تفاوت سوئیچ ها – فروشگاه شبکه کالا

تفاوت میان سوئیچ لایه 2 و سوئیچ لایه 3 چیست؟ برای درک این موضوع ابتدا به شناخت سوئیچ به صورت مختصر میپردازیم.

سوئیچ شبکه چیست؟

همان طور که می دانید شبکه های رایانه ای در نتیجه همگرایی فن آوری رایانه و ارتباطات پدید آمده اند که این در نهایت باعث ایجاد سیستم یکپارچه ای شد که قادر به انتقال همه نوع داده و اطلاعات است. برای اتصال چند دستگاه و ایجاد یک شبکه، نیازبه یک پل ارتباطی می باشد و دقیقاً جایی است که سوئیچ های شبکه وارد می شوند. در واقع با خرید سوئیچ شبکه پل ارتباطی میان دستگاه های موجود در یک شبکه ایجاد شده و آنها را با هم متصل می نماید.

جهت آشنایی بیشتر با سوئیچ های شبکه به لینک مجاور مراجعه نمایید: سوئیچ شبکه چیست؟

با پیشرفت سریع شبکه های رایانه ای در طی سالیان متمادی، سوئیچینگ رده بالا به یکی از مهمترین کارکردها تبدیل شده است تا دستگاه های مختلف در یک شبکه رایانه ای بتوانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. آن ها قادر به انتقال سریع و کارآمد داده ها از یک نقطه به نقطه دیگر هستند و بسته های داده را از فرستنده دریافت آدرس مقصد منتقل می کنند.

سوئیچ های شبکه به دو دسته سوئیچ های لایه 2 و لایه 3 تقسیم می شوند. حالا ما می خوایم تفاوت میان سوئیچ های لایه 2 و 3 رو بررسی کنیم.

سوئیچ لایه 2 چیست؟

سوئیچ های لایه 2 اساساً فقط سوئیچینگ را انجام می دهند ، به این معنی که آنها با استفاده از آدرس MAC دستگاه ها، هدایت بسته های داده از پورت مبدا به پورت مقصد انجام می دهند. البته این کار را با حفظ MAC Address ها انجام می دهند تا به یاد داشته باشد کدام پورت ها دارای آدرس‌های MAC هستند. مک آدرس ها در لایه 2 مدل OSI عمل می کنند. هر دستگاه یک Mac Address مخصوص به خود داشته به این صورت است که می توان دستگاه ها را از یکدیگر متمایز دانست.

این نرم افزار از تکنیک های سوئیچینگ مبتنی بر سخت افزار برای مدیریت ترافیک در یک شبکه محلی (VLAN) استفاده می کند. به زبان ساده ، یک سوئیچ لایه 2 به عنوان پلی بین چندین دستگاه عمل می کند.

سوئیچ های لایه 2 مانند سوئیچ های سیسکو سری 2960 که خود به مدل های مختلفی نظیر 2960، 2960S، 2960X و 2960G تقسیم می شوند.

سوئیچ لایه 3 چیست؟

سوئیچ Layer 3 دقیقاً برعکس آنچه سوئیچ Layer 2 انجام می دهد. سوئیچ های لایه 2 قادر به مسیریابی بسته های داده در لایه 3 نیستند. برخلاف سوئیچ های لایه 2، سوئیچ های لایه 3 با استفاده از آدرس های IP مسیریابی می کند. آنها یک دستگاه سخت افزاری تخصصی هستند که در مسیریابی بسته های داده استفاده می شوند.

این سوئیچ ها دارای قابلیت تعویض سریع و از چگالی پورت بالاتری برخوردار می باشند. سوئیچ های لایه 3 دارای کارایی بیشتری نسبت به روترهای سنتی هستند و مهمترین مزینت آنان این است که می توانند بسته های داده را بدون ایجاد هوپ های اضافی در شبکه مسیر یابی نمایند، بنابراین این کار را سریع تر از روترها انجام می دهند. با این حال، آنها فاقد برخی قابلیت های اضافی یک روتر هستند.

این سوئیچ ها به دلیل قابلیت های بالایی که دارند برای شرکت های بزرگ مناسب می باشند. به عبارت ساده تر ، سوئیچ Layer 3 چیزی جز یک روتر پر سرعت اما بدون اتصال WAN نیستند.

سوئیچ های لایه 3 مانند سوئیچ های سیسکو سری 3750 مانندسوئیچ سیسکو WS-C3750G-24TS-S1U، سوئیچ سیسکو سری 3850 مانندسوئیچ سیسکو WS-C3850-12S-S، سوئچ های سری 3560 مانند سوئیچ سیسکو WS-C3560-48PS-S وسوئیچ های سیسکو سری 9300C هستند.

تفاوت میان سوئیچ های لایه 2 و 3:

1ـ سوئیچینگ در مقابل مسیریابی در لایه 2 و 3:

سوئیچینگ در لایه 2 مدل مرجع OSI عمل می کند، جایی که بسته های داده بر اساس آدرس های MAC به درگاه مقصد هدایت می شوند. بنابراین می توان گفت سوئیچ لایه 2 ساده است. از طرف دیگر سوئیچ لایه 3 ، یک دستگاه سخت افزاری تخصصی است که برای مسیریابی بسته های داده با استفاده از آدرس های IP استفاده می شود. بنابراین مسیریابی را انجام می دهد.

2ـ عملکرد سوئیچ لایه 2 و 3:

سوئیچ لایه 2 فقط می تواند بسته ها را از یک درگاه به درگاه دیگر منتقل کند، در حالی که سوئیچ لایه 3 قادر به تعویض و همچنین مسیریابی می باشد. پس در واقع سوئیچ های لایه 2 قادر به مسیریابی نمی باشند و تنها می توانند در همان شبکه ارتباط ایجاد نمایند. در حالی که در لایه 3 دستگاه ها می توانند با خارج و یا داخل شبکه ارتباط برقرار نمایند.

3ـ آدرس MAC در مقابل آدرس IP در سوئیچ لایه 2 و 3:

سوئیچ های لایه 2 از آدرس MAC دستگاه ها برای هدایت بسته های داده از پورت منبع به پورت مقصد استفاده می کنند. آنها بسته ها را با حفظ جدول آدرس MAC هدایت می کنند. در عوض ، سوئیچ های لایه 3 از آدرس های IP برای پیوند شبکه های مختلف با استفاده از پروتکل های مسیریابی ویژه استفاده می کنند.

4ـ برنامه های سوئیچ های لایه 2 و 3:

سوئیچینگ لایه 2 مبتنی بر سخت افزار است و سوئیچ ها از ASIC (مدارهای مجتمع ویژه برنامه) برای حفظ جدول آدرس MAC استفاده می کنند. آنها مانند یک LAN معمولی عمل کرده و دامنه های بزرگتر را به دامنه های کوچکتر تبدیل می نمایند و از فرآیندی به نام پروتکل حل آدرس (ARP) برای تعیین آدرس های MAC سایر دستگاه ها استفاده می کنند. در حالی که سوئیچ های لایه 3 ترکیبی از سوئیچ ها و روترهای مدرن هستند که معمولاً برای مسیریابی در شبکه های مجازی (VLAN) استفاده می شود.

5ـ سرعت سوئیچ های لایه 2 و 3:

به طور معمول سرعت انتقال اطلاعات در سوئیچ های لایه 3 کم تر از سوئیچ های لایه 2 می باشد که دلیل آن پردازش انجام شده بر روی بسته ها می باشد. در عوض ، سوئیچ های لایه 2 وقت کمی جهت یافتن بهترین مسیر ممکن برای ارسال بسته ها به درگاه مقصد می گذارند و زمان کمی را جهت بررسی آن می گذارند.

جهت آشنایی بیشتر با سوئیچ های مدیریتی و غیر مدیریتی به لینک مجاور مراجعه نمایید: سوئیچ های مدیریتی و غیرمدیریتی

نتیجه گیری:

سرعت انتقال اطلاعات توسط سوئیچ ها به قدرت پردازش، Switching fabric و الگوریتم آن بستگی دارد. پیچیدگی سوئیچ ها بسته به نوع لایه در مدل OSI دارد. مدل OSI یک مدل مفهومی است که عملکردهای ارتباطی را برای چگونگی ارتباط برنامه ها از طریق شبکه استاندارد فراهم می کند.

مدل OSI برای اطمینان از سازگاری سیستم های ارتباطی داده در سراسر جهان ایجاد شده است. سالیان سال است که سوئیچ های لایه 2 در کل جهان استفاده می شوند. اما رفته رفته با گذشت زمان و رشد فناوری اطلاعات، برنامه ها به پیکربندی شبکه ای قوی تر و قابل اطمینان تر نیاز پیدا کردند. در این زمان سوئیچ های لایه 3 با قابلیت های بهتر و وسیع تری به بازار عرضه شدند.

تفاوت میان سوئیچ ها:

علاوه بر دسته بندی سوئیچ شبکه که به طور کامل در مقاله انواع مختلف سوئیچ در شبکه مطرح شد حال این سوال پیش می آید که علت این دسته بندی های مختلف چیست و چه عواملی سبب ایجاد تفاوت میان سوئیچ ها می گردد.

برای پاسخ به این سوال باید گفت عواملی همچون سرعت انتقال سوئیچ، تعداد پورت، قابلیتPOE، قابلیت Stackable از عوامل اصلی ایجاد گروه های مختلف سوئیچ در شبکه می شوند:

ـ سرعت انتقال دیتا در سوئیچ :

سرعت انتقال دیتا در انواع مختلف سوئیچ های شبکه متفاوت است. شما می‌توانید سوئیچ‌ها را با پیکربندی ثابت در سرعت‌های اترنت سریع (10/100Mbps)، گیگابیت اترنت (10/100/1000Mbps) و 10 گیگابیت 40/100Gbps بیابید. البته لازم به ذکر است که تکنولوژی Multigigabit نیز در برخی از سوئیچ‌ها موجود است که دارای سرعتی بیش از 1 گیگابیت بوده و بر روی کابل های شبکه cat 6/5e ارائه می‌شود.

سوئیچ ها دارای تعداد پورت های uplink و downlink هستند. پورت های downlink به کاربران نهایی متصل می شوند و پورت های uplink به سایر سوئیچ ها و زیر ساخت ها متصل می شوند.

ـ تعداد پورت :

تعداد پورت در سوئیچ‌های مختلف متفاوت است. به طور معمول سوئیچ ها در تعداد پورت 5، 8، 10، 16، 24 ، 28، 48 و 52 عرضه می شوند. این پورت ها می توانند ترکیبی از اسلات های +SFTP/SFP برای اتصال فیبر باشند. اما در بیشتر موارد از نوع پورت های مسی با اتصال RJ45 که در قسمت جلو قرار گرفته و تا فاصله صد متری را پشتیبانی می کنند. اما هنگامی که از ماژول های SFP استفاده می کنید می تواند تا فاصله 400 کیلومتر را طی کند.

ـ قابلیت POE :

این قابلیت به این معنی است که دستگاه هایی که از آن بهره می برند جهت عملکرد نیازی به کابل کشی برق نداشته و برق آن از طریق همان کابل شبکه تامین می شود. به همین دلیل دیگر نیازی به کابل کشی برق و یا استفاده از آداپتور ندارد. حال این ویژگی خود را در سطح وسیع تری، برای مثال در شبکه‌های بزرگ، نشان می دهد زیرا هزینه کابل کشی برق را از میان برداشته که خود سبب صرفه جویی در راه اندازی اولیه بستر شبکه خواهد شد.

از دیگر مزایای وجود آن این است که امکان ایجاد کابل کشی برق در برخی نقاط میسر نمی باشد که با استفاده از این قابلیت به راحتی می توان آن مشکل را برطرف کرد. که با حذف کابل برق از شبکه، شما می‌توانید با کابل شبکه، انتقال برق داشته باشید.

شاید بهترین مثال قرار دادن یک اکسس پوینت وایرلس در درون دیوار یا سقف باشد. سوئیچ ها جریان برق را با توجه به استاندارهای مختلف عرضه می کنند از جمله :

ـ استاندارد IEEE 802.3af : جریان برق را تا 15.4 وات در یک پورت انتقال می دهد.

استاندارد IEEE 802.3at: جریان برق را تا 30 وات در یک پورت انتقال می دهد.د ر بیشتر مواد استاندارد 802.3af کافی می باشد اما دستگاه هایی مانند Video phones و Access Point ها با رادیو چندگانه نیاز به قدرت برق بیشتری دارند.

برخی از سوئیچ های سیسکو از Universal Power over Ethernet UPoE یا 60W PoE پشتیبانی کرده و تا 60 وات در هر پورت برق انتقال می دهند. استاندارد جدید 802.3bt حتی قدرت بالاتری از برق را برای برنامه های آینده تامین خواهد کرد.

در آخر می توان گفت انتخاب سوئیچ دارای POE یا بدون آن به نیاز شبکه ی شما بستگی دارد. پس بهتر است نیاز خود را سنجیده و دستگاه هایی که در اختیار دارید را مورد بررسی قرار دهید زیرا زمانی که شما نیازی به آن ندارید و یک شبکه بسیار ساده ای در اختیار دارید سوئیچهای بدون قابلیت POE می تواند گزینه مناسب و اقتصادی تری باشند.

جهت آشنایی بیشتر با قابلیت PoE به لینک مجاور مراجعه نمایید: سوئیچ POE و کاربرد آن

ـ قابلیت Stackable :

با رشد و پیشرفت شبکه و ارتقای آن، نیاز به استفاده از تعداد زیادی سوئیچ شبکه ایجاد می‌شود. هنگام استفاده از سوئیچ‌های مختلف هر کدام از آنها نیاز به مدیریت دارند که این امر در شرایطی که شبکه شما بزرگ باشد بسیار سخت و غیر ممکن است.

سوئیچ‌های Stackable راهی برای ساده سازی و افزایش دسترسی به شبکه فراهم می کنند. شما می‌توانید به جای پیکربندی، مدیریت و رفع اشکال 8 سوئیچ به طور جداگانه، تمامی هشت سوئیچ را توسط یک سوئیچ مدیریت کنید.

به طور کلی می توان گفت که این قابلیت دارای مزایایی از جمله مدیریت از راه دور سوئیچ ها (که در واقع شما یک IP برای مدیریت و یک فایل تنظیمات (Configuration file) خواهید داشت)، عدم نیاز به کابل کشی شبکه یا فیبر نوری، انعطاف پذیری در توسعه شبکه، قابلیت Stackwise Plus که این قابلیت امکان استفاده حداکثری از پهنای باند بین سوئیچ ها را می دهد و … می باشد.

البته معایبی نیز دارد که از جمله هزینه بر بودن و اشغال نمودن فضای زیاد درون رک می باشد. به همین دلیل اگر دارای شبکه کوچکی هستید، پس استفاده از Stackable Switch اصلا به صرفه نخواهد بود. البته باید در هنگام خرید دقت داشته باشید سوئیچ هایی که در بازار به عنوان Stackable به فروش می رسند ممکن است به طور واقعی دارای این قابلیت نباشند.

از بهترین نمونه های سوئیچهای Stackable شرکت سیسکو می توان به سوئیچهای سری 2960X ،3750-X ،3750-E و … اشاره کرد. از جمله سوئیچهای 3750x می توان به سوئیچ سیسکو مدل WS-C3750X-12S-S اشاره کرد.

نتیجه گیری :

در این مقاله به چهار قابلیت سوئیچ های شبکه اشاره شد که شامل سرعت انتقال دیتا در سوئیچ، تعداد پورت، قابلیت POE، قابلیت Stackable که تغییر در آنها سبب ایجاد تفاوت در سوئیچ های مختلف می گردند که هر کدام بر اساس نیاز شبکه مورد استفاده قرار می گیرند.