سوئیچینگ چیست؟ و Switching چه کاربردی در شبکه دارد؟ آموزش شبکه درس 17

سوئیچینگ چیست؟

هنگامی که یک کاربر می‌خواهد به اینترنت و یا شبکه‌هائی که خارج از شبکه او قرار گرفته اند دسترسی داشته باشد، پیام‌هائی که او ارسال می‌کند باید از میان رسانه‌های انتقال مختلفی عبور کند. این تکنیک انتقال اطلاعات از یک کامپیوتر به کامپیوتر دیگر در شبکه به عنوان «سوئیچینگ (Switching) شناخته می‌شود.

سوئیچینگ در شبکه‌های کامپیوتری با استفاده از ابزارهائی به نام «سوئیچ (Switches)» انجام می‌شود. یک سووئیچ در واقع یک دیوایس سخت‌افزاری (و گاهی شکل مجازی سازی شده از یک درایو سخت‌افزاری) است که برای ارتباط چند کامپیوتر به همدیگر در یک شبکه محلی (LAN) به کار گرفته می‌شود.

سوئیچ‌های شبکه در لایه دوم مدل OSI یعنی لایه دیتالینک (Data Link layer) فعال می‌شوند و در ان کار می‌کنند.

سوئیچینگ یک عمل کاملاً بی اثر در محتوای پیام است و برای همین نیازمند ایجاد هیچ پیکربندی متناسب با آن در شبکه‌های وجود ندارد. در واقع آن‌ها تنها بر روی آدرس دهی پیام‌ها و انتقال پیام‌ها از یک کامپیوتر به دیگری در یک شبکه تاثیر گذار هستند.

سوئیچ‌ها برای انتقال پیام‌ها خودشان از آدرس‌هائی به نام MAC (بخوانید مَک) استفاده می‌کنند. سوئیچ‌ها اطلاعات را بر اساس MAC آدرس‌ها به دیواس و سخت‌افزاری که به آن‌ها آدرس داده شده است انتقال می‌دهند. آن‌ها مقصد هر پیام را بر اساس آدرسی که در بسته اطلاعاتی ارائه شده است شناسائی می‌کنند.

ارسال پیام با استفاده از شیوه سوئیچینگ یک شیوه Full Duplex است. در اینجا تصادم داده‌ها به حداقل خود می‌رسد و پیام‌ها به صورت مستقیم از فرستند به سمت گیرنده ارسال می‌شوند. روش سوئیچینگ برای انتشار گسترده پیام (Broadcast) کاربردی ندارد، زیرا از این روش برای انتقال و توزیع پیام در آدرس‌های محدود و مشخص استفاده می‌شود.

چرا ما به مفهوم سوئیچینگ نیازمندیم؟

مفهوم سوئیچینگ به چند دلیلی که در زیر به آن‌ها اشاره می‌کنیم توسعه پیدا کرده است:

• پهنای باند (BandWidth): با استفاده از سوئیچینگ امکان انتقال داده‌ها با بیشترین نرخ انتقال بر روی یک رسانه انتقال به وجود می‌آید. به یادداشته باشید که رسانه‌های انتقال منابع بسیار مهمی هستند. به همین خاطر تکنیک‌های سوئیچینگ در اینجا برای بهره‌گیری حداکثری از ظرفیت‌های پهنای باند شبکه واقعاً مورد نیاز هستند.
• تصادم (Collision): تصادم پایم می‌تواند در زمانی رخ دهد که یک یا چند دیوایس سخت‌افزاری به صورت مشترک بر روی یک کانال ارتباطی (بیشتر کانال‌های هدایت شده) پیام‌های خودشان را به اشتراک بگذارند. این کار سبب ایجاد تصادم در آن‌ها می‌شود. برای فائق آمدن بر این مشکل، فناوری سوئیچینگ به کار گرفته می‌شود، تا بسته‌های داده بدون آنکه با همدیگر دچار تصادم بشوند از کابل مورد نظر عبور کنند.

مزایای استفاده از سوئیچینگ

• با بهره‌گیری از سوئیچینگ امکان استفاده حداکثری از پهنای باند شبکه مهیا می‌شود.
• با استفاده از این روش، جریان کاری بر روی رایانه‌های شخصی که اقدام به ارسال پیام به آدرس‌های مختلف می‌کنند کاسته می‌شوند و فقط پیام به مقاصد تعیین شده ارسال می‌شود.
• عملکرد کلی شبکه افزایش چشمگیری پیدا می‌کند و ترافیک‌های بیهوده شبکه به صورت قابل ملاحظه ای کاسته می‌شود.
• با استفاده از این روش تصادم بر روی شبکه به صورت قابل توجهی کم می‌شود و با استفاده از سوئیچ‌ها می‌تواند دامنه‌های مشخصی را برای ارتباطات هر پیام ایجاد کرد.

معایب استفاده از سوئیچینگ

• استفاده از سوئیچ‌ها گرانتر از روش‌های جایگزین مانند شبکه‌های پُلی (Network Bridges) هستند.
• یک سوئیچ نمی تواند موضوع اتصال پذیری (Network Connectivity) را به راحتی در شبکه حل کند.
• طراحی و پیکربندی مناسبی در سوئیچ‌ها باید اعتمال شود تا بتواند از روش‌های چند بخشی (Mulitcast) برای ارسال بسته‌ها استفاده کرد.