در حال بارگذاری...
شناخت سوییچ و فرآیند سوییچینگ؛ یادگیری آدرس MAC، جدول مک، دامنه برخورد و دامنه پخش و مقایسه سوییچ با هاب.
اهداف این درس
سوییچ قلب تپنده هر شبکه محلی است؛ دستگاهی که همه کابل‌های اترنت به آن ختم می‌شوند و فریم‌ها را بین دستگاه‌ها جابه‌جا می‌کند. درک سوییچینگ یعنی درک نحوه حرکت داده درون یک LAN.
دستگاه لایه ۲ که چند دستگاه شبکه را به هم متصل می‌کند و فریم را بر اساس آدرس MAC مقصد به پورت درست ارسال می‌کند؛ با دامنه برخورد مجزا در هر پورت، برخورد را حذف می‌کند.
برای درک ارزش سوییچ، ابتدا هاب را بشناسید. هاب فقط یک تکرارکننده است: سیگنال ورودی را به همه پورت‌ها پخش می‌کند. نتیجه این است که همه دستگاه‌ها در یک دامنه برخورد مشترک‌اند و هر ارسالی برای همه است.
مقایسه هاب و سوییچ
| ویژگی | هاب | سوییچ |
|---|---|---|
| لایه کار | ۱ (فیزیکی) | ۲ (پیوند داده) |
| مبنای تصمیم | ندارد؛ پخش به همه | آدرس MAC مقصد |
| دامنه برخورد | یک دامنه مشترک | مجزا در هر پورت |
| دوبلکس | Half-Duplex | Full-Duplex |
| کاربرد مدرن | تقریباً منسوخ | استاندارد LAN |
سوییچ با یک جدول MAC شروع می‌کند که در ابتدا خالی است. سپس با هر فریم، آدرس مبدأ را یاد می‌گیرد و جدول را می‌سازد. چهار عمل اصلی سوییچ این‌هاست:
مجموعه دستگاه‌هایی که در ارسال هم‌زمان با یکدیگر رقابت می‌کنند؛ هر پورت سوییچ یک دامنه برخورد جدا دارد.
مجموعه دستگاه‌هایی که پخش (Broadcast) را دریافت می‌کنند؛ همه پورت‌های یک سوییچ در یک دامنه پخش‌اند و روتر مرز آن است.
| دستگاه | تقسیم دامنه برخورد | تقسیم دامنه پخش |
|---|---|---|
| هاب | خیر | خیر |
| سوییچ | بله | خیر |
| روتر | بله | بله |
نکته آزمون
سوالات مرتباً می‌پرسند کدام دستگاه کدام دامنه را تقسیم می‌کند؛ جواب را این‌گونه حفظ کنید: هاب هیچ‌کدام، سوییچ فقط برخورد، روتر هر دو.
مثال واقعی
در یک دفتر ۲۰ نفره، سوییچ ۲۴ پورت همه کامپیوترها را با Full-Duplex گیگابیتی به هم وصل می‌کند؛ چاپگر هم به یک پورت سوییچ متصل است و همه می‌توانند هم‌زمان از آن استفاده کنند.
اشتباه رایج
برخی تصور می‌کنند سوییچ آدرس IP دارد و بین شبکه‌ها مسیریابی می‌کند؛ سوییچ لایه ۲ چنین کاری نمی‌کند مگر اینکه «سوییچ لایه ۳» باشد که به‌طور جداگانه بررسی می‌شود.
جمع‌بندی
سوییچ با یادگیری آدرس MAC و دامنه برخورد مجزا در هر پورت، شبکه‌ای پرسرعت و بدون برخورد می‌سازد؛ برای جداسازی دامنه پخش، بعداً به روتر یا VLAN نیاز پیدا می‌کنید.
هاب سیگنال را به همه پورت‌ها تکرار می‌کند؛ سوییچ فقط به پورت مقصد می‌فرستد.
جدول MAC با یادگیری آدرس مبدأ و پیری (Aging) آدرس‌ها ساخته و به‌روز می‌شود.
سوییچ لایه ۲ از آدرس IP و جدول مسیریابی استفاده نمی‌کند.
سوییچ تصمیم به ارسال فریم را بر اساس چه چیزی می‌گیرد؟
سوییچ و هاب چه فرقی با هم دارند؟
هاب در لایه ۱ سیگنال را به همه پورت‌ها تکرار می‌کند و همه در یک دامنه برخوردند؛ سوییچ در لایه ۲ با جدول MAC، فریم را فقط به پورت مقصد می‌فرستد و به هر پورت دامنه برخورد جدا می‌دهد.
سوییچ آدرس MAC را چگونه یاد می‌گیرد؟
از آدرس مبدأ هر فریم ورودی، پورت را یادداشت می‌کند و به جدول اضافه می‌کند؛ اگر مقصد در جدول نباشد فریم را Flood می‌کند تا پاسخ بیاید و آدرس یاد گرفته شود.
پیری (Aging) جدول MAC چیست و چرا مهم است؟
آدرس‌هایی که در مدت مشخصی به‌روزرسانی نشوند، از جدول حذف می‌شوند. این کار از پر شدن جدول با آدرس‌های قدیمی جلوگیری می‌کند و امکان یادگیری آدرس‌های جدید را فراهم می‌سازد.