.

.

«هاب» ساده ترین وسیله در یک شبکه است. هاب فقط قادر به «داده پراکنی» (Broadcasting) است. هر دستگاه هاب، درست مانند یک رادیو، داده ها را همواره به تک تک دستگاه هایی که به آن وصل هستند، و البته به خودش می فرستد. در هر لحظه، هاب فقط از عهده ی انجام یک کار برمی آید: داده ها را بگیرد و یا بفرستد. به تقاضاهایی که همزمان به هاب برسند، به نوبت و پشت سر هم پاسخگویی می شود.

در داخل هاب تمام پورت ها به هم وصل هستند و تمام ایستگاه های کاری شبکه از طریق هاب به هم وصل بوده و دارای مسیر یکسان می باشند که احتمال «برخورد» (Collision) پیش می آید. مسیر یکسان همچنین باعث می شود که وقتی 5 کامپیوتر با سرعت 100 Mbps به هاب متصل هستند، این 5 کامپیوتر سرعت 100 Mbps را به اشتراک بگذارند و پهنای باند 20 Mbps به هر کامپیوتر برسد.

.

یک نمونه هاب

.

همچنین وقتی یک پورت در هاب، «دیتا فریم» دریافت می کند، این فریم را در تمام پورت های هاب کپی می کند. این قابلیت باعث می شود وقتی ترافیک شبکه زیاد شد به طور جدی برخورد (Collision) پیش آید.

.

یک نمونه سوییچ

.

در داخل یک سوییچ، پورت ها فقط توسط آدرس شان به هم متصل می شوند و در شبکه، وقتی که دو کامپیوتر می خواهند به هم دسترسی داشته باشند، سوییچ فقط آن دو را به هم وصل می کند. هر پورت سوییچ با سرعت 100 Mbps دارای پهنای باند 100 Mbps است. یک سوییچ آدرس MAC، کامپیوتری را که به آن متصل است یاد می گیرد و وقتی که یک دیتا فریم را دریافت می کند، آن را با جدول MAC خود بررسی می کند. اگر سوییچِ آن را در جدول MAC خودش پیدا کرد، آن را مستقیماً به همان پورت می فرستد و به پورت های دیگر نمی فرستد. این ها دلایلی است که در سوییچ به ندرت «برخورد»  رخ می دهد.

.

منظور از سوییچ IP ، سوییچ لایه 2 و سوییچ لایه 3 چیست؟

چه تفاوتی بین آنها وجود دارد؟

«سوییچِ لایه 2» یک سوییچ است که در لایه ی 2 کار می کند و «سوییچ پل» (Bridging) نیز گفته می شود و بسته ها را بر اساس آدرس یگانه ی «کنترل دسترسی رسانه» (MAC) ی دستگاه های کاری می فرستد.

«سوییچ لایه 3» سوییچی با قابلیت مسیریابی است که در لایه ی 3 کار می کند ، به طور داخلی یک «دامنه» (Domain) برای دستگاه ها می سازد و پهنای باند را به شبکه های جداگانه تقسیم می کند و «داده پراکنی» (Broadcast) را محدود می نماید .

«سوییچ IP» سوییچ لایه ی 3 است و اطلاعات خاص آن، فقط بر اساس «پروتکل IP» و «پروتکل مسیریابی» (Routing) است.

.

منظور از «سوییچ هوشمند» (Intelligent) چیست؟

منظور از سوییچ هوشمند سوییچی است که قابل مدیریت باشد و بتوان آن را با RMON ،SNMP، Web Browser و غیره مدیریت کرد .

.

«سوییچ پُشته پذیر» (Stackable) چیست؟

سوییچ های پشته پذیر می توانند تا چند واحد رساناهای فیزیکی یا ترجیحاً «اترنت گیگا» (1000) را پشته نمایند. در شبکه های خیلی بزرگ از قابلیت پیشرفته ی پشته پذیری، برای مدیریت سوییچ ها بر روی یک آدرس IP واحد استفاده می نمایند. این توانایی باعث می شود مدیریت شبکه ساده تر شود .

.

مزایای SNMP چیست؟

بزرگ ترین 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 می دهد. همچنین طراحی ساده ی آن این امکان را برای کاربر فراهم می کند که برای متغیرهایی که می خواهد ببیند، برنامه ریزی نماید و نمایش در سطح پایین برای متغیر های زیر انجام دهد :

  • عنوان متغیر،
  • نوع داده ی متغیر (به عنوان مثال: عدد صحیح، رشته)،
  • عدم تفاوت در نوع متغیر که فقط خواندنی باشد یا قابل خواندن و نوشتن (متغیر).

نتیجه ی تمام این ساده سازی ها این است که مدیریت شبکه ساده شده و از فشارهای موجود به مقدار زیاد کاسته می شود.

.

پروتکل (قرارداد) مدیریت ساده شبکه

SNMP = Simple Network Management Protocol

«پورت ترانک» (Trunk = شاه سیم) چیست؟

پورت ترانک به ارتباطات چندتایی اجازه می دهد که با یکدیگر جمع شوند و مانند یک ارتباط فیزیکی یگانه باعث افزایش توان شوند. پورت ترانک جهت تنظیم بار و ارتباط اضافی در داخل شبکه سوییچ 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 می شود. الگوی ترافیک در یک شبکه باید به دقت مورد بررسی قرار گیرد. وقتی که از یک الگوریتم خرد کردن مناسب استفاده می شود، ترافیک به طور تصادفی تصمیم می گیرد که برای تنظیم بار موجود از داخل ترانک اطلاعات را بفرستد.

.

«مذاکره ی خودکار» (Auto-Negotiation) دقیقاً چگونه کار می کند؟

دستگاه ها در انتهای ارتباط های شبکه می توانند به طور خودکار «ظرفیت های ارتباط» (Link Capabilities) را بررسی نمایند و در حداکثر سطح مشترک کار کنند؛ به این علت آن را «مذاکره ی خودکار» می گویند. این مذاکره شامل تشخیص و انتخاب بیشترین پهنای باند و عمل کردن دو طرفه است. سرعت ارتباط گسترش سیگنال های الکتریکی سنجیده می شود، بنابراین انتهای ارتباط هم می تواند محاسبه نماید که انتهای دیگر تلاش می کند 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 می تواند 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 سوییچ به حالت «ارتباط یک طرفه» (Half-Duplex) می افتد. برای مذاکره در یک ارتباط دو طرفه، هر دو طرف باید در حالت مذاکره خودکار (Auto-Negotiation) تنظیم شده باشند.

.

منظور از عبارت Nway چیست؟

این، یکی از پروتکل هایی است که دستگاه های شبکه ایِ اترنت مانند سوییچ و روتر استفاده می کنند و مذاکره ی خودکار (Auto-Negotiation) بین دو دستگاه می باشد تا اطلاعات را با بالاترین سرعت منتقل کنند. به عبارت دیگر قابلیت سرعت های 100M و 10M، حالات دو طرفه (Duplex) کامل و نصفه و سنجش خودکار، Nway نامیده می شود.

.

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

«بسته ی ورودی» که وارد می شود، بررسی می شود که آیا دارای خطایی هست یا خیر، و اگر دارای خطا نبود، فرستاده می شود. این نحوه کار با اطلاعات ورودی را «ذخیره سازی و فرستادن» می نامند. در سوییچ های Nway پلانت به علت داشتن نوع حافظه (SSRAM) این کار بسیار سریع انجام می شود. کلاً نوع معماری داخلی سخت افزارهای پلانت، به همین شکلِ «ذخیره سازی و فرستادن» می باشد.

.

«طوفان داده پراکنی» (Broadcast Storm) چیست؟

عموماً این حالت بیانگر تولید ترافیک بسیار زیاد توسط دستگاه هایی است که بطور عادی ترافیک دارند. اگر این دستگاه ها به تولید بیشتر و بیشتر ترافیک ادامه دهند، بازده شبکه بسیار کاهش می یابد.

.

Tag-VLAN چیست؟

سوییچ مانند یک «فرستنده ی ترافیک هوشمند» و یک دستگاه امنیتی ساده شبکه عمل می کند. فریم ها فقط آن پورت هایی که دستگاه مقصدشان ضمیمه شده است را دریافت می کنند . فقط ایستگاه هایی (Stations) که عضو همان VLAN هستند می توانند فریم های Multicast و Broadcast را ببینند. به این ترتیب، پهنای باند بهینه می شود و امنیت شبکه گسترش می یابد.

VLAN های استاندارد 802.1Q محدود به یک سوییچ نیستند. VLAN ها می توانند سوییچ های دیگری، حتی از ارتباطات گسترده (WAN) بپذیرند. به اشتراک گذاشتن VLAN ها بین سوییچ ها با اضافه کردن یک Tag به مشخص کننده VLAN ( یعنی VID ) با عددی بین 1 تا 4.094 در داخل هر فریم بدست می آید. یک مشخص کننده VLAN (یعنی VID) به هر VLAN اختصاص داده می شود. با اختصاص دادن مشخص کننده VLAN (یعنی VID) های یکسان به VLAN های سوییچ های مختلف، یک یا چند VLAN (به طور Broadcast- Domain) در داخل یک شبکه بزرگ گسترش یابند.

.

آیا می توان از کابل های Cat 5 موجود برای سوییچ 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 کابل های Cat 5، انتقال بهتری نسبت به سیم های اترنت با سرعت 10/100 Kbit/s دارند. مشخصات استاندارد 1000Base-T برای مذاکره خودکار (Auto Negotiation) ویژگی های ارتباط - از جمله تصحیح خودکار کابل جابجا شده (Crossed) - را دارا می باشد. مذاکره خودکار (Auto Negotiation) ارتباط صحیح کابل ها بین کارت های واسط شبکه 1000Base-T (NIC) ، سوییچ ها و دیگر دستگاه ها را - که در حالت اولیه پورت هایشان یک طرفه کار می کنند، برقرار می کند.

.

منظور از جدول آدرس های MAC درباره سوییچ چیست؟

سوییچ های لایه2، کارهای متفاوتی مانند یاد گرفتن آدرس MAC، فرستادن و فیلتر کردن تصمیمات و غیره را انجام می دهند. وقتی یک سوییچ روشن می شود، جدول آدرس های MAC آن خالی است. وقتی دستگاه فریم می فرستد و توسط «واسط» (Interface) دریافت می شود، سوییچ آدرس مبدا را در جدول آدرس های MAC ذخیره می کند. بعد از این سوییچ جدول آدرس های MAC را برای فرستادن و فیلتر کردن فریم های دریافتی استفاده می کند و سوییچ مشخص می کند که فریم ها باید از پورت مشخص شده عبور کنند یا خیر. به همین دلیل جدول آدرس های MAC، جدول فیلتر MAC، یا فیلتر کننده نیز گفته می شود.

.

برای چه باید از سوییچ گیگابیتی استفاده نماییم؟

مهم ترین جا برای استفاده از سوییچ های گیگابیتی در «مراکز داده» (Data Center) یا «شاهرگ» (Backbone) و بین گروه های کاری و مراکز داده است. ضرورتاً ارتباط هر سوییچ به سوییچ دیگر باید گیگابیت باشد. این باعث می شود که در شبکه با کارت 100/10، کامپیوتر ها با سرعت 100 Mbps کار کنند، بدون آن که کمبودی در شاهرگ باشد. «خدمات دهندگان» (Server) مراکز داده ی شلوغ نیز باید با کارت های گیگابیتی تجهیز شوند. این کار باعث می شود که خدمات دهندگان به تنگنا نیفتند و برای «سرویس گیرندگان» (Client) که با سرعت 100 Mbps از خدمات دهنده درخواست می کنند، بازده افزایش یابد. همان طور که تقاضا برای پهنای باند، به ویژه برای کارهای گرافیکی و کاربردهای «چند رسانه ای» (Multimedia)، گسترش می یابد، می توان برای کامپیوتر های معمولی (Desktop) نیز سرعت گیگابیت متصور شد.

.

منظور از «حافظه ی بافر» در رابطه با سوییچ چیست؟

حافظه ی بافر یک ناحیه ی ذخیره سازیِ اختصاص داده شده برای رسیدگی به داده های عبوری می باشد. بافرها معمولاً برای دریافت و ذخیره سازی اطلاعاتِ پراکنده، که پشت سر هم توسط دستگاه های سریع تر ارسال می شوند، آنها را دریافت می کنند و تفاوت سرعت را جبران می نمایند. اطلاعات ورودی ذخیره می شوند تا هنگامی که تمام داده های گرفته شده ی قبلی فرستاده شوند. این حافظه در سوییچ به اشتراک گذارده می شود.

.

منظور از «سوییچ قفل نشدنی»  چیست؟

به یک سوییچ، «قفل نشدنی» (Non-Blocking) گفته می شود، که سوییچ فابریک آن، توانایی رسیدگی کامل به تمام پورت ها را از نظر تیوریک داشته باشد. بنابراین، پاسخ هر درخواستِ مسیر به هر پورت خروجی، می تواند با موفقیت و بدون تداخل با ترافیک های دیگر باشد .

در نظر بگیرید که یک سوییچ دارای 10 پورت با سرعت هر کدام 100 Mbps است. برای این که حالت دو طرفه (Full Duplex) کامل با تمام بار ممکنه را داشته باشیم، سوییچ باید حداقل عدد 2 گیگابیت بر ثانیه (2*10*100 Mbps) برای کار در حالت قفل نشدنی داشته باشد.

.

منظور از «سوییچ فابریک»  در رابطه با سوییچ ها چیست؟

«سوییچ فابریک» (Switch Fabric) قابلیت مدارات سوییچ است تا بدون قفل کردن، حداکثر ترافیک بار شده را انتقال دهند. به همین دلیل برای «مدارات سوییچ» (Backplane) مشخصات متنوعی ذکر شده است.

.

منظور از «کنترل جریان» در سوییچ چیست؟

از عبارت کنترل جریان (Flow Control) در ارتباطات سریال استفاده می شود و منظور از آن «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 و همان 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 سوییچ 48 پورتی با دو سوییچ 24 پورت، که به طورداخلی به هم وصل هستند، فکر خوبی است؟

البته، نه! سوییچ 48 پورت وقتی که میزان عبوری پُر است، دارای حالت ضد قفلی (Non-Blocking) است. برای مثال سوییچ 48 پورت مانند دو سوییچ 24 پورت که با سرعت 10/100 Mbps به هم وصل هستند، کار می کند و دارای گنجایش 8.4 Gbps (در حالت دو طرفه کامل) با ارتباط داخلی است. اما دو سوییچ 24 پورت در ارتباط با سرعت (200 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 کابل های UTP ،  FTP و STP چیست؟

کابل UTP (زوج سیم بهم تابیده بدون روکش) تأثیر کم شدن حد سیگنال در زوج سیم های بهم تابیده را، بر اثر تأثیرات الکترومغناطیسی (EMI) و تأثیرات فرکانس های رادیویی (RFI)، حذف می کند .

کابل های 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 نصّاب های کابل و یا کارخانه ها شاید عبارت STP را برای توصیف کابل های FTP استفاده نمایند. اما STP (زوج سیم بهم تابیده پوشش دار) از FTP کاملاً متفاوت است. کابل STP از فن آوری های پوشش جهت حذف کردن تأثیر زوج های 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 داخل کابل (تأثیر زوج به زوج سیم یا تداخل) و هم در خارج کابل (تأثیرات الکترومغناطیسی و فرکانس های رادیویی) جلوگیری می کند. 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 سیگنال های ناخواسته را می گیرد. به علت هزینه ی بالا 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 سوییچ را مشخص می کند؟

عوامل متعددی بر روی بازده تأثیر می گذارند :

الف ) پیکربندی اشتباه پورت: اجبار در حالت 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 100-TX، یا طول بیش از 100 متر و غیره،

پ ) پیکربندی VLAN به طور اشتباه،

ت ) توفان داده پراکنی (Broadcast Storm) و توفان برخوردها (Collision Storm)، تعداد زیادی «نود» (Node)، بیش از 40 نود برای پورت سوییچ به اشتراک گذارده شده،

ث ) حافظه ی بسته ها (Packet) از 2 Mbyte تا 6 Mbyte، بیش از این بهتر است،

ج ) اعمال امنیتی، بازده شبکه را کاهش می دهند،

چ ) معماری سوییچ 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 ) کابل های ارتباطی با سوییچ 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،

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

.

.

نویسنده:

حمید مصیمی (رادیوآماتور)

.

.

www. etesalkootah.ir ||   2016-09-28 © 

2015 www.etesalkootah.ir  © All rights reserved.

تمامی حقوق برای www.etesalkootah.ir محفوظ است. بیان شفاهی بخش یا تمامی یک مطلب از www.etesalkootah.ir در رادیو،  تلویزیون و رسانه های مشابه آن با ذکر واضح "اتصال کوتاه دات آی آر" بعنوان منبع مجاز است. هر گونه  استفاده  کتبی از بخش یا تمامی هر یک از مطالب www.etesalkootah.ir در سایت های اینترنتی در صورت قرار دادن لینک مستقیم و قابل "کلیک" به آن مطلب در www.etesalkootah.ir مجاز بوده و در رسانه های چاپی نیز در صورت چاپ واضح "www.etesalkootah.ir" بعنوان منبع مجاز است.