www.3manage.com
لایسنس آنتی ویروس

آشنایی با سوئیچ شبکه

آشنایی با سوئیچ شبکه
سوئیچ
شبکه از مجموعه ا? کامپیوتر ( گره ) که توسط یک محیط انتقال ( کابل? بدون کابل ) بیکدیگر متصل م? گردند ، تشکیل شده است. در شبکه از تجهیزات خاص? نظیر هاب و روتر نیز استفاده م? گردد. سوئیچ یک? از عناصر اصل? و مهم در شبکه ها? کامپیوتر? است . با استفاده از سوئیچ ، چندین کاربرقادربه ارسال اطلاعات از طریق شبکه در یک لحظه خواهند بود. سرعت ارسال اطلاعات هر یک از کاربران بر سرعت دستیاب? سایر کاربران شبکه تاثیر نخواهد گذاشت .
سوئیچ همانند روتر که امکان ارتباط بین چندین شبکه را فراهم م? نماید ، امکان ارتباط گره ها? متفاوت ( معمولا” کامپیوتر ) یک شبکه را مستقیما” با یکدیگر فراهم م? نماید. شبکه ها و سوئیچ ها دارا? انواع متفاوت? م? باشند..
سوئیچ هائ? که برا? هر یک از اتصالات موجود در یک شبکه داخل? استفاده م? گردند ، سوئیچ ها? LAN نامیده م? شوند. این نوع سوئیچ ها مجموعه ا? از ارتباطات شبکه را بین صرفا” دو دستگاه که قصد ارتباط با یکدیگر را دارند ، در زمان مورد نظر ایجاد م? نماید.
مبان? شبکه
عناصر اصل? در یک شبکه کامپیوتر? بشرح زیر م? باشند:
شبکه . شبکه شامل مجموعه ا? از کامپیوترها? متصل شده (با یک روش خاص )، بمنظور تبادل اطلاعات است .
گره . گره ، شامل هر چیز? که به شبکه متصل م? گردد ، خواهد بود.( کامپیوتر ، چاپگر و … )
سگمنت. سگمنت یک بخش خاص از شبکه بوده که توسط یک سوئیچ ، روتر و یا Bridge از سایر بخش ها جدا شده است .
ستون فقرات . کابل اصل? که تمام سگمنت ها به آن متصل م? گردند. معمولا” ستون فقرات یک شبکه دارا? سرعت بمراتب بیشتر? نسبت به هر یک از سگمنت ها? شبکه است . مثلا” ممکن است نرخ انتقال اطلاعات ستون فقرات شبکه ۱۰۰ مگابیت در ثانیه بوده در صورتیکه نرخ انتقال اطلاعات هر سگمنت ۱۰ مگابیت در ثانیه باشد.
توپولوژ? . روش? که هر یک از گره ها به یکدیگر متصل م? گردند را گویند.
کارت شبکه . هر کامپیوتر از طریق یک کارت شبکه به شبکه متصل م? گردد.در اکثر کامپیوترها? شخص? ، کارت فوق از نوع اترنت بوده ( دارا? سرعت ۱۰ و یا ۱۰۰ مگابیت در ثانیه ) و در یک? از اسلات ها? موجود رو? برد اصل? سیستم ، نصب خواهد شد.
آدرس MAC . آدرس فیزیک? هر دستگاه ( کارت شبکه ) در شبکه است. آدرس فوق یک عدد شش بایت? بوده که سه بایت اول آن مشخص کننده سازنده کارت شبکه و سه بایت دوم ، شماره سریال کارت شبکه است .
Unicast . ارسال اطلاعات توسط یک گره با آدرس خاص و دریافت اطلاعات توسط گره دیگر است .
Multicast . یک گره ، اطلاعات? را برا? یک گروه خاص ( با آدرس مشخص ) ارسال م? دارد.دستگاهها? موجود در گروه ، اطلاعات ارسال? را دریافت خواهند کرد.
Broadcast . یک گره اطلاعات? را برا? تمام گره ها? موجود در شبکه ارسال م? نماید.
استفاده از سوئیچ
در اکثر شبکه ها? متداول ، بمنظور اتصال گره ها از هاب استفاده م? شود. همزمان با رشد شبکه ( تعداد کاربران ، تنوع نیازها ، کاربردها? جدید شبکه و …) مشکلات? در شبکه ها? فوق بوجود م? آید :
– Scalability . در یک شبکه مبتن? بر هاب ، پهنا? باند بصورت مشترک توسط کاربران استفاده م? گردد. با توجه به محدود بودن پهنا? باند ، همزمان با توسعه، کارآئ? شبکه بشدت تحت تاثیر قرار خواهد گرفت . برنامه ها? کامپیوتر که امروزه بمنظور اجراء بر رو? محیط شبکه ، طراح? م? گردنند به پهنا? باند مناسب? نیاز خواهند داشت . عدم تامین پهنا? باند مورد نیازبرنامه ها ، تاثیر منف? در
عملکرد آنها را بدنبال خواهد داشت .
-Latency . به مدت زمان? که طول خواهد کشید تا بسته اطلاعات? به مقصد مورد نظر خود برسد ، اطلاق م? گردد. با توجه به اینکه هر گره در شبکه ها? مبتن? بر هاب م? بایست مدت زمان? را در انتظار سپر? کرده ( ممانعت از تصادم اطلاعات ) ، بموازات افزایش تعداد گره ها در شبکه ، مدت زمان فوق افزایش خواهد یافت . در این نوع شبکه ها در صورتیکه یک? از کاربران فایل با ظرفیت بالائ? را برا? کاربر دیگر ارسال نماید ، تمام کاربران دیگر م? بایست در انتظاز آزاد شدن محیط انتقال بمنظور ارسال اطلاعات باشند. بهرحال افزایش مدت زمان? که یک بسته اطلاعات? به مقصد خود برسد ، هرگز مورد نظر کاربران یک شبکه نخواهد بود.
– Network Failure . در شبکه ها? مبتن? بر هاب ، یک? از دستگاهها? متصل شده به هاب قادر به ایجاد مسائل و مشکلات? برا? سایر دستگاهها? موجود در شبکه خواهد بود. عامل بروز اشکال م? تواند عدم تنظیم مناسب سرعت ( مثلا” تنظیم سرعت یک هاب با قابلیت ۱۰ مگابیت در ثانیه به ۱۰۰ مگابیت در ثانیه ) و یا ارسال بیش از حد بسته ها? اطلاعات? از نوع Broadcast ، باشد.
– Collisions . در شبکه ها? مبتن? بر تکنولوژ? اترنت از فرآینده خاص? با نام CSMA/CD بمنظور ارتباط در شبکه استفاده م? گردد. فرآیند فوق نحوه استفاده از محیط انتقال بمنظور ارسال اطلاعات را قانونمند م? نماید. در چنین شبکه هائ? تا زمانیکه بر رو? محیط انتقال ترافیک اطلاعات? باشد ، گره ا? دیگر قادر به ارسال اطلاعات نخواهد بود. در صورتیکه دو گره در یک لحظه اقدام به ارسال اطلاعات نمایند ، یک تصادم اطلاعات? ایجاد و عملا” بسته ها? اطلاعات? ارسال? توسط هر یک از گره ها نیز از بین خواهند رفت . هر یک از گره ها? مربوطه ( تصادم کننده ) م? بایست بمدت زمان کاملا” تصادف? در انتظار باق? مانده و پس از فراهم شدن شرایط ارسال ، اقدام به ارسال اطلاعات مورد نظر خود نمایند.
هاب مسیر ارسال اطلاعات از یک گره به گره دیگر را به حداقل مقدار خود م? رساند ول? عملا” شبکه را به سگمنت ها? گسسته تقسیم نم? نماید. سوئیچ بمنظور تحقق خواسته فوق عرضه شده است . یک? از مهمترین تفاوت ها? موجود بین هاب و سوئیچ ، تفسیر هر یک از پهنا? باند است . تمام دستگاهها? متصل شده به هاب ، پهنا? باند موجود را بین خود به اشتراک م? گذارند.در صورتیکه یک دستگاه متصل شده به سوئیچ ، دارا? تمام پهنا? باند مختص خود است. مثلا” در صورتیکه ده گره به هاب متصل شده باشند ، ( در یک شبکه ده مگابیت درثانیه) هر گره موجود در شبکه بخش? از تمام پهنا? باند موجود ( ده مگابیت در ثانیه ) را اشغال خواهد کرد. ( در صورتیکه سایر گره ها نیز قصد ارتباط را داشته باشند) . در سوئیچ ، هر یک از گره ها قادر به برقرار? ارتباط با سایر گره ها با سرعت ده مگابیت در ثانیه خواهد بود.
در یک شبکه مبتن? بر سوئیچ ، برا? هر گره یک سگمنت اختصاص? ایجاد خواهد شد. سگمنت ها? فوق به یک سوئیچ متصل خواهند شد. در حقیقت سوئیچ امکان حمایت از چندین ( در برخ? حالات صدها ) سگمنت اختصاص? را دارا است . با توجه به اینکه تنها دستگاه ها? موجود در هر سگمنت سوئیچ و گره م? باشند ، سوئیچ قادر به انتخاب اطلاعات ، قبل از رسیدن به سایر گره ها خواهد بود. در ادامه سوئیچ، فریم ها? اطلاعات? را به سگمنت مورد نظر هدایت خواهد کرد. با توجه به اینکه هر سگمنت دارا? صرفا” یک گره م? باشد ، اطلاعات مورد نظر به مقصد مورد نظر ارسال خواهند شد. بدین ترتیب در شبکه ها? مبتن? بر سوئیچ امکان چندین مبادله اطلاعات? بصورت همزمان وجود خواهد داشت .
با استفاده از سوئیچ ، شبکه ها? اترنت بصورت full-duplex خواهند بود. قبل از مطرح شدن سوئیچ ، اترنت بصورت half-duplex بود. در چنین حالت? داده ها در هر لحظه امکان ارسال در یک جهت را دارا م? باشند . در یک شبکه مبتن? بر سوئیچ ، هر گره صرفا” با سوئیچ ارتباط برقرار م? نماید ( گره ها مستقیما” با یکدیگر ارتباط برقرار نم? نمایند) . در چنین حالت? اطلاعات از گره به سوئیچ و از سوئیچ به گره مقصد بصورت همزمان منتقل م? گردند.
در شبکه ها? مبتن? بر سوئیچ امکان استفاده از کابل ها? بهم تابیده و یا فیبر نور? وجود خواهد داشت . هر یک از کابل ها? فوق دارا? کانکتورها? مربوط به خود برا? ارسال و دریافت اطلاعات م? باشند. با استفاده از سوئیچ ، شبکه ا? عار? از تصادم اطلاعات? بوجود خواهد آمد. انتقال دو سویه اطلاعات در شبکه ها? مبتن? بر سوئیچ ، سرعت ارسال و دریافت اطلاعات افزایش م? یابد.
اکثر شبکه ها? مبتن? بر سوئیچ بدلیل قیمت بالا? سوئیچ ، صرفا” از سوئیچ به تنهائ? استفاده نم? نمایند. در این نوع شبکه ها از ترکیب هاب و سوئیچ استفاده م? گردد. مثلا” یک سازمان م? تواند از چندین هاب بمنظور اتصال کامپیوترها? موجود در هر یک از دپارتمانها? خود استفاده و در ادامه با استفاده از یک سوئیچ تمام هاب ها(مربوط به هر یک از دپارتمانها) بیکدیگر متصل م? گردد.
تکنولوژ? سوئیچ ها
سوئیچ ها دارا? پتانسیل ها? لازم بمنظور تغییر روش ارتباط هر یک از گره ها با یکدیگر م? باشند. تفاوت سوئیچ با روتر چیست ؟ سوئیچ ها معمولا” در لایه دوم (Data layer) مدل OSI فعالیت م? نمایند.در لایه فوق امکان استفاده از آدرس ها? MAC ( آدرس ها ? فیزیک? ) وجود دارد. روتر در لایه سوم (Network) مدل OSI فعالیت م? نمایند. در لایه فوق از آدرس ها? IP ر IPX و یا Appeltalk استفاده م? شود. ( آدرس ها ? منطق? ) . الگوریتم استفاده شده توسط سوئیچ بمنظور اتخاذ تصمیم در رابطه با مقصد یک بسته اطلاعات? با الگوریتم استفاده شده توسط روتر ، متفاوت است . یک? از موارد اختلاف الگوریتم ها? سوئیچ و هاب ، نحوه برخورد آنان با Broadcast است . مفهوم بسته ها? اطلاعات? از نوع Broadcast در تمام شبکه ها مشابه م? باشد. در چنین موارد? ، دستگاه? نیاز به ارسال اطلاعات داشته ول? نم? داند که اطلاعات را برا? چه کس? م? بایست ارسال نماید. بدلیل عدم آگاه? و دانش نسبت به هویت دریافت کننده اطلاعات ، دستگاه مورد نظر اقدام به ارسال اطلاعات بصورت broadcast م? نماید. مثلا” هر زمان که کامپیوتر جدید ویا یکدستگاه به شبکه وارد م? شود ، یک بسته اطلاعات? از نوع Broadcast برا? معرف? و حضور خود در شبکه ارسال م? دارد. سایر گره ها قادر به افزودن کامپیوتر مورد نظر در لیست خود و برقرار? ارتباط با آن خواهند بود. بنابراین بسته ها? اطلاعات? از نوع Broadcast در مواردیکه یک دستگاه نیاز به معرف? خود به سایر بخش ها? شبکه را داشته و یا نسبت به هویت دریافت کننده اطلاعات شناخت لازم وجود نداشته باشند ، استفاده م? گردند.
هاب و یا سوئیچ ها قادر به ارسال بسته ا? اطلاعات? از نوع Broadcast برا? سایر سگمنت ها? موجود در حوزه Broadcast م? باشند. روتر عملیات فوق را انجام نم? دهد. در صورتیکه آدرس یکدستگاه مشخص نگردد ، روتر قادر به مسیریاب? بسته اطلاعات? مورد نظر نخواهد بود. ویژگ? فوق در مواردیکه قصد جداساز? شبکه ها از یکدیگر مد نظر باشد ، بسیار ایده آل خواهد بود. ول? زمانیکه هدف مبادله اطلاعات? بین بخش ها? متفاوت یک شبکه باشد ، مطلوب بنظر نم? آید. سوئیچ ها با هدف برخورد با مشکل فوق عرضه شده اند.
سوئیچ ها? LAN بر اساس تکنولوژ? packet-switching فعالیت م? نمایند. سوئیچ یک ارتباط بین دو سگمنت ایجاد م? نماید. بسته ها? اطلاعات? اولیه در یک محل موقت ( بافر) ذخیره م? گردند ، آدرس فیزیک? (MAC) موجود در هدر خوانده شده و در ادامه با لیست? از آدرس ها? موجود در جدول Lookup ( جستجو) مقایسه م? گردد. در شبکه ها? LAN مبتن? بر اترنت ، هر فریم اترنت شامل یک بسته اطلاعات? خاص است . بسته اطلاعات? فوق شامل یک عنوان (هدر) خاص و شامل اطلاعات مربوط به آدرس فرستنده و گیرنده بسته اطلاعات? است .
سوئیچ ها? مبتن? بر بسته ها? اطلاعات? بمنظور مسیریاب? ترافیک موجود در شبکه از سه روش زیر استفاده م? نمایند.
Cut-Through       –        Store-and-forward          – Fragment-free

سوئیچ ها? Cut-through ، بلافاصله پس از تشخیص بسته اطلاعات? توسط سوئیچ ، آدرس MAC خوانده م? شود. پس از ذخیره ساز? شش بایت اطلاعات که شامل آدرس م? باشند ، بلافاصله عملیات ارسال بسته ها? اطلاعات? به گره مقصد آغاز م? گردد. ( همزمان با دریافت سایر بسته ها? اطلاعات? توسط سوئیچ ) . با توجه به عدم وجود کنترل ها? لازم در صورت بروز خطاء در روش فوق ، سوئیچ ها? زیاد? از روش فوق استفاده نم? نمایند.
سوئیچ ها? store-and-forward ، تمام بسته اطلاعات? را در بافر مربوطه ذخیره و عملیات مربوط به بررس? خطاء ( CRC) و سایر مسائل مربوطه را قبل از ارسال اطلاعات انجام خواهند داد. در صورتیکه بسته اطلاعات? دارا? خطاء باشد ، بسته اطلاعات? دور انداخته خواهد شد. .در غیراینصورت ، سوئیچ با استفاده از آدرس MAC ، بسته اطلاعات? را برا? گره مقصد ارسال م? نماید. اغلب سوئیچ ها از ترکیب دو روش گفته شده استفاده م? نمایند. در این نوع سوئیچ ها از روش cut-through استفاده شده و بمحض بروز خطاء از روش store-and-forward استفاده م? نمایند.
یک? دیگر از روش ها? مسیریاب? ترافیک در سوئیچ ها که کمتر استفاده م? گردد ، fragment-free است . روش فوق مشابه cut-through بوده با این تفاوت که قبل از ارسال بسته اطلاعات? ۶۴ بایت آن ذخیره م? گردد.
سوئیچ ها? LAN دارا? مدل ها? متفاوت از نقطه نظر طراح? فیزیک? م? باشند. سه مدل رایج در حال حاضر بشرح زیر م? باشند:
– Shared memory . این نوع از سوئیچ ها تمام بسته ها? اطلاعات? اولیه در بافر مربوط به خود را ذخیره م? نمایند. بافر فوق بصورت مشترک توسط تمام پورت ها? سوئیچ ( اتصالات ورود? و خروج? ) استفاده م? گردد. در ادامه اطلاعات مورد نظر بکمک پورت مربوطه برا? گره مقصد ارسال خواهند شد.
-Matrix . این نوع از سوئیچ ها دارا? یک شبکه( تور) داخل? ماتریس مانند بوده که پورت ها? ورود? و خروج? همدیگر را قطع م? نمایند. زمانیکه یک بسته اطلاعات? بر رو? پورت ورود? تشخیص داده شد ، آدرس MAC آن با جدول lookup مقایسه تا پورت مورد نظر خروج? آن مشخص گردد. در ادامه سوئیچ یک ارتباط را از طریق شبکه و در محل? که پورت ها همدیگر را قطع م? کنند ، برقرار م? گردد.
– Bus Architecture . در این نوع از سوئیچ ها بجا? استفاده از یک شبکه ( تور) ، از یک مسیر انتقال داخل? ( Bus) استفاده و مسیر فوق با استفاده از TDMA توسط تمام پورت ها به اشتراک گذاشته م? شود. سوئیچ ها? فوق برا? هر یک از پورت ها دارا? یک حافظه اختصاص? م? باشند.
Bridging Transparent
اکثر سوئیچ ها? LAN مبتن? بر اترنت از سیستم ? با نام transparent bridging برا? ایجاد جداول آدرس lookup استفاده م? نمایند. تکنولوژ? فوق امکان یادگیر? هر چیز? در رابطه با محل گره ها? موجود در شبکه ، بدون حمایت مدیریت شبکه را فراهم م? نماید. تکنولوژ? فوق دار? پنج بخش متفاوت است :
Aging  – Filtering   –   Flooding –     Learning – Forwarding

نحوه عملکرد تکنولوژ? فوق بشرح زیر است :
– سوئیچ به شبکه اضافه شده و تمام سگمنت ها به پورت ها? سوئیچ متصل خواهند شد.
– گره A بر رو? اولین سگمنت ( سگمنت A) ، اطلاعات? را برا? کامپیوتر دیگر ( گره B) در سگمنت دیگر ( سگمنت C) ارسال م? دارد.
– سوئیچ اولین بسته اطلاعات? را از گره A دریافت م? نماید. آدرس MAC آن خوانده شده و آن را در جدول Lookup سگمنت A ذخیره م? نماید. بدین ترتیب سوئیچ از نحوه یافتن گره A آگاه? پیدا کرده و اگر در آینده گره ا? قصد ارسال اطلاعات برا? گره A را داشته باشد ، سوئیچ در رابطه با آدرس آن مشکل? نخواهد داشت . فرآیند فوق را Learning م? گویند.
– با توجه به اینکه سوئیچ دانش? نسبت به محل گره B ندارد ، یک بسته اطلاعات? را برا? تمام سگمنت ها? موجود در شبکه ( بجز سگمنت A که اخیرا” یک? از گره ها? موجود در آن اقدام به ارسال اطلاعات نموده است . ) فرآیند ارسال یک بسته اطلاعات? توسط سوئیچ ، بمنظور یافتن یک گره خاص برا? تمام سگمنت ها ، Flooding نامیده م? شود.
– گره B بسته اطلاعات? را دریافت و یک بسته اطلاعات? را بعنوان Acknowledgement برا? گره A ارسال خواهد کرد.
– بسته اطلاعات? ارسال? توسط گره B به سوئیچ م? رسد. در این زمان ، سوئیچ قادر به ذخیره کردن آدرس MAC گره B در جدول Lookup سگمنت C م? باشد. با توجه به اینکه سوئیچ از آدرس گره A آگاه? دارد ، بسته اطلاعات? را مستقیما” برا? آن ارسال خواهد کرد. گره A در سگمنت?  متفاوت نسبت به گره B قرار دارد ، بنابراین سوئیج م? بایست بمنظور ارسال بسته اطلاعات? دو سگمنت را به یکدیگر متصل نمائید. فرآیند فوق Forwarding نامیده م? شود.
– در ادامه بسته اطلاعات? بعد? از گره A بمنظور ارسال برا? گره B به سوئیچ م? رسد ، با توجه به اینکه سوئیج از آدرس گره B آگاه? دارد ، بسته اطلاعات? فوق مستقیما” برا? گره B ارسال خواهد شد.
– گره C اطلاعات? را از طریق سوئیچ برا? گره A ارسال م? دارد. سوئیچ آدرس MAC گره C را در جدول Lookup سگمنت A ذخیره م? نماید ، سوئیچ آدرس گره A را دانسته و مشخص م? گردد که دو گره A و C در یک سگمنت قرار دارند. بنابراین نیاز? به ارتباط سگمنت A با سگمنت دیگر بمنظور ارسال اطلاعات گره C نخواهد بود. بدین ترتیب سوئیچ از حرکت بسته ها? اطلاعات? بین گره ها? موجود در یک سگمنت ممانعت م? نماید. فرآیند فوق را Filtering م? گویند.
– Learning و Flooding ادامه یافته و بموازات آن سوئیچ ، آدرس ها? MAC مربوط به گره ها را در جداول Lookup ذخیره م? نماید. اکثر سوئیچ ها دارا? حافظه کاف? بمنظور ذخیره ساز? جداول Lookup م? باشند. بمنظور بهینه ساز? حافظه فوق ، اطلاعات قدیم? تر از جداول فوق حذف تا فرآیند جستجو و یافتن آدرس ها در یک زمان معقول و سریعتر انجام پذیرد. بذین منظور سوئیج ها از روش? با نام aging استفاده م? نمایند. زمانیکه یک Entry برا? یک گره در جدول Lookup اضافه م? گردد ، به آن یک زمان خاص نسبت داده م? شود. هر زمان که بسته ا? اطلاعات? از طریق یک گره دریافت م? گردد ، زمان مورد نظر بهنگام م? گردد. سوئیچ دارا? یک یک تایمر قابل پیکربند? بوده که با عث م? شود، Entry ها? موجود در جدول Lookup که مدت زمان خاص? از آنها استفاده نشده و یا به آنها مراجعه ا? نشده است ، حذف گردند . با حذف Entry ها? غیرضرور? ، حافظه قابل استفاده برا? سایر Entry ها بیشتر م? گردد.
در مثال فوق ، دو گره سگمنت A را به اشتراک گذاشته و سگمنت ها? A و D بصورت مستقل م? باشند. در شبکه ها? ایده آل مبتن? بر سوئیچ ، هر گره دارا? سگمنت اختصاص? مربوط بخود است . بدین ترتیب امکان تصادم حذف و نیاز? به عملیات Filtering نخواهد بود.
روترها و سوئیچینگ لایه سوم
همانگونه که قبلا” اشاره گردید ، اکثر سوئیچ ها در لایه دوم مدل OSI فعالیت م? نمایند (Data Layer) . اخیرا” برخ? از تولیدکنندگان سوییچ، مدل? را عرضه نموده اند که قادر به فعالیت در لایه سوم مدل OSI است . (Network Layer) . این نوع سوئیچ ها دارا? شباهت زیاد? با روتر م? باشند.
زمانیکه روتر یک بسته اطلاعات? را دریافت م? نماید ، در لایه سوم بدنبال آدرس ها? مبداء و مقصد گشته تا مسیر مربوط به بسته اطلاعات? را مشخص نماید. سوئیچ ها? استاندارد از آدرس ها? MAC بمنظور مشخص کردن آدرس مبداء و مقصد استفاده م? نمایند.( از طریق لایه دوم) مهمترین تفاوت بین یک روتر و یک سوئیچ لایه سوم ، استفاده سوئیچ ها? لایه سوم از سخت افزارها? بهینه بمنظور ارسال داده با سرعت مطلوب نظیر سوئیچ ها? لایه دوم است. نحوه تصمیم گیر? آنها در رابطه با مسیریاب? بسته ها? اطلاعات? مشابه روتر است . در یک محیط شبکه ا? LAN ، سوئیچ ها? لایه سوم معمولا” دارا? سرعت? بیشتر از روتر م? باشند. علت این امر استفاده از سخت افزارها? سوئیچینگ در این نوع سوئیچ ها است . اغلب سوئیچ ها? لایه سوم شرکت سیسکو، بمنزله روترهائ? م? باشند که بمراتب از روتر ها سریعتر بوده ( با توجه به استفاده از سخت افزارها? اختصاص? سوئیچینگ ) و دارا? قیمت ارزانتر? نسبت به روتر م? باشند. نحوه Pattern matching و caching در سوئیچ ها? لایه سوم مشابه یک روتر است . در هر دو دستگاه از یک پروتکل روتینگ و جدول روتینگ، بمنظور مشخص نمودن بهترین مسیر استفاده م? گردد. سوئیچ ها? لایه سوم قادر به برنامه ریز? مجدد سخت افزار بصورت پویا و با استفاده از اطلاعات روتینگ لایه سوم م? باشند و همین امر باعث سرعت بالا? پردازش بسته ها? اطلاعات? م? گردد. سوئیچ ها? لایه سوم ، از اطلاعات دریافت شده توسط پروتکل روتینگ بمنظور بهنگام ساز? جداول مربوط به Caching استفاده م? نمایند.
همانگونه که ملاحظه گردید ، در طراح? سوئیچ ها? LAN از تکنولوژ? ها? متفاوت? استفاده م? گردد. نوع سوئیچ استفاده شده ، تاثیر مستقیم بر سرعت و کیفیت یک شبکه را بدنبال خواهد داشت .
فناوری سوییچ نرم افزاری
سوییچ نرم افزاری  چیست ؟چه مزایایی دارد؟ آیا برای کشوری مانند ایران استفاده از سوییچ نرم افزاری مفید است ؟ هزینه فناوری فوق در چه مقیاسی است؟ در این نوشتار کوتاه کوشش بر آن است  پاسخ های مختصری به پرسش های بالا داده شود.
سوییچ نرم افزاری فناوریی است که امکان ارایة خدمات مکالمه، خدمات باند وسیع  و حتی خدمات بدون سیم را بر روی بستر شبکة IP فراهم می کند. با گسترش شبکه های IP، هزینة ارتباطات داده بر مبنای شبکه‌های IP بسیار کاهش یافته است و این مساله و همچنین مساله هم‌گرایی شبکه های داده و شبکه های تلفنی نگاه‌ها را به سمت امکان ارایه خدمات مکالمه بر مبنای شبکه IP معطوف داشته است. این مساله ابتدا در مخابرات راه دور و بین المللی مطرح شد زیرا مقایسه هزینة بالای این نوع مکالمه با روش‌های قبلی امکان ورود راه حل‌های جدید را فراهم می آورد. استفاده از فناوریVOIP هزینة مکالمات بین المللی را ده‌ها برابر کاهش داده است. فناوری VOIP در طول تکوین خود راه حل‌های مختلفی را آزموده است و فناوری سوییچ نرم افزاری    الگوی کاملی از یک سامانه ی کامل VOIP است که تمامی خدمات موجود در شبکه های تلفنی موجود (سوییچ مداری) را فراهم می آورد و امکان ایجاد یک شبکه تلفنی کامل را بر مبنای VOIP  فراهم می‌کند. فناوری سوییچ نرم افزاری بعنوان یک جایگزین برای سوئیچ‌هایTDM   کلاس ۴ و ۵ مطرح است و امکان کنترل مکالمه و ارایة خدمات را بر روی شبکة IP فراهم می آورد. اگر چه این فناوری از اواخر دهة نود مطرح بوده است اما ظهور آن در بازار مخابرات  و سوئیچینگ در یکی دو سال اخیر صورت گرفته است. مهم‌ترین عاملی که ورود فناوری سوییچ نرم افزاری  را به تاخیر انداخته است آنست که این فناوری می بایست از ابتدا تمام شاخصهای فناوری سوییچ بسته ای را که حداقل در طول ۲۵ سال به دست آمده است پشتیبانی می کرد. این مهم در حال حاضر محقق شده است و محصولاتی عرضه شده اند  که شاخص‌های لازم را برآورده می کنند و علاوه بر آن انواع دیگری از خدمات را فراهم می آورند که در سامانه های قبلی ارایه آنها ممکن نبوده است.
از نظر قابلیت اطمینان مقیاس قابلیت اطمینان در سامانه های مخابراتی استاندارد ۹۹٫۹۹۹% خدمات است. یعنی سامانه  تنها در ۰٫۰۰۱% از مواقع به خارج از حالت ارائه ی خدمات می رود. دستیابی  به این استاندارد در سوئیچ های معمولی چندان کار مشکلی نیست. در حال حاضر بسیاری از محصولات سوییچ نرم افزاری  نیز این شاخص را برآورده می کنند.
از نظر کیفیت خدمات نیز توسعة وسیع فناوری IP امکان ارایة‌کیفیت خدمات (QOS)  را در حد سوئیچ های کلاس ۴و۵ فراهم آورده است. از نظر سیگنال دهی نیز فناوری سوییچ نرم افزاری  با پشتیبانی پروتکل های متعدد برای اتصال با شبکه تلفنی PSTN مانند پشتیبانی کامل سیگنال دهی SS7 در لایه های  مختلف  سازگاری کامل با شبکة تلفنی PSTN را فراهم آورده است. از نظر قابلیت توسعه نیز این یکی از مزایای شبکة‌سوییچ نرم افزاری  نسبت به شبکة‌ سوییچ مداری  است و این فناوری به دلیل مستقل بودن مسیر ترافیک داده و صدا از ترافیک سیگنال دهی  و  بدلیل  ساختار  قابل توسعه و  انعطاف پذیر یشبکة IP  بسیار قابل  توسعه است. نکتة قابل توجه در شبکة سوییچ نرم افزاری ایجاد بستر مناسب و انعطاف پذیر برای ارایة انواع خدمات مختلف است لذا شبکة سوییچ نرم افزاری علاوه بر پشتیبانی خدمات سنتی شبکة هوشمند (IN) امکان انواع خدمات جدید را فراهم می آورد. یکی دیگر از مزایای فناوری سوییچ نرم افزاری  آنست که نسبت به فناوری سنتی سوییچ مداری در مرحله نگهداری و حتی در بعضی موارد در مرحله ایجاد ارزان‌تر است. فناوری سوییچ نرم افزاری  در حال حاضر به یک فناوری بالغ تبدیل شده است و به سرعت در حال رشد و تکوین است. شکل ۱ نمودار کلی یک شبکه بر مبنای فناوری سوییچ نرم افزاری را نمایش می دهد.
ساختار شبکه سوییچ نرم افزاری
شبکه سوییچ نرم افزاری    مانند شبکة PSTN شامل اجزای اصلی شبکة دسترسی (Access) ، سوئیچ و شبکة ارتباطی است.

۱- شبکه دسترسی
– شبکة دسترسی در حقیقت نقطة اتصال کاربران در شبکه است و وسیع ترین و پر هزینه ترین بخش شبکه را در بر می گیرد. این بخش امکان تبدیل فرمت داده (صوت، دورنگار یا داده) و پروتکل های لازم برای اتصال به شبکه را فراهم می آورد. این بخش در شبکة سوییچ نرم افزاری  ، درواره‌ی رسانه(MG) نامیده می شود.
معمولا MG بصورت Master/Slave از طریق قسمت دیگری از شبکه به نام کنترل درواره ی رسانه (MGC) کنترل می شود. انواع مختلف MG مثل درواره‌ی رسانه دسترسی (AMG) و درواره‌ی رسانه ترانک (TMG) وجود دارد. AMG برای ارتباط مستقیم با مشترک استفاده شده و معمولا دارای ظرفیتی بین ۱۶۰ تا بیش از ۲۰۰۰ پورت تلفنی است. TMG برای کاربردهای با ظرفیت بالاتر و یا اتصال به شبکه PSTN  بکار می رود.
۲- بخش سوئیچینگ
بخش سوئیچینگ در حقیقت بخشی است که واژة سوییچ نرم افزاری به آن اطلاق می شود و تمامی یا بخش عمده ای از هوشمندی شبکه را تشکیل می دهد. سوییچ نرم افزاری  عمل کنترل مکالمه را چه بصورت نقطه به نقطه از طریق پروتکل هایی مثل SIP و H.323 و یا از طریق MG فراهم می آورد. بخش سوئیچینگ معمولاعناصر MGCP ، درواره‌ی سیگنال دهی  (SG) ، سرویس دهنده ی رسانه (MS) و سرویس دهنده ی کاربرد (AS) را در بر     می گیرد.
MGCP در حقیقت بخش اصلی سامانه  است که کنترل مکالمه و خدمات را انجام می دهد.. SG المانی از شبکه است که امکان اتصال شبکه سوییچ نرم افزاری را با شبکة SS7 و شبکة IN را فراهم می آورد.
سرویس دهنده ی کاربرد وظیفة ارایة انواع خدمات را مانند خدمات  شبکه IN فراهم    می آورد. سرویس دهنده ی رسانه وظیفة پخش و ضبط صدا و پیغام و پخشبوق   و جمع آوری DTMF را  برای ارتباط با کاربر دارد.
۳- شبکه ارتباطی
شبکه ارتباطی در فناوری سوییچ نرم افزاری یک شبکة IP است اما برای ایجاد کیفیت خدمات مناسب پروتکلهای مختلفی بکار گرفته می شود. مهمترین پروتکل هایی که به عنوان مبنای دیگر پروتکل ها بکار گرفته می شود پروتکل RTP است. RTP یک پروتکل بر مبنای UDP است که عدم از دست رفتن بسته های داده و ترتیب دریافت انهارا تضمین می کند.
. مدیریت یک شبکة سوییچ نرم افزاری  از طریق المانی بنام سامانه ی مدیریت شبکه (NMS)  انجام می شود. NMS امکان شکل دهی و پایشگری عناصر شبکه را از طریق شبکه IP فراهم می آورد.
. بطور کلی فناوری سوییچ نرم افزاری با امکان ارایه انواع خدماتهای متنوع رفته رفته جایگاه خود را به عنوان نسل بعدی شبکه های تلفنی و داده بدست می آورد و بنظر می رسد در هر حال دیر یا زود حرکت به سمت فناوری سوییچ نرم افزاری  گزیرناپذیر است.
درمورد دو سئوال آخر یعنی سطح هزینه فناوری سوییچ نرم افزاری  و مناسب بودن یا نبودن آن برای استفاده در ایران باید گفت که این دو مورد مستقل از یکدیگر نیستند و در واقع چون سوییچ نرم افزاری ماهیت نرم افزاری دارد و باید بتواند با سخت افزارهای استاندارد ساخته شده توسط تولیدکنندگان  مختلف کار نماید ، از نظرسطح فناوری ساخت برای کشورهایی مثل ایران بسیار مناسب است . از طرف دیگر با فراوان شدن و ارزان شدن فیبرهای نوری امکان ارتباط نوری در شهرها و شهرک ها یتازه تاسیس و یا روستاهایی که تا کنون امکانات مخابراتی نداشته اند، سهل و آسان گردیده است . لذا به نظر می رسد کشور هایی مثل ایران گزینه مناسبی باشند تا با شروع ازنواحی مذکور ، خدمات تلفنی را به صورت VOIP ارائه داد.این طرح علاوه بر فراهم کردن ارتباطات تلفنی امکان استفاده از شبکه جهانی اینترنت و همینطور کانالهای تلویزیونی کابلی را برای آن ناحیه فراهم می کند .در ایران شرکت هایی در حد تحقیقات وساخت نمونه اولیه بر روی فناوریسوییچ نرم  افزاری  کار می کنند.آنچه مهم است همکاری و رقابت سازنده این شرکتها در این زمینه می باشد . به علاوه لازم است بهره بردارهای مختلف به خصوص بهره بردارهای خصوصی ارائه دهنده خدمات تلفنی و شرکتهای سازنده فناوریهای تلفنی در این زمینه همکاری تنگاتنگی داشته باشندو در بکارگیری نمونه های این گونه محصول در شبکه های خود پیشقدم باشند.

یک نظر بگذارید

دسته‌ها

اين سايت را حمايت مي کنم