توضیح ساده اترنت سوئیچ

در همۀ شرکت‌ها که شبکۀ کامپیوتری دارند اترنت سوئیچ وجود دارد اما کمتر کسی به آن توجه می‌کند علی‌رغم اینکه وظیفۀ بسیار مهمی دارد. ولی کار این سوئیچ چیست؟ در این نوشتار به وظیفۀ این سوئیچ و انواع آن اشاره می‌شود.
یک اترنت سوئیچ یا به زبان فنی سوئیچ شبکه چیست؟
یک سوئیچ شبکه در لایه دوم هرم هفت لایه OSI کار می‌کند و وظیفۀ آن ایجاد ارتباط بین تجهیزات شبکۀ متصل به آن و انتقال اطلاعات است. این سوئیچ دارای درگاه‌های متعدد بر اساس مدل خود برای اتصال کابل‌های مسی شبکه یا فیبرنوری است. معمولاً درگاه مورد استفاده برای کابل مسی شبکه بر اساس استاندارد RJ-45 بوده ولی برای فیبر نوری درگاه‌های مختلفی بر اساس نوع کابل فیبر نوری موجود هست. تعداد درگاه‌ها چهار، هشت، شانزده و تا نودوشش عدد هم می‌تواند باشد. در حقیقت می‌توان سوئیچ را مانند یک دفتر پست در نظر گرفت که نامه‌های وارده (اطلاعات) را به اداره مرکزی (سرور) یا مستقیماً به دست گیرنده بدون واسطه ارسال می‌کند. این قابلیت باعث ایجاد یک ارتباط مطمئن و پایدار بین تجهیزات شبکۀ متصل به سوئیچ می‌شود.
نحوۀ کار و هدف استفاده از یک سوئیچ شبکه
همان‌طور ذکر گردید وظیفۀ یک سوئیچ ایجاد ارتباط فیزیکی بین اجزای دخیل در شبکه و ارسال داده‌ها است. ارتباط بدون سیم معمولا از نظر تعداد تجهیزات متصل به شبکه محدودیت داشته و پایداری و اطمینان ارتباط کابلی را ندارند. البته اترنت سوئیچ‌هایی وجود دارند که لایۀ سوم هرم OSI را نیز پشتیبانی می‌کنند که بدان اشاره خواهد شد. با استفاده از این نوع اخیرسوئیچ می‌توان شبکه‌های مختلف را به همدیگر متصل و در کل یک شبکه کامپیوتری وسیع را تشکیل داد.
سوئیچ‌ها به معمولاً به دوشکل مختلف عرضه می‌شوند. نوع اداری آن به صورت کشویی و قابل نصب در تابلوهای استاندارد نوزده اینچ IT بوده و تعداد درگاه‌های آن‌ها زیاد و از جلو یا پشت یا هردو قابل اتصال به کابل شبکه هستند. نوع صنعتی آن به صورت Stand-alone‌ بوده و درگاه کمتری دارند و بر روی DIN Rail و داخل تابلوهای صنعتی کنترل قابل نصب می‌باشند. هم‌‌چنین از نظر تحمل شرایط محیطی با استانداردهای صنعتی ساخته می‌شوند. ولی کارکرد هر دو مدل یکسان بوده و فرقی باهم‌دیگر ندارند.
در سوئیچ هایی که بر اساس لایه دوم OSI کار می‌کنند اطلاعات به چندین بسته (Frame) تقسیم و به سوئیچ ارسال می‌شوند. سوئیچ از طریق MAC-Address که همواره همراه بسته‌های اطلاعاتی است فرستنده و گیرندهٔ اطلاعات را شناسایی می‌کند. در داخل سوئیچ لیستی وجود دارد که نشان می‌دهد هر درگاه به چه MAC-address متصل است و این لیست مرتب به‌روز رسانی می‌شود تا در صورت جابجایی درگاه متصل به یک تجهیز از آدرس جدید آن اطلاع داشته باشد. از این طریق یک سوئیچ می‌تواند اطلاعات درست را به تجهیز مورد نظر ارسال دارد.
انواع سوئیچ در یک شبکه
به‌طور کلی سه نوع سوئیچ از نظر نرم‌افزاری وجود دارد:
۱-Unmanaged Switch : بر اساس لایه دوم OSI‌ کار می‌کنند و اطلاعاتی که به صورت بسته ارسال می‌شوند پردازش می‌کنند. این نوع سوئیچ تنها وظیفهٔ ارتباط دادن تجهیزات متصل به آن به هم‌دیگر را دارد.
۲-Managed Switch : این نوع سوئیچ IP-Address اختصاصی و ثابت خود را دارد. از طریق این آدرس می‌ةوان از طریق مرورگرهای مرسوم مانند کروم یا فایرفاکس به تنظیمات داخلی سوئیچ دسترسی داشت. این سوئیچ لایه سوم هرم OSI‌ را نیز ‍پشتیبانی کرده و امکان نظارت و کنترل ترافیک تبادل داده‌ها در درگاه‌ها و شبکه را به کاربر می‌دهد.
۳-Smart Switch : این نوع سوئیچ ساده شدهٔ نوع دوم است که از نظز قیمت مناسب‌تر است ولی قابلیت‌های کمتری نسبت به نوع دوم دارد.
فرق بین روتر(Router) و سوئیچ چیست؟
توسط روتر می‌توان IP-Address های دنیای خارج را به شبکه داخلی خود (LAN) متصل نمود.‌ در حقیقت یک روتر پل واسط بین WAN و LAN است. مثال عینی آن همان ارتباط رایانه‌های شخصی با دنیای اینترنت است. در مودم‌های مورد استفاده در منازل یا شرکت‌ها قابلیت روتر وجود دارد به همین دلیل امکان ارتباط با دنیای مجازی مهیا می‌شود. روتر لایهٔ سوم هرم OSI را پ‍شتیبانی می‌کند. در این تجهیز یک درگاه برای ارتباط با WAN وجود دارد که می‌تواند کابل شبکه، درگاه فیبر نوری، سیم تلفن یا درگاه بدون سیم (Wireless) باشد. هم‌چنین یک دستگاه روتر معمولاً چند عدد درگاه اترنت LAN(RJ-45) برای ارتباط تجهیزات به خود را نیز دارد. بنابراین در صورتی که نیاز به ارتباط با اینترنت ضروری باشد حتماً باید از روتر استفاده کرد. در صورتی که تعداد درگاه‌های اترنت برای LAN در یک روتر کم باشد باید از یک سوئیچ که به روتر متصل می‌شود استفاده کرد یا اگر روتر قابلیت Wireless داشته باشد از آن برای اتصال سایر دستگاه‌ها مانند تلفن موبایل، لپ تاپ و … استفاده نمود.
آیا می‌توان از یک روتر به‌جای سوئیچ استفاده کرد؟
یک Managed Switch چون لایهٔ سوم OSI را پشتیبانی می‌کند می تواند کار روتر را نیز انجام دهد ولی محدودیت‌های زیادی نسبت به روتر دارد و به این علت و اینکه امنیت کمتری را ارائه می‌دهد، چندان مناسب نیست. روتر به دلیل داشتن قابلیت‌های بالاتر مانند NAT ، Firewall، port forwarding گزینهٔ مناسب‌تری است و کار یک سوئیچ معمولی را هم انجام می‌دهد.
محصولات سوئیچ شرکت فونیکس کنتاکت (Phoenix Contact)
شرکت آلمانی Phoenix Contact از سال‌ها قبل محصولات متنوعی در زمینهٔ شبکه‌های صنعتی و انواع سوئیچ‌ها با استاندارد صنعتی به بازار عرضه نموده است که در سال‌های اخیر بیشترین تنوع و نوآوری محصولات اتوماسیون صنعتی آن در این شاخه بوده است. محصولات شبکهٔ این شرکت با کلمهٔ FL Switch‌ آغاز شده که پس از آن یک عدد و حروف شناسایی معرف نوع محصول می‌باشند. تعداد درگاه‌های عرضه شده برای هر مدل متنوع بوده که می توان از کاتالوگ محصولات شمارهٔ سفارش مناسب را استخراج نمود. تمامی محصولات ارائه‌شده (به غیر از سری 1800/1900) به دلیل ماهیت صنعتی آن قابل نصب بر روی DIN Rail هستند. در توضیحات زیر به انواع سوئیچ‌های عرضه‌شده از طرف این شرکت اشاره می‌شود:
⦁ سوئیچ های Unmanaged
⦁ سری 1000N با سرعت اترنت 10/100 MBit/s ، درگاه RJ-45 و در برخی مدل درگاه فیبر نوری؛
⦁ سری 1100N با سرعت اترنت 10/100/1000 Mbit/s ، درگاه RJ-45 و در برخی مدل درگاه فیبر نوری، پشتیبانی از شبکه‌های صنعتی EtherNet/IP و BACnet؛
⦁ سری 1000 PoE با سرعت اترنت 10/100/1000 Mbit/s ، درگاه RJ-45 و قابلیت انتقال برق تغذیه در درگاه؛
⦁ سری 1000 NT با سرعت اترنت 10/100/1000 Mbit/s برای شرایط محیطی سخت در صنایع نفت، گاز و کشتی‌سازی ، درگاه RJ-45 و در برخی مدل درگاه فیبر نوری، پشتیبانی از شبکه‌های صنعتی EtherNet/IP و BACnet؛
⦁ سری 1600 و 1700 با سرعت اترنت 10/100/1000 Mbit/s برای نصب مستقیم در محیط کارخانه (بدون تابلو) و نزدیک ماشین ‌آلات با درجهٔ IP65/66/67 و نوع درگاه M12 مقاوم در مقابل فشارهای مکانیکی و گرد و غبار، پشتیبانی از شبکه‌های صنعتی PROFINET، EtherNet/IP و BACnet؛
⦁ سری 1800/1900 برای نصب در تابلوهای ۱۹ اینچ IT و به صورت کشویی و با سرعت اترنت 10/100/1000 Mbit/s و درگاه RJ-45.

⦁ سوئیچ‌های Managed
⦁ سری 2000 برای کاربردهای عمومی با سرعت اترنت 10/100/1000 Mbit/s ، درگاه RJ-45؛
⦁ سری 2200، 2300، 2400 و 2500 با سرعت اترنت 10/100/1000 Mbit/s ، درگاه RJ-45 و در برخی مدل درگاه فیبر نوری، مناسب برای صنایع فرایندی و دریانوردی (دارای استانداردهای مخصوص این شاخه از صنعت) ، پشتیبانی از شبکه‌های صنعتی PROFINET به صورت پیش‌فرض؛
⦁ سری 2008 F با قابلیت‌های سری 2000 ولی با عمق کم برای نصب در تابلوهای کوچک؛
⦁ سری 2600 و 2700 با سرعت اترنت 10/100/1000 Mbit/s برای نصب مستقیم در محیط کارخانه (بدون تابلو) و نزدیک ماشین ‌آلات با درجهٔ IP65/66/67 و نوع درگاه M12 مقاوم در مقابل فشارهای مکانیکی و گرد و غبار، پشتیبانی از شبکه‌های صنعتی PROFINET به صورت پیش‌فرض؛
⦁ سری 3000، 4000 و 4800 با سرعت اترنت 10/100/1000 Mbit/s ، درگاه RJ-45 و در برخی مدل درگاه فیبر نوری با قابلیت افزونگی (Redundancy)‌ درگاه‌ها با زمان سوئیچ کمتر از 15 ms؛
⦁ سری TSN 2300‌ برای استفاده در شبکهٔ اترنت TSN با سرعت اترنت 10/100/1000 Mbit/s ، درگاه RJ-45؛
⦁ سری IRT برای شبکهٔ Profinet و کاربردهای بلادرنگ (real time) با سرعت اترنت 10/100 MBit/s ، درگاه RJ-45 و در برخی مدل درگاه فیبر نوری و امکان داشتن توپولوژی حلقه‌ای برای افزونگی.

⦁ روتر (Router)
⦁ سری NAT 2000 با سرعت اترنت 10/100/1000 Mbit/s ، درگاه RJ-45 و در برخی مدل درگاه فیبر نوری با قابلیت NAT و Routing مناسب برای استفاده در LAN و WAN؛
⦁ سری GHS ، مدولار، با سرعت اترنت 10/100/1000 Mbit/s، دارای انواع مدول برای RJ-45 و فیبر نوری، قابلیت Routing , NAT ، پشتیبانی از انواع شبکه‌های صنعتی مانند Pofinet RT یا EtherNet/IP ، مناسب برای استفاده در ساختار Backbone یک شبکه.
البته مدل‌های ذکر شده بخش عمده ولی نه تمامی سوئیچ‌های عرضه شده از این شرکت را پوشش می‌دهند ودیگر انواع خاص برای کاربردهای متنوع در صنعت را می‌توان در کاتالوگ محصولات مشاهده نمود.