فرق بین هاب و سوئیچ چیست؟ Hub,Switch

هاب و سوئیچ

هاب و سوئیچ Hub and Switch
در داخل هاب , تمام پورتها به هم وصل هستند و تمام ایستگاههای کاری شبکه از طریق هاب به هم وصل بوده و دارای مسیر یکسان میباشند , که احتمال برخورد (Collision) پیش می آید.

بین هاب و سوییچ چه تفاوتهایی وجود دارد ؟

هاب و سوئیچ تقریبا کار یکسانی انجام میدهند اما روش‌هایشان با هم متفاوت است.مثلا از هردوی آنها می‌توان برای تقویت سیگنال استفاده کرد (در مدتها پیش وسیله‌ا‌ی به نام repeater  این وظیفه را به عهده داشت ) یا می‌توان از آنها برای پخش کردن سیگنال (مثلا برای ارائه اینترنت به شبکه‌های خانگی )استفاده کرد.

حال این سوال پیش می‌‌آید که اگر این دو تقریبا یک کار را انجام میدهند پس تفاوت میان آنها چیست ؟

هاب چیست ؟

اولین مشخصهٔ هاب اینست که با سرعت زیاد در لایه اول (Physical Layer) مدل  OSI  کار می‌کند در حالی‌ که سوئیچ به صورت هوشمند در لایه دوم (Data Link Layer) مدل OSI کار می‌کند .

وقتی‌ یک هاب اطلاعات را از یک پورت خود دریافت می‌کند خیلی‌ سریع و بدون درنگ آنها را به دیگر پورت‌های خود منتقل می‌کند، اما متاسفانه اینگونه هم اطلاعات با هم برخورد دارند و هم پهنای باند تقسیم میشود. تصور کنید در یک شبکه دو کامپیوتر توسط هاب با هم در حال تبادل اطلاعات هستند ، در این حالت یا بسته‌های اطلاعاتی‌ با هم برخورد میکنند و یا به مقصد دیگری منتقل میشوند .در اینجا باید از پروتکل  CSMA/CD  استفاده کرد که در برخورد بسته‌ها را دوباره بفرستد . استفاده از این پروتکل مشکله دیگری را به همراه دارد و آن اینست که ارتباط نیمه دو طرفه ایجاد می‌کند و این یعنی‌ صرف وقت بیشتر.

برخورد بسته‌های اطلاعاتی‌ مشکل بزرگیست اما هاب‌ها مشکلات بزرگتری هم دارند .هاب در یک ارتباط نیمه دو طرفه کار می‌کند یعنی‌ اطلاعات میتوانند فقط یک مسیر یکطرفه را در هر لحظه طی‌ کنند. در نتیجه یک کامپیوتر در آن واحد یا گیرنده است یا فرستنده. بد‌ترین مشکل هاب تقسیم پهنای باند است .تصور کنید که شما یک هاب ۲۰ پورته با یک خط اینترنت ۲۰Kb/s در اختیار دارید در این حالت به هر کدام از کامپیوتر‌ها سرعت ۱Kb/s می‌رسد .

مسیر یکسان همچنین باعث میشود که وقتی ۵ کامپیوتر با سرعت ۱۰۰ Mbps به هاب متصل هستند , این ۵ کامپیوتر سرعت ۱۰۰ Mbps را به اشتراک بگذارند و پهنای باند ۲۰ Mbps به هر کامپیوتر برسد .همچنین وقتی یک پورت در هاب , دیتا فریم دریافت میکند ؛ این فریم را در تمام پورتهای هاب کپی میکند. این قابلیت باعث میشود وقتی ترافیک شبکه زیاد شد به طور جدی برخورد (Collision) پیش آید .در داخل یک سوئیچ , پورتها فقط توسط آدرسشان به هم متصل میشوند و در شبکه , سوئیچ وقتی که دو کامپیوتر می خواهند به هم دسترسی داشته باشند , فقط آن دو را به هم وصل می کند. هر پورت سوئیچ سرعت ۱۰۰ Mbps دارای پهنای باند ۱۰۰ Mbps است . یک سوئیچ آدرس MAC کامپیوتری که به آن متصل است را یاد میگیرد و وقتی که یک دیتا فریم را دریافت میکند , آن را با جدول MAC خود بررسی می کند . اگر سوئیچ آن را در جدول MAC خودش پیدا کرد , آن را مستقیماً به همان پورت میفرستد و به پورتهای دیگر نمیفرستد. اینها دلایلی است که در سوئیچ به ندرت برخورد (Collision) رخ میدهد.

منظور از سوئیچ IP , سوئیچ لایه ۲ و سوئیچ لایه ۳ چیست ؟ چه تفاوتی بین آنها وجود دارد ؟

سوئیچ لایه ۲ , یک سوئیچ است که در لایه ۲ کار میکند و سوئیچ پل (Bridging) نیز گفته میشود و بسته ها را بر اساس آدرس یگانه ” کنترل دسترسی رسانه ( MAC ) ” دستگاههای کاری , میفرستد .

سوئیچ لایه ۳ , سوئیچی با قابلیت مسیریابی است که در لایه ۳ کار میکند , بطور داخلی یک دامنه (Domain) برای دستگاهها میسازد و پهنای باند را به شبکه های جداگانه تقسیم میکند و داده پراکنی (Broadcast) را محدود مینماید .

سوئیچ IP , سوئیچ لایه ۳ است و اطلاعات خاص آن , فقط بر اساس پروتکل IP و پروتکل مسیریابی (Routing) است .

منظور از سوئیچ هوشمند (Intelligent) چیست ؟

منظور از سوئیچ هوشمند , سوئیچی است که قابل مدیریت باشد و بتوان آن را با RMON , SNMP , Web Browser و غیره مدیریت کرد .

سوئیچ پشته پذیر (Stackable) چیست؟

سوئیچهای پشته پذیر میتوانند تا چند واحد رساناهای فیزیکی یا ترجیحاً اترنت گیگا (۱۰۰۰) را پشته نمایند. در شبکه های خیلی بزرگ از قابلیت پیشرفته پشته پذیری , برای مدیریت سوئیچ ها بر روی یک آدرس IP واحد استفاده مینمایند. این توانایی باعث میشود مدیریت شبکه ساده تر شود .

مزایای SNMP چیست ؟

بزرگترین مزیت استفاده از SNMP این است که SNMP برای سادگی طراحی شده و بنابراین کاربرد آن برای شبکه های بزرگ راحت است و زمان نصب آن کوتاه و بسیاری از فشارها و کارها را در شبکه کاهش میدهد. همچنین طراحی ساده آن این امکان را برای کاربر فراهم میکندکه برای متغیرهایی که میخواهد ببیند برنامه ریزی نماید و نمایش در سطح پایین برای متغیر های زیر انجام دهد :

الف ) عنوان متغیر

ب ) نوع داده متغیر ( به عنوان مثال : عدد صحیح , رشته )

ج ) عدم تفاوت در نوع متغیر که فقط خواندنی باشد یا قابل خواندن و نوشتن ( متغیر )

نتیجه تمام این ساده سازی ها این است که مدیریت شبکه ساده شده و بمقدار زیاد از فشارهای موجود کاسته میشود .

پروتکل (قرارداد) مدیریت ساده شبکه SNMP = Simple Network Management Protocol

پورت ترانک (Trunk = شاه سیم) چیست ؟

پورت ترانک به ارتباطات چندتایی اجازه میدهد که با یکدیگر جمع شوند و مانند یک ارتباط فیزیکی یگانه باعث افزایش توان شوند . پورت ترانک جهت تنظیم بار و ارتباط اضافی درداخل شبکه سوئیچ تهیه شده است و این پهنای باند , برابر جمع فیزیکی ارتباطات نمی باشد . ترافیک یک ترانک از ارتباطات (Link) مجزا تشکیل شده و به این علت الگوریتم خرد کردن (Hash) نامیده میشود . الگوی ترافیک در یک شبکه باید به دقت مورد بررسی قرار گیرد . وقتی که از یک الگوریتم خرد کردن مناسب استفاده میشود , ترافیک به طور تصادفی تصمیم میگیرد که برای تنظیم بار موجود از داخل ترانک اطلاعات را بفرستد .

مذاکره خودکار (Auto-Negotiation) دقیقاً چگونه کار میکند ؟

دستگاهها در انتهای ارتباطهای شبکه میتوانند بطور خودکار ظرفیتهای ارتباط (Link Capabilities) را بررسی نمایند و در حداکثر سطح مشترک کار کنند ؛ به این علت آن را مذاکره خودکار (Auto-Negotiation) می گویند . این مذاکره شامل تشخیص و انتخاب بیشترین پهنای باند و عمل کردن دو طرفه است . سرعت ارتباط گسترش سیگنالهای الکتریکی سنجیده می شود , بنابراین انتهای ارتباط هم می تواند محاسبه نماید که انتهای دیگر تلاش میکند از چه استفاده نماید . هر چند در یک ارتباط دو طرفه (Duplex) , مذاکره با یک رفت و برگشت اطلاعات , انجام می شود . یعنی یک سمت در صورتی میتواند در حالت دو طرفه باشد که سمت دیگر نیز در حالت مذاکره خودکار (Auto-Negotiation) باشد و وقتی حالت دو طرفه مشکل داشته باشد , یک پورت سوئیچ به حالت یک طرفه (Half-Duplex) می افتد . برای مذاکره یک ارتباط دو طرفه , هر دو طرف باید در حالت مذاکره خودکار (Auto-Negotiation) تنظیم شده باشند .

منظور از عبارت ” Nway ” چیست ؟

یکی از پروتکلهایی است که دستگاههای شبکه ای اترنت مانند سوئیچ و روتر استفاده میکنند و مذاکره خودکار (Auto-Negotiation) بین دو دستگاه میباشد تا اطلاعات را با بالاترین سرعت منتقل کنند . بعبارت دیگر قابلیت سرعتهای ۱۰۰M و ۱۰M , حالات دو طرفه (Duplex) کامل و نصفه و سنجش خودکار , Nway نامیده میشود .

عبارت ذخیره و فرستادن (Store and Forwarding) در سوئیچ ها به چه معنی است ؟

بسته ورودی که وارد میشود , بررسی میشود که آیا دارای خطایی هست یا خیر ؟ و اگر دارای خطا نبود , فرستاده میشود . این نحوه کار با اطلاعات ورودی را “ذخیره سازی و فرستادن ” می نامند . در سوئیچ های Nway پلانت به علت داشتن نوع حافظه (SSRAM) بسیار سریع این کار انجام میشود . کلاً نوع معماری داخلی سخت افزارهای پلانت , به همین شکل ” ذخیره سازی و فرستادن ” میباشد .

طوفان داده پراکنی (Broadcast Storm) چیست ؟

عموماً این حالت بیانگر تولید ترافیک بسیار زیاد , توسط دستگاههایی است که بطور عادی ترافیک دارند. اگر این دستگاهها به تولید بیشتر و بیشتر ترافیک ادامه دهند , بازده شبکه بسیار کاهش می یابد .

Tag-Vlan چیست ؟

سوئیچ مانند یک فرستنده ترافیک هوشمند و یک دستگاه امنیتی ساده شبکه عمل میکند. فریم ها فقط آن پورتهائی را که دستگاه مقصدشان ضمیمه شده است را دریافت میکنند . فقط ایستگاههایی (Stations) که عضو همان Vlan هستند میتوانند فریم های Multicast و Broadcast را ببینند . به این ترتیب پهنای باند بهینه میشود و امنیت شبکه گسترش می یابد .

Vlan های استاندارد ۸۰۲٫۱Q محدود به یک سوئیچ نیستند. Vlan ها میتوانند سوئیچهای دیگری , حتی از ارتباطات گسترده (WAN) بپذیرند. به اشتراک گذاشتن Vlan ها بین سوئیچها با اضافه کردن یک Tag به مشخص کننده Vlan ( یعنی VID ) با عددی بین ۱ تا ۴٫۰۹۴ در داخل هر فریم بدست می آید . یک مشخص کننده Vlan ( یعنی VID ) به هر VLAN اختصاص داده میشود . با اختصاص دادن مشخص کننده Vlan ( یعنی VID ) های یکسان به VLAN های سوئیچ های مختلف , یک یا چند VLAN ( به طور Broadcast- Domain ) در داخل یک شبکه بزرگ گسترش یابند .

آیا میتوان از کابل های Cat 5 موجود برای سوئیچ گیگابیتی استفاده کرد ؟

بله , مشخصات کابل Cat 5 و یا کابل پیشرفته Cat 5e , دارای استاندارد IEEE 1000Base-T است و اترنت گیگابیتی , بر روی کابلهای Cat 5 , انتقال بهتری نسبت به سیم های اترنت با سرعت ۱۰/۱۰۰ Kbit/s دارند. مشخصات استاندارد ۱۰۰۰Base-T برای مذاکره خودکار (Auto Negotiation) ویژگی های ارتباط – از جمله تصحیح خودکار کابل جابجا شده (Crossed) – را دارا میباشد . مذاکره خودکار (Auto Negotiation) ارتباط صحیح کابلها بین کارت های واسط شبکه ۱۰۰۰Base-T (NIC) , سوئیچ ها و دیگر دستگاهها را – که در حالت اولیه پورتهایشان یک طرفه کار میکنند – برقرار میکند .

منظور از جدول آدرسهای MAC درباره سوئیچ چیست ؟

سوئیچ های لایه۲ , کارهای متفاوتی مانند یاد گرفتن آدرس MAC , فرستادن وفیلتر کردن تصمیمات و غیره را انجام میدهند . وقتی یک سوئیچ روشن میشود جدول آدرسهای MAC آن خالی است . وقتی دستگاه فریم میفرستد و توسط واسط (Interface) دریافت میشود , سوئیچ آدرس مبدا را در جدول آدرسهای MAC ذخیره میکند. بعد از این سوئیچ جدول آدرسهای MAC را برای فرستادن و فیلتر کردن فریم های دریافتی استفاده میکند و سوئیچ مشخص میکند که فریم ها باید از پورت مشخص شده عبور کنند یا خیر . به همین دلیل جدول آدرسهای MAC , جدول فیلتر MAC , یا فیلتر کننده نیز گفته میشود .

برای چه باید از سوئیچ گیگابیتی استفاده نمائیم ؟

مهمترین جا برای استفاده از سوئیچ های گیگابیتی در مراکز داده (Data Center) یا شاهرگ (Backbone) و بین گروههای کاری و مراکز داده است . ضرورتاً ارتباط هر سوئیچ به سوئیچ دیگر باید گیگابیت باشد. این باعث میشود که در شبکه با کارت ۱۰۰/۱۰ , کامپیوتر ها با سرعت ۱۰۰ Mbps کار کنند , بدون آنکه کمبودی در شاهرگ (Backbone) باشد . خدمات دهندگان (Server) مراکز داده شلوغ نیز باید با کارتهای گیگابیتی تجهیز شوند. این کار باعث میشود که خدمات دهندگان به تنگنا نیفتند و برای سرویس گیرندگان (Client) که با سرعت ۱۰۰ Mbps از خدمات دهنده درخواست میکنند بازده افزایش یابد . همانطور که تقاضا برای پهنای باند بویژه برای کارهای گرافیکی و کاربردهای چند رسانه ای (Multimedia) گسترش می یابد , میتوان برای کامپیوتر های معمولی (Desktop) نیز سرعت گیگابیت متصور شد .

محدودیت فاصله ها و کابلها برای اترنت گیگابیتی چقدر است ؟

طول کابل نوع سیم نوع گیگابیت
۲۵ متر زوج به هم پیچیده روکش دار (STP) ۱۰۰۰BaseCX
۱۰۰ متر کابل UTP نوع Cat 5 با استاندارد EIA / TIA ۱۰۰۰BaseT
۲۷۵ متر فیبر نوری چند حالته (MMF)(Multi Mode) با هسته ۵/۶۲ میکرون :

لیزر۸۵۰ نانومتر

۱۰۰۰BaseSx
۵۵۰ متر فیبر نوری چند حالته (MMF) با هسته ۵۰ میکرون : لیزر ۱۳۰۰ نانومتر  
۵۵۰ متر فیبر نوری چند حالته (MMF) با هسته ۵/۶۲ میکرون : لیزر ۱۳۰۰ نانومتر ۱۰۰۰BaseLx
۵۵۰ متر فیبر نوری یک حالته (SMF)(Single Mode) با هسته ۵۰ میکرون :

لیزر۱۳۰۰ نانومتر

 
۱۰ کیلومتر فیبر نوری یک حالته (SMF) با هسته ۹ میکرون : لیزر ۱۳۰۰ نانومتر  

منظور از حافظه بافر در رابطه با سوئیچ چیست ؟

حافظه بافر یک ناحیه ذخیره سازی اختصاص داده شده , برای رسیدگی به داده های عبوری میباشد . بافرها معمولاً برای دریافت و ذخیره سازی اطلاعات پراکنده , که پشت سر هم توسط دستگاههای سریعتر , ارسال میشود را دریافت میکنند و تفاوت سرعت را جبران مینمایند. اطلاعات ورودی ذیره میشوند تا هنگامی که تمام داده های گرفته شده قبلی فرستاده شوند. این حافظه در سوئیچ به اشتراک گذارده میشود.

منظور از سوئیچ قفل نشدنی (Non-Blocking) چیست ؟

به یک سوئیچ قفل نشدنی (Non-Blocking) گفته می شود, که سوئیچ فابریک آن , توانایی رسیدگی کامل به تمام پورتها از نظر تئوری داشته باشد. بنابراین پاسخ هر در خواست مسیر به هر پورت خروجی , می تواند با موفقیت و بدون تداخل با ترافیک های دیگر باشد .

در نظر بگیرید که یک سوئیچ دارای ۱۰ پورت با سرعت هر کدام ۱۰۰ Mbps است . برای اینکه حالت دو طرفه (Full Duplex) کامل با تمام بار ممکنه داشته باشیم , سوئیچ باید حداقل عدد ۲ گیگابیت بر ثانیه (۲*۱۰*۱۰۰ Mbps) برای کار در حالت قفل نشدنی داشته باشد .

منظور از سوئیچ فابریک (Switch Fabric) در رابطه با سوئیچ ها چیست؟

سوئیچ فابریک قابلیت مدارات سوئیچ است تا بدون قفل کردن , حداکثر ترافیک بار شده را انتقال دهند . بهمین دلیل برای مدارات سوئیچ (Backplane) مشخصات متنوعی ذکر شده است .

منظور از کنترل جریان (Flow Control) در سوئیچ چیست ؟

این عبارت در ارتباطات سریال استفاده می شود و منظور متوقف کردن فرستنده از فرستادن اطلاعات است, تا وقتی که گیرنده آن را بتواند بپذیرد ؛ که هم به شکل سخت افزاری و هم نرم افزاری است . گیرنده ها عموماً میزان بافر ثابتی دارند وهمان لحظه که اطلاعات دریافت می شوند , می نویسند و وقتی مقدار داده های بافر به حد نهایی می رسد , گیرنده یک سیگنال به فرستنده جهت متوقف کردن ارسال می فرستد .

آیا جایگزینی سوئیچ ۴۸ پورتی با دو سوئیچ ۲۴ پورت که به طورداخلی به هم وصل هستند , فکر خوبی است ؟

البته نه ! سوئیچ ۴۸ پورت وقتی که میزان عبوری پر است , دارای حالت ضد قفلی (Non-Blocking) است . برای مثال سوئیچ ۴۸ پورت مانند دو سوئیچ ۲۴ پورت که با سرعت ۱۰/۱۰۰ Mbps به هم وصل هستند , کار می کند و دارای گنجایش ۸٫۴ Gbps ( در حالت دو طرفه کامل ) با ارتباط داخلی است . اما دو سوئیچ ۲۴ پورت در ارتباط با سرعت ( ۲۰۰ Mbps در حالت دو طرفه کامل ) هستند و دارای تنگنا (Bottleneck) می شوند . در ضمن وقتی که ترافیک سنگین است , دارای قابلیت ضد قفلی نیستند .

فرق بین کابلهای UTP , FTP و STP چیست ؟

کابل UTP ( زوج سیم بهم تابیده بدون روکش ) تأثیر کم شدن حد سیگنال , در زوج سیم های بهم تابیده , بر اثر تأثیرات الکترومغناطیسی (EMI) و تأثیرات فرکانسهای رادیوئی (RFI) را حذف میکند .

کابلهای FTP ( زوج سیم بهم تابیده زرورق دار ) و یا SeTP ( زوج بهم تابیده توری دار ) شکل پیشرفته UTP می باشند , که دارای فن آوری پوشش ترکیب شده است و سرتاسر آن با یک مغزی فلزی سرتاسری یا زرورق پوشانده شده است .

بسیاری از نصابهای کابل و یا کارخانه ها شاید عبارت STP را برای توصیف کابلهای FTP استفاده نمایند . اما STP ( زوج سیم بهم تابیده پوشش دار ) از FTP کاملاً متفاوت است . کابل STP از فن آوریهای پوشش جهت حذف کردن تأثیر زوجهای بهم تابیده استفاده می کند . هر زوج سیم با یک زرورق فلزی و چهار زوج سیم در یک مغزی فلزی یا زرورق پوشانده شده است . برای استفاده در نصب شبکه اترنت , STP از اختلالات الکتریکی هم در کابل (تأثیر زوج به زوج سیم یا تداخل ) و هم در خارج سیم ( تأثیرات الکترومغناطیسی و فرکانس های رادیوئی ) جلوگیری میکند . بنابراین STP بیشتر از UTP و FTP از اختلالات جلوگیری می کند و قیمت آن گرانتر و نصب آن سخت تر است . توجه داریم که پوشش فلزی , در هر دو انتها باید باشد ؛ اگر این پوشش کامل نباشد , پوشش مانند یک آنتن سیگنالهای نا خواسته را می گیرد . بعلت هزینه و نصب ( پایاندهی ) مشکل STP , در شبکه های اترنت , از STP بندرت استفاده می شود و اصولاً STP در اروپا استفاده می شود .

چه چیزی بازده یک سوئیچ را مشخص میکند ؟

عوامل متعددی بر روی بازده تأثیر می گذارند :

الف ) پیکربندی اشتباه پورت – اجبار درحالت دو طرفه کامل (Full Duplex) برای پورتی که دارای قابلیت مذاکره خودکار (Auto Negotiation) است و غیره .

ب ) ارتباط کابل اشتباه – استفاده از کابل Cat 3 برای شبکه با استاندارد ۱۰۰-TX , یا طول بیش از ۱۰۰ متر و غیره .

پ ) پیکربندی VLAN به طور اشتباه .

ت ) طوفان داده پراکنی (Broadcast Storm) و طوفان برخوردها (Collision Storm) , تعداد زیادی نود (Node) , بیش از ۴۰ نود برای پورت سوئیچ به اشتراک گذارده شده .

ث ) حافظه بسته ها (Packet) از ۲ Mbyte تا ۶ Mbyte , بیش از این بهتر است .

ج ) اعمال امنیتی , بازده شبکه را کاهش می دهند .

چ ) معماری سوئیچ به صورت قفل شدنی (Blocking) و غیر قفل شدنی (Non-Blocking) که حالت قفل نشدنی بهتر است .

چه عواملی در بازده کم یک شبکه , دخالت دارند ؟

الف ) کابلهای ارتباطی با سوئیچ را بررسی نمایید .

ب ) محیط شبکه را بررسی نمایید. آیا هیچ حلقه ای (Loop) در ارتباطات می بینید ؟ اگر بلی , لطفاً ارتباط اترنتی که باعث حلقه می شود  را از بین ببرید .

ج ) حالت دو طرفه (Duplex) بین دو دستگاه ( مثلاً ایستگاه کار یا سوئیچ ) و سوئیچ را بررسی نمایید . لطفاً حالت دو طرفه را در هر طرف تنظیم نمایید

باید از هاب استفاده کرد یا سوییچ ؟
از آنجایی که هاب‌ها ارزانتر هستند و نصب آنها کار دشواری نیست کاربران متوسط خانگی از آنها استفاده میکنند ولی‌ اگر شما تنظیمات خاصی‌ را برای شبکه خود در نظر دارید باید حتما از سوئیچ استفاده کنید چون سوئیچ میتواند همانند یک مسیریاب (router)برنامه ریزی شود کاری که روی هاب نمی‌توان انجام داد

 

اشتراک گذاری این صفحه
همچنین:  بستن دسترسی نرم افزارها به اینترنت از طریق فایروال ویندوز Windows Firewall XP - 7 - 8