سوئیچ (Switch) در شبکه برای اتصال سیستم‌های داخل شبکه به هم مورد استفاده قرار می‌گیرد و معمولا در شبکه‌های محلی(LAN) مورد استفاده قرار می‌گیرد. سوئیچ برعکس هاب پیام را می‌تواند فقط برای یک دستگاه در مقصد ارسال کند حال این تک دستگاه می‌تواند یک سوئیچ، روتر و یا کامپیوتر باشد.

کاربرد سوئیچ

تفاوت سوئیچ لایه 2 و سوئیچ لایه 3 چیست؟

در بحث شبکه بعضی از سوئیچ ها که در لایه 2 OSI data) link) عملیات انتقال را انجام می‌دهد، به سوئیچ لایه 2 معروف هستند. این سوئیچ‌ها data را با توجه به آدرس مک (MAC address) مقصد ارسال می‌کنند.

 برخی دیگر از سوئیچ‌ها در لایه 3 عملیات انتقال را انجام می‌دهند. این لایه به نام Network معروف است. سوئیچ‌هایی که در لایه 3 کار می‌کنند data را بر اساس IP Address مقصد ارسال می‌کنند. بعضی سوئیچ‌ها هم هر دو را پشتیبانی می‌کنند.

بیشتر سوئیچ‌های مورد استفاه در شبکه از نوع لایه 2 می‌باشند که معمولا با کابل Ethernet به Device های موجود متصل میشوند. کابل Ethernet یک کابل فیزیکی می‌باشد که از طریق Ethernet port متصل می‌شود.

تفاوت Mac address و IP address چیست ؟

سوئیچ‌های داخل شبکه معمولا ترجیح می‌دهند data را با توجه به MAC address ارسال کنند. هر وسیله‌ای که داخل شبکه به اینترنت متصل می‌شود یک IP address دارد. هر IP address شامل یک سری اعداد است مثل 192.168.10.25 می‌باشد. آدرس‌های IP قابلیت تعویض دارند چون تعداد IPv4 ها محدود هستند و Device های جدیدی که توسط کاربران به شبکه متصل می‌شوند. یک آدرس IP جدید به آنها تخصیص می‌دهند. آنها در واقع مثل یک آدرس پستی عمل می‌کنند و packet های اینترنتی که به آنها می‌رسند را با توجه به آدرس مقصد به آنها می‌رسانند. IP آدرسها در لایه 3 فعالیت می‌کنند و برای آنها اهمیتی ندارد که به چه شبکه‌ای متصل هستند فقط باید کامپیوترها و تمام وسایل بتوانند از لایه 3 پشتیبانی کنند. تمام IP آدرس‌ها دارای یک Header هستند که در آن اطلاعاتی نظیر آدرس مبدا و مقصد ذخیره میشود، در یک مثال ساده یک ایمیل در نظر بگیرید که آدرس مقصد و آدرس بازگشتی دارد.

در مقابل MAC آدرس‌ها شناسه دائمی و منحصر به فرد دارند که به هر سخت افزار تعلق می‌گیرد و غیر قابل تغییر می‌باشد . آدرس مک به صورت C8:5B:76:4C:CC:DF میباشد. این آدرس در لایه 2 عملیات انتقال را انجام یعنی هدرهای بسته IP وجود ندارند. به معنای دیگر مک آدرس بخشی از ترافیک اینترنتی نیست و فقط در شبکه معینی که تعیین شده میتواند استفاده شود.

چگونه سوئیچ آدرس مک دستگاهای شبکه را پیدا میکند؟

سوئیچ های لایه 2 یک جدول در حافظه خود نگهداری میکنند که به نام Content addressable Memory (CAM) شناخته می‌شوند. این جدول شامل یک سطر MAC address و سطر دیگر شماره پورت PORT می‌باشد. شکل جدول CAM به صورت زیر می‌باشد.

فرض کنید کامپیوتر A از طریق کابل Ethernet به Port1 و کامپیوتر B به Port2 و کامپیوتر C به Port3 متصل هستند. زمانی که یک data از کامپیوتر A به سوئیچ ارسال می‌شود سوئیچ با مشورت جدول CAM متوجه می‌شود که بسته از کدام سیستم رسیده است و به چه پورتی متصل می‌باشد. تمامی این اطلاعات در حافظه سوئیچ ذخیره می‌شود و زمانی که به هر دلیلی خاموش و مجدد روشن شود جدول CAM خالی می‌شود و با اتصال مجدد سیستم‌ها دوباره جدول CAM تشکیل می‌شود.

چگونه جدول CAM تشکیل میشود؟

فرض کنید کامپیوتر A قصد انتقال پیام به کامپیوتر B دارد و جدول CAM خالی می‌باشد میخواهیم بررسی کنیم نحوه تشکیل شدن جدول به چه صورت می‌باشد.

  • پس از دریافت پیام از کامپیوتر A در ابتدا آدرس مک را ذخیره میکند.
  • سپس پیام دریافتی از هر پورتی که باشد شماره آن پورت را ذخیره میکند.
  • و بعد پیام کامپیوترA را به تمام کامپیوترهای داخل شبکه ارسال میکند به جز کامپیوتر ارسال کننده که به آن FLOODING هم می‌گویند.
  • زمانی که کامپیوترB پاسخ می‌دهد در جدول CAM یک رکورد جدید تشکیل می‌شود که آدرس مک کامپیوتر B و پورت آن ذخیره می‌شود.