوم پیچیده تر و البته زمان برتر شود.
خرید انواع سوئیچ شبکه از نت یک، بزرگ ترین و قدرتمند ترین مرکز تامین تجهیزات شبکه در ایران
شبکه ها و اتصالات شبکه ای از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند و برای ادامه ی کارکرد صحیح و بهینه ی یک سازمان یا شرکت، نیاز به تجهیزات شبکه ای مورد نیاز است. یکی از تجهیزات مهم در این زمینه سوئیچ های شبکه هستند که وظیفه انتقال داده ها از یک دستگاه به دیگری را بر عهده دارند.
نت یک، به عنوان بزرگترین و قدرتمندترین مرکز تامین تجهیزات شبکه در ایران، انواع سوئیچ های شبکه را به مشتریان خود ارائه می دهد. این شرکت با سال ها تجربه در زمینه ی فروش و پشتیبانی از تجهیزات شبکه، توانسته است جایگاه برجسته ای در بازار ایران ایجاد کند و به عنوان یکی از معتبرترین شرکت ها در این حوزه شناخته شود.
از جمله ویژگی های برتر سوئیچ های شبکه نت یک می توان به سرعت بالا، پایداری، قابلیت مدیریت و کنترل، امنیت و قابلیت انعطاف پذیری اشاره کرد. همچنین، این سوئیچ ها از تکنولوژی های مدرن و پیشرفته استفاده می کنند که به کاربران امکان مدیریت و کنترل شبکه را بهتر از همیشه می دهد.
با خرید انواع سوئیچ شبکه از نت یک، شما می توانید اطمینان داشته باشید که دریافت کالا با کیفیت و قیمت مناسب خواهد بود. همچنین، با ارائه خدمات پشتیبانی و خدمات پس از فروش، این شرکت به شما کمک می کند تا بهترین استفاده از تجهیزات خود را داشته باشید و مطمئن شوید که شبکه ی شما به بهترین شکل ممکن عمل می کند. اگر به دنبال خرید سوئیچ شبکه با کیفیت و قابلیت اطمینان هستید، بهترین گزینه برای شما خرید از نت یک است. این شرکت با تجربه و معتبرترین تامین کننده تجهیزات شبکه در ایران است و می تواند نیازهای شبکه ی شما را به بهترین شکل ممکن برطرف کند.
