مفهوم سوئیچ شبکه

 مرکز فروش سوییچ های اچ پی

سوئیچ شبکه یک دستگاه شبکه‌ی کامپیوتری است که نقطه‌های شبکه یا دستگاه های شبکه را به یکدیگر وصل می‌نماید.این واژه معمولا به دستگاه چند پورته‌ای اطلاق می‌شود که پردازش و انتقال داده را در لایه‌ی دوم مدل OSI انجام می‌دهد.سوئیچ هایی که معمولا در لایه‌ی سوم یا بالاتر پردازش را انجام می‌دهند، معمولا سوئیچ چند لایه یا سوئیچ لایه ۳ خوانده می‌شوند.

hp سوئیچ سرور های اچ پی ۱۸۱۰  ۱۹۱۰

hp سوئیچ سرور های اچ پی ۱۸۱۰  ۱۹۱۰

hp سوئیچ سرور های اچ پی ۱۸۱۰  ۱۹۱۰

اولین سوئیچ اترنت، توسط Kalpana در سال ۱۹۹۰ معرفی شد.

سوئیچ یک وسیله‌ی ارتباط از راه دور است که پیام ها را از هر وسیله‌ای که به آن وصل است دریافت میکند و سپس آن را تنها برای دستگاه هدف ارسال میکند.این کار سوئیچ را یک وسیله‌ی هوشمند تر نسبت به هاب میکند (که پیغامی را دریافت میکند و آن را برای تمام دستگاه‌های موجود در شبکه ارسال میکند). سوئیچ شبکه، یک نقش کامل را در بیشتر شبکه‌های مدرن محلی اجرا می‌کند. شبکه‌های متوسط به بزرگ معمولا یک یا چند سوئیچ مدیریت شده را شامل می‌شوند.

تفاوت سوئیچ لایه ۲ و ۳

در لایه ۲ آدرس دهی به صورت فیزیکی یا همان MAC آدرس می باشد همچنین این لایه چگونگی اتصال دستگاهها به مدیا های مختلف و همچنین نوع فریم آنان را نیز مشخص می کند که شامل فیلدهای موجود در فریم های لایه دو می شود.مکانیزم سوئیچ لایه ۲ همانند روال فوق تعریف شده است.این نوع سوئیچ دارای جداولی می باشند که در آن آدرس فیزیکی پورت های متصل به هر پورت را نکهداری می کند.هرگاه سوئیچ برای اولین بار روشن شود جدول آن خام خواهد بود و با اتصال هر کامپیوتر به آن،آدرس فیزیکی آن را یاد گرفته و در جدول خود اضافه می نماید.سوئیچ ها در این لایه غیر مدیریتی می باشند.

تفاوت سوئیچ های لایه ۲ و لایه ۳

در لایه ۲ آدرس دهی به صورت فیزیکی یا همان MAC آدرس می باشد همچنین این لایه چگونگی اتصال دستگاهها به مدیا های مختلف و همچنین نوع فریم آنان را نیز مشخص می کند که شامل فیلدهای موجود در فریم های لایه دو می شود.مکانیزم سوئیچ لایه ۲ همانند روال فوق تعریف شده است.این نوع سوئیچ دارای جداولی می باشند که در آن آدرس فیزیکی پورت های متصل به هر پورت را نکهداری می کند.هرگاه سوئیچ برای اولین بار روشن شود جدول آن خام خواهد بود و با اتصال هر کامپیوتر به آن،آدرس فیزیکی آن را یاد گرفته و در جدول خود اضافه می نماید.سوئیچ ها در این لایه غیر مدیریتی می باشند.

در لایه ۳ آدرس دهی به صورت منطقی یا همان IP می باشد.در این لایه برای انتقال اطلاعات در بین شبکه هایی که از آدرس های لایه سوم مختلف استفاده می کنند از Device  هایی چون روتر و سوئیچ های لایه ۳ استفاده می گردد.در این لایه انواع مدیاها ی مختلف به همدیگر اتصال پیدا می کنند.سوئیچ لایه ۳ یا همان مدیریتی در این لایه مدیریت می شوند. مثلا به نوع دسترسی ،امنیت ، VLAN بندی ،Routing و… اشاره می شود.

ساختار PoE 
در این ساختار دو المان وجود دارد که عبارتند از منبع تغذیه ( Power source (PSE و تجهیزاتی که از این امکان استفاده می کنند یعنی (Powered Device (PD منبع تغذیه موظف به تامین توان مورد نیاز تجهیزات می‌باشد. به طور مثال Access Point‌ها در شبکه‌های ‌بی‌سیم ‌و ‌تجهیزات IP Phone از مصرف‌کنندگان توان محسوب می‌شود.
با استفاده از استاندارد مصوب IEEE 802.3af می‌توان با استفاده از فناوری PoE به تجهیزاتی که توانی
معادل ۲۱٫۹۵ w  احتیاج دارند، از طریق خطوط ارتباطی دیتا برق ‌رساند.

برای ارائه توان مورد نیاز تجهیزات لازم است ابتدا تمهیداتی اندیشیده شود تا از بروز اشکال در سیستم جلوگیری گردد. برای جلوگیری از بروز خطا ابتدا لازم است وسیله‌ای که نیاز به توان دارد شناسایی گردد. به همین منظور مکانیزم‌هایی در استاندارد مربوطه برای نحوه تشخیص وسیله مشخص گردیده است. پس از شناسایی وسیله موردنظر و تامین توان موردنیاز، سیستم باید بتواند به محض خروج آن وسیله از شبکه، توان ارائه‌شده را قطع نماید.

توان مورد نیاز تجهیزات در تکنولوژی PoE به دو روش قابل ارائه است. در روش اول می‌توان توان موردنیاز را از طریق یکی از سوییچ‌های اترنت درون شبکه که دارای قابلیت ارائه توان با استفاده از تکنولوژی PoE می‌باشد، ارائه نمود. همان‌گونه که در شکل ۱ دیده می‌شود هیچ‌گونه وسیله اضافی دیگری موردنیاز نمی‌باشد و تجهیزات PD مستقیماً به سوییچ اترنت متصل می گردند.

در روش دوم با استفاده از یک Power Hub این توان تامین می‌گردد. شکل ۲ این روش را نشان می‌دهد. همان‌گونه که دیده می شود، برای ارائه توان مورد نیاز PDها به یک واسط که دارای قابلیت ارائه توان بر روی خطوط اترنت می‌باشد نیاز داریم.

نکته مهم در هر دو روش، محدودیت ارائه خدمات در آن‌ها می‌باشد. در روش اول که برای ارائه توان از هیچ واسطی استفاده نشده است و تجهیزات مستقیماً به سوییچ متصل شده‌اند می‌توان از کلیه واسط‌های
۱۰/۱۰۰/۱۰۰۰ Base – T برای تامین توان استفاده نمود. اما در روش دوم به علت استفاده از Power Hub برای ارائه توان فقط می توان از واسط‌های ۱۰/۱۰۰/۱۰۰۰ Base – T کرد.

تبادل بین PSE و PD
برای استفاده از تکنولوژی PoE ابتدا لازم است تجهیزات بتوانند با یکدیگر ارتباط برقرار نمایند. به محض تشخیص یکPD،  از طرف PSE یک ولتاژ تست ارسال می‌گردد تا مشخص شود PD از استاندارد مربوطه پشتیبانی می‌کند یا خیر.

در صورت پشتیبانی از استاندارد IEEE802.3af، ولتاژ مورد نیاز PD از طریق PSE به یک مقاومت ۲۵ اهمی تغذیه می‌گردد. برای تایید پشتیبانی از استاندارد مذکور، PD یک ولتاژ محدود به جریان که بسیار کم نیز می‌باشد از طریق کابلUTP به سمت PSE ارسال می‌نماید.

با توجه به این نکته که هر یک از تجهیزات ولتاژ خاصی دارند، لازم است کلاس‌های متفاوتی برای تکنولوژی PoE در نظر گرفته شود. در این رابطه استاندارد IEEE802.3af جدول روبرو را ارائه نموده است:

نکات مهم در پیاده سازی

شکل ۳

بسیاری از تولیدکنندگان به یک نکته مهم در رابطه با تولید تجهیزاتی که از تکنولوژی PoE استفاده می‌کنند، بی‌توجه می‌باشند. واسط‌های الکترومغناطیسی بین کابل‌ها و تجهیزاتی که در این شبکه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند از مهمترین نکاتی است که مورد توجه قرار نگرفته است.

در زمان استفاده از کابل‌ها برای انتقال در حد گیگابیت اترنت، نویز موجود در کابل در عملکرد تشخیص PDها، کلاسه‌بندی آن‌ها و همچنین قطع ولتاژ در صورت لزوم، اختلال ایجاد می‌کند. از آنجایی که تجهیزات این شبکه‌ها معمولاً تجهیزات ارتباطی می‌باشند، اعوجاج‌های خروجی ایجاد شده توسط واسط‌های الکترومغناطیسی نیز مشکل‌ساز هستند. در نتیجه برای بر طرف نمودن این مشکل می‌توان از کوپلرهای نوری برای محافظت در برابر میدان مغناطیسی ایجاد شده استفاده نمود.

نکته مهم دیگری که در پیاده‌سازی این تکنولوژی باید مد نظر قرار گیرد، ذخیره سازی توان است. تصور کنید تجهیزات شبکه که نیاز به توان دارند در هیچ یک از رده های کلاسه بندی شده در استاندارد IEEE802.3af نگنجند. برای ارائه توان مورد نیاز این تجهیزات، باید بتوان از ولتاژهای ذخیره شده استفاده نمود. برای این منظور همان‌گونه که در شکل ۴ نشان داده شده است، می‌توان از منابع تزریق ولتاژ استفاده نمود. روش دیگری که برای جبران کمبود توان می‌توان مورد استفاده قرار داد، بهره مندی از تعدادی سوییچ اترنت با قابلیت PoE در شبکه می‌باشد.

 استاندارد مدیریتی

استاندارد IEEE 802.3af  فقط نیازهای سخت‌افزاری این فناوری را پوشش می‌دهد. اما مانند سایر فناوری‌ها باید برای مدیریت تجهیزات PoE نیز استانداردی تدوین گردد. این استاندارد توسط مؤسسه IETF دوین گردید. این مؤسسه به موازات فعالیت‌های مؤسسه IEEE در خصوص تدوین استاندارد PoE، اقدام به ایجاد یک MIB برای این تکنولوژی نمود. این MIB یک ماژول مبتنی بر SNMP است که بر پایه RFC  شماره ۲۶۶۵ تدوین شده و مسوولیت مدیریت کلیه تجهیزاتی  که در شبکه مبتنی بر تکنولوژی PoE کار می‌کنند، را برعهده دارد.

منبع:مجله شبکه