شبکه‌های رایانه‌ای، نقطه اتصال بین دنیای مدرن فناوری اطلاعات و ارتباطات و واقعیت‌های مجازی هستند. این شبکه‌ها به عنوان ستاره‌هایی روشن در کاربردهای متعدد از انتقال داده تا ارتباطات صوتی و تصویری، از اهمیت بسیاری برخوردارند. یکی از تکنولوژی‌های بنیادی در این شبکه‌ها، سوئیچینگ است.
سوئیچهای شبکه به عنوان دستگاه‌هایی با قدرت تبدیل داده‌ها و اطلاعات در شبکه‌ها شناخته می‌شوند. آن‌ها نقش پل ارتباطی میان دستگاه‌های مختلف در یک شبکه را بازی می‌کنند و توانایی ایجاد ارتباطات سریع و کارآمد بین دستگاه‌ها را دارند. با پیشرفت فناوری شبکه در طی سالیان متمادی، دو نوع اصلی از سوئیچها به وجود آمده‌اند: سوئیچهای لایه ۲ و سوئیچهای لایه۳٫
ما قصد داریم تفاوت‌ها و ویژگی‌های منحصر به فرد این دو نوع سوئیچ را بررسی کرده و به تحلیل جزئیات عملکرد آن‌ها در شبکه‌های سیسکو بپردازیم. تفهیم این تفاوت‌ها به مدیران شبکه و افرادی که به طراحی و مدیریت شبکه‌ها مشغول هستند، امکان می‌دهد تا تصمیمات بهتری برای انتخاب و استفاده از سوئیچهای مناسب برای نیازهای خود بگیرند. در ادامه، به بررسی عمیق‌تر سوئیچهای لایه ۲ و لایه ۳ سیسکو خواهیم پرداخت.
سوئیچ لایه ۲
سوئیچ لایه ۲، یکی از اجزای اساسی در شبکه‌هاست که وظیفه‌ی اصلی آن ایجاد ارتباط و اتصال بین دستگاه‌ها را بر عهده دارد. این دستگاه به شکل یک میانجی عمل می‌کند و با استفاده از آدرس‌های مک (MAC Address) دستگاه‌ها، بسته‌های داده را از پورت مبدا به پورت مقصد منتقل می‌کند.
سوئیچ لایه ۲ با دقت به آدرس‌های مک دستگاه‌ها توجه می‌کند و هر دستگاه در شبکه دارای یک مک آدرس منحصر به فرد است. این اطلاعات به سوئیچ امکان می‌دهد تا دستگاه‌ها را از یکدیگر تشخیص داده و ترافیک را به درستی هدایت کند. از این رو، این دستگاه از تکنیک‌های سخت‌افزاری سوئیچینگ برای مدیریت ترافیک در شبکه‌های محلی بهره می‌برد و امکان ایجاد شبکه‌های مجازی را فراهم می‌کند.
سوئیچ لایه ۲ به عنوان یک پل عمل می‌کند که دستگاه‌ها را به هم متصل می‌کند و در مدلهای مختلفی در دسترس است. هر کدام از این مدل‌ها ویژگی‌ها و مشخصات خاص خود را دارند و بر اساس نیازهای شبکه‌ی مورد استفاده انتخاب می‌شوند. سوئیچ لایه ۲، با انعطاف پذیری و توانایی مدیریت ترافیک در شبکه‌ها، به بهبود عملکرد و کارآیی شبکه‌های محلی کمک می‌کند.
از معروفترین برندهای سوئیچهای لایه ی دو،سوئیچ های برند سیسکو است که مدلهای زیادی سوییچ لایه ۲ دارد. از جمله ی این سوئیچها میتوان به سوئیچ های سری ۲۹۶۰ اشاره کرد.
سوئیچ لایه ۳
تجهیزات شبکه در لایه‌ی سوم علاوه بر اینکه توانایی‌های لایه‌ی دوم را دارا می‌باشند، با استفاده از آدرس‌دهی IP درون یک دستگاه سخت‌افزاری، بسته‌های داده را به مسیریابی می‌کنند. قابلیت‌های هوشمندانه دیگری که معمولاً در تجهیزات شبکه لایه‌ی سوم وجود دارد، شامل تقسیم منطقی یک شبکه به دو یا بیشتر از دو LAN مجازی است. یکی از کاربردهای دیگر تجهیزات شبکه لایه‌ی سوم، اولویت‌بندی ترافیک برای تضمین کیفیت خدمات (QoS) میباشد. این تجهیزات شبکه به دلیل توانایی‌های بالایی که دارند، برای سازمان‌ها و شرکت‌های بزرگ مناسب هستند.
به عبارت دیگر، یک تجهیز شبکه لایه‌ی سوم چیزی بیشتر از یک روتر با سرعت بالا و بدون اتصال به WAN نمی‌باشد. به عنوان یک نمونه از تجهیزات شبکه لایه‌ی سوم، میتوان به مدل تجهیز شبکه SAE-ISW12000-QTGSM اشاره کرد. این مدل تجهیز شبکه، دارای قدرت مدیریتی بسیار بالا و مجهز به آخرین تکنولوژی‌های موجود است که امکان برقراری ارتباط بین آپلینک‌های فیبری و پورت‌های سرور، و همچنین تجهیزات دیگر فیبر نوری را فراهم می‌سازد. از جمله سوئیچ های لایه ۳ میتوان به سوئیچ های سری ۳۵۶۰، ۳۶۵۰، ۳۷۵۰، ۳۸۵۰ و… برند سیسکو اشاره نمود.
تفاوت‌های بین سوئیچهای لایه ۲ و لایه ۳
یکی از تفاوت‌های اساسی میان سوئیچهای لایه ۲ و لایه ۳ در شبکه‌های کامپیوتری، مرتبط با مسیریابی داده‌ها است.
- مسیریابی لایه ۲ و ۳ در سوئیچینگ:
سوئیچهای لایه ۲ و لایه ۳ در سوئیچینگ تفاوت‌های مهمی دارند. سوئیچ لایه ۳ یک دستگاه سخت‌افزاری تخصصی است که برای مسیریابی بسته‌های داده از آدرس‌های IP استفاده می‌کند. این به این معناست که بسته‌ها بر اساس آدرس IP در شبکه مسیریابی می‌شوند. از سوی دیگر، سوئیچ لایه ۲ در مدل OSI عمل می‌کند و بسته‌های داده را بر اساس آدرس‌های MAC به درگاه مقصد هدایت می‌کند. به عبارت دیگر، سوئیچ لایه ۲ تنها در داخل یک شبکه محلی (LAN) عمل می‌کند و نمی‌تواند بسته‌ها را بین شبکه‌های مختلف مسیریابی کند. به همین دلیل سوئیچ لایه ۳ به عنوان یک دستگاه مسیریابی تخصصی شناخته می‌شود، در حالی که سوئیچ لایه ۲ (مانند سوییچهای سری ۲۹۶۰ سیسکو) وظایف مسیریابی را انجام نمی‌دهد و تنها برای ایجاد اتصالات داخلی در یک LAN مناسب است.
- عملکرد سوئیچها:
در مبحث شبکه‌های کامپیوتری، عملکرد سوئیچهای لایه ۲ و ۳ از جمله مهم‌ترین اختلافاتی است که بر تفاوت‌های اساسی بین این دو نوع سوئیچ تأثیر می‌گذارد. سوئیچ لایه ۲ به گونه‌ای ساختار یافته است که قادر به انتقال بسته‌ها از یک نقطه به نقطه دیگر در یک شبکه محلی (LAN) میباشد. در حالی که در سوئیچ لایه ۳، امکان تعویض کردن بسته‌ها (سوئیچینگ) و همچنین مسیریابی آن‌ها وجود دارد.
بنابراین، اصلیترین تفاوت میان این دو نوع سوئیچ در توانایی مسیریابی و ایجاد اتصالات در شبکه واقع شده است. سوئیچ لایه ۲ تنها توانایی ایجاد اتصالات در محدوده یک LAN را دارا میباشد و نمی‌تواند بسته‌ها را به صورت مسیریابی به شبکه‌های دیگر هدایت نماید. به عبارت دیگر، تنها برای ایجاد ارتباطات درون یک شبکه کاربرد دارد.
در مقابل، سوئیچ لایه ۳ می‌تواند با راحتی ارتباطات خود را به دیگر شبکه‌ها گسترش دهد و برای این کار از توانایی مسیریابی بین این شبکه‌ها بهره‌مند است. این ویژگی به شبکه‌ها امکان ایجاد اتصالات پیچیده‌تر و گسترده‌تر را می‌دهد و در شبکه‌های متنوع و پیچیده کاربرد دارد.
- مک آدرس در برابر آدرس IP:
در سوئیچهای لایه ۲، هدف اصلی استفاده از آدرس‌های MAC (Media Access Control) است. این دستگاه‌ها برای هدایت بسته‌های داده از پورت منبع به پورت مقصد از آدرس MAC دستگاه‌ها استفاده می‌کنند. جدول آدرس MAC را نگه‌داری می‌کنند تا بتوانند بسته‌ها را به درستی هدایت کنند.
در مقابل، سوئیچهای لایه ۳ از آدرس‌های IP برای ایجاد اتصالات بین شبکه‌های مختلف استفاده می‌کنند. آن‌ها به پروتکل‌های مسیریابی خاصی مثل OSPF یا RIP روی شبکه‌های مختلف اعتماد می‌کنند تا بسته‌ها را به مقصد مورد نظر هدایت کنند. از آنجا که در سوئیچهای لایه ۳ نیاز به مسیریابی بین شبکه‌های مختلف وجود دارد، آدرس‌های IP برای این کار حیاتی هستند.
- برنامه های کاربردی سوئیچ در لایه ۲ و لایه ۳:
در شبکه‌های کامپیوتری، سوئیچها در لایه‌های ۲ و ۳ از مدل OSI وظایف و کاربردهای مختلفی دارند.
سوئیچینگ لایه ۲ بر اساس سخت‌افزار عمل می‌کند و از تراشه‌های ASIC (Application Specific Integrated Circuits) بهره می‌برد تا جداول آدرس MAC را نگه‌داری کند. این سوئیچها در واقعیت مانند سوئیچهای LAN معمولی عمل می‌کنند و دامنه‌های شبکه را به دامنه‌های کوچکتر تقسیم می‌کنند. همچنین از پروتکل ARP (Address Resolution Protocol) برای تعیین آدرس‌های MAC دستگاه‌های دیگر در شبکه استفاده می‌کنند. این نوع سوئیچها معمولاً در شبکه‌های کوچک و ساده مورد استفاده قرار می‌گیرند.
سوئیچهای لایه ۳ (مانند سوئیچهای سری ۳۷۵۰ سیسکو) به عنوان یک ترکیب از سوئیچها و روترهای مدرن شناخته می‌شوند. این دستگاه‌ها عمدتاً برای مسیریابی در شبکه‌های مجازی (VLAN) و شبکه‌های بزرگتر استفاده می‌شوند. آن‌ها توانایی مسیریابی بسته‌ها بر اساس آدرس‌های IP را دارند و این امکان را فراهم می‌کنند که ارتباطات را بین شبکه‌های مختلف برقرار کنند. این ویژگی برای شبکه‌های پیچیده با نیاز به اتصال به شبکه‌های مختلف یا VLANها بسیار حیاتی است.
یکی از اصلیترین فروشندگان تمامی مدل های سوئیچ های سیسکو، شرکت شبکه گستران فرابورس میباشد. شبکه گستران فرابورس نه تنها یک شرکت ثبت شده ی معتبر است، بلکه یک سایت فروشگاهی دارای اینماد میباشد که تمامی تجهیزات شبکه مانند سوئیچ، روترو ماژول سیسکو، سرور، مینی کیس، هارد، رم و ورک استیشن HP را با ۱۲ ماه گارانتی و ارسال فوری عرضه مینماید.
نتیجه‌گیری
مدل OSI به عنوان یک فرهنگ عاملی در تعریف توابع ارتباطی و استانداردهای شبکه و ایجاد تطابق در سیستم‌های ارتباطی داده در سراسر جهان شناخته می‌شود. با توجه به رشد فناوری اطلاعات، نیاز به شبکه‌های قوی‌تر و مطمئن‌تر برای پشتیبانی از برنامه‌ها افزایش یافته است.
در این شبکه ها سوئیچ لایه ۲ به عنوان یک ابزار ساده و مناسب برای شبکه‌های کوچک و ساده با استفاده از آدرس‌های MAC عمل می‌کند. از طرف دیگر، سوئیچ لایه ۳ با توانایی‌های روتینگ و سوئیچینگ قادر به مدیریت شبکه‌های بزرگتر با پیچیدگی‌های بیشتر است.
انتخاب بین سوئیچهای لایه ۲ و ۳ باید با دقت و بر اساس نیازها و اهداف شبکه انجام شود تا بهینه‌ترین عملکرد و عملکرد شبکه حاصل شود. این تفاوت‌ها و تغییرات نشان‌دهنده پیشرفت و تطور در زمینه فناوری شبکه‌ها و ارتباطات هستند.
