این روزها با توجه به استفاده از ارتباطات باند پهن اینترنت در منازل و شرکت‌های مختلف، شاهد استفاده از روترهای مجهز به یک مودم ADSL داخلی در بسیار از منازل و شرکت‌های کوچک هستیم. افزایش تعداد ابزارهایی که از قابلیت‌های شبکه‌سازی بی‌سیم وای‌فای پشتیبانی می‌کنند نیز به‌طور خاص با رشد استقبال از روترهای بی‌سیم همراه بوده است. با این‌حال، اغلب با پرسش‌هایی در زمینه کار با این ابزارهای قدرتمند مواجه می‌شویم که شاید در ظاهر بسیار ساده به نظر برسند، اما برای گروه زیادی از کاربران به یک نگرانی جدی تبدیل شده است. یکی از متداول‌ترین پرسش‌ها در این زمینه، نحوه افزایش تعداد پورت‌های قابل استفاده روی یک روتر است. روترهایی که برای بازار SOHO (سرنام Small Office/Home Office) در نظر‌گرفته شده‌اند، اغلب تنها چهار پورت دارند که این درگاه‌ها با توجه به تعدد سیستم‌های موجود در منازل و شرکت‌های کوچک، به‌سرعت پر می‌شوند.
همان‌طور که در شکل 1 مشاهده می‌کنید، پاسخ خلاصه به مشکل مذکور این است که باید یکی از درگاه‌های روتر خود را به یک سوییچ متصل کنید که پورت‌های کافی را برای اتصال همه سیستم‌های شما فراهم می‌کند. با این‌حال، تصمیم گرفتیم این موضوع را به‌طور گسترده‌تری مورد بررسی قرار‌داده و به بعضی از پرسش‌های جانبی در رابطه با آن پاسخ دهیم.
شکل 1
1 - آیا یک سوییچ همان روتر است؟
پاسخ این سؤال به‌طور مشخص منفی است. به‌عنوان یک توضیح ساده، باید بدانید که روترها می‌توانند یک اتصال اینترنت واحد را در بین چند کامپیوتر به اشتراک بگذارند. از سوی دیگر، سوییچ‌ها به شما اجازه می‌دهند تا یک درگاه واحد روی روتر خود (یا یک سوییچ دیگر) را بین چند ابزار اترنت به‌اشتراک بگذارید. البته، تفاوت عملکرد این دو ابزار در لایه‌های شبکه و نحوه رفتار آن‌ها با حوزه‌های برخورد (Collision) کاملاً متفاوت است، اما این توضیحات در حوزه دید مقاله حاضر قرار نمی‌گیرند.
2 - یک سوییچ چطور کار می‌کند؟
سوییچ‌ها داده‌ها را بر‌اساس آدرس MAC داخل بسته‌های داده اداره می‌کنند. سوییچ به‌طور خودکار آدرس MAC هر یک از ابزارهای متصل به پورت‌های خود را شناسایی کرده و آن را در یک جدول انتخاب (Lookup) در داخل سوییچ ذخیره می‌کند. هر بسته داده ارسال شده، حاوی آدرس MAC مبدأ از ابزار ارسال‌کننده داده و همچنین یک آدرس MAC مقصد برای ابزاری است که داده‌ها برای آن فرستاده شده‌اند. سوییچ با توجه به آدرس مقصد، داده‌ها را تنها به همان درگاه فیزیکی خود می‌فرستد که ابزار مقصد به آن متصل شده است.
3 - آیا اضافه کردن یک سوییچ به روتر باعث کندی آن می‌شود؟
خیر، زیرا داده‌ها تنها زمانی از سوییچ خارج می‌شوند که بسته‌های داده حاوی یک آدرس مقصد برای یکی از ابزارهای متصل به سوییچ باشند. بنابراین، اگر شما یک ابزار پخش‌کننده رسانه مبتنی بر شبکه داشته باشید که فایل‌های ذخیره شده روی یک NAS متصل به همان سوییچ را پخش می‌کند (ترکیبی که در شکل 2 نشان داده شده است)، داده‌ها هرگز از کابلی که سوییچ و روتر را به یکدیگر متصل کرده است، عبور نخواهند کرد.
پاسخ این سؤال به‌طور مشخص منفی است. به‌عنوان یک توضیح ساده، باید بدانید که روترها می‌توانند یک اتصال اینترنت واحد را در بین چند کامپیوتر به اشتراک بگذارند. از سوی دیگر، سوییچ‌ها به شما اجازه می‌دهند تا یک درگاه واحد روی روتر خود (یا یک سوییچ دیگر) را بین چند ابزار اترنت به‌اشتراک بگذارید. البته، تفاوت عملکرد این دو ابزار در لایه‌های شبکه و نحوه رفتار آن‌ها با حوزه‌های برخورد (Collision) کاملاً متفاوت است، اما این توضیحات در حوزه دید مقاله حاضر قرار نمی‌گیرند.
2 - یک سوییچ چطور کار می‌کند؟
سوییچ‌ها داده‌ها را بر‌اساس آدرس MAC داخل بسته‌های داده اداره می‌کنند. سوییچ به‌طور خودکار آدرس MAC هر یک از ابزارهای متصل به پورت‌های خود را شناسایی کرده و آن را در یک جدول انتخاب (Lookup) در داخل سوییچ ذخیره می‌کند. هر بسته داده ارسال شده، حاوی آدرس MAC مبدأ از ابزار ارسال‌کننده داده و همچنین یک آدرس MAC مقصد برای ابزاری است که داده‌ها برای آن فرستاده شده‌اند. سوییچ با توجه به آدرس مقصد، داده‌ها را تنها به همان درگاه فیزیکی خود می‌فرستد که ابزار مقصد به آن متصل شده است.
3 - آیا اضافه کردن یک سوییچ به روتر باعث کندی آن می‌شود؟
خیر، زیرا داده‌ها تنها زمانی از سوییچ خارج می‌شوند که بسته‌های داده حاوی یک آدرس مقصد برای یکی از ابزارهای متصل به سوییچ باشند. بنابراین، اگر شما یک ابزار پخش‌کننده رسانه مبتنی بر شبکه داشته باشید که فایل‌های ذخیره شده روی یک NAS متصل به همان سوییچ را پخش می‌کند (ترکیبی که در شکل 2 نشان داده شده است)، داده‌ها هرگز از کابلی که سوییچ و روتر را به یکدیگر متصل کرده است، عبور نخواهند کرد.
شکل 2
4 - آیا اتصال ابزارها به یک سوییچ اضافه شده، باعث کندی ارتباط آن‌ها می‌شود؟
این احتمال وجود دارد؛ در صورتی که مقدار کلی داده‌هایی که به‌طور همزمان روی اتصال بین روتر و سوییچ فرستاده می‌شوند، از ظرفیت اتصال مذکور فراتر رود، این اتصال می‌تواند به یک گلوگاه تبدیل شود. یک سوییچ 100/10می‌تواند در مجموع صد مگابیت بر ثانیه از داده‌ها را در هر مسیر به‌طور همزمان روی هر پورت خود اداره کند. این قابلیت در یک سوییچ گیگابیتی (1000/100/10) به هزار مگابیت بر ثانیه می‌رسد.
گلوگاه‌ها به طور معمول هنگام مرور وب، تبادل ایمیل و فعالیت‌های مشابه در شبکه‌های خانگی یا شرکتی کوچک ایجاد نمی‌شوند، زیرا اندازه داده‌ها به‌نسبت کوچک است، فعالیت زیادی در شبکه صورت نمی‌گیرد و تعداد ابزارها نیز پایین است.
این احتمال وجود دارد؛ در صورتی که مقدار کلی داده‌هایی که به‌طور همزمان روی اتصال بین روتر و سوییچ فرستاده می‌شوند، از ظرفیت اتصال مذکور فراتر رود، این اتصال می‌تواند به یک گلوگاه تبدیل شود. یک سوییچ 100/10می‌تواند در مجموع صد مگابیت بر ثانیه از داده‌ها را در هر مسیر به‌طور همزمان روی هر پورت خود اداره کند. این قابلیت در یک سوییچ گیگابیتی (1000/100/10) به هزار مگابیت بر ثانیه می‌رسد.
گلوگاه‌ها به طور معمول هنگام مرور وب، تبادل ایمیل و فعالیت‌های مشابه در شبکه‌های خانگی یا شرکتی کوچک ایجاد نمی‌شوند، زیرا اندازه داده‌ها به‌نسبت کوچک است، فعالیت زیادی در شبکه صورت نمی‌گیرد و تعداد ابزارها نیز پایین است.
چیزی که می‌تواند مشکلاتی را در این شرایط ایجاد کند، فعالیت‌های سنگینی مانند انتقال فایل‌های بزرگ، دانلود فایل یا جابه‌جایی جریان‌های متعدد ویدیویی است. تنها روش برای اطمینان از این موضوع که شما با یک گلوگاه برخورد نمی‌کنید، این است که جریان داده‌های خود را آنالیز کرده و جریان‌هایی با ملزومات بالای پهنای باند را روی یک سوییچ واحد نگه‌دارید. تمام سوییچ‌های امروزی (100/10 و گیگابیتی) به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند تا انتقال بدون مانع با سرعت کابل را به‌طور همزمان بین تمام پورت‌های سوییچ تأمین کنند. به‌عبارت دیگر، هر جفت ابزار می‌توانند داده‌ها را با بالاترین سرعت پورت خود تبادل کنند، بدون آن‌که برای هر جفت ابزار دیگری مزاحمتی ایجاد کرده باشند.
5 - آیا اهمیتی دارد که از کدام پورت برای اتصال استفاده می‌کنیم؟
خیر، اما در گذشته این موضوع تفاوت داشت. پورت‌های سوییچ به طور اساسی برای اتصال به ابزارها طراحی شده بودند. بنابراین، وقتی مجبور می‌شوید یک سوییچ را به شبکه خود اضافه کنید، باید از یک کابل Crossover ویژه استفاده می‌کردید که جفت سیم ارسال و دریافت در آن جابه‌جا شده‌اند. از سوی دیگر، گاهی اوقات روترها و سوییچ‌ها یک پورت Uplink ویژه داشتند که جای اتصالات ارسال و دریافت از قبل در آن عوض شده است. حالا هیچ‌یک از روش‌های مذکور مورد استفاده قرار نمی‌گیرند. در واقع تمام روترها و سوییچ‌های امروزی دارای پورت‌هایی با قابلیت Auto MDIX هستند که به‌طور خودکار تشخیص می‌دهند به یک ابزار متصل شده‌اند یا به پورت یک سوییچ دیگر. این درگاه‌ها سپس خودشان را بر‌اساس شرایط موجود تنظیم می‌کنند.حتی اگر یک روتر بسیار قدیمی داشته باشید، سوییچی که می‌خرید دارای قابلیت مذکور خواهد بود و پشتیبانی، تنها یکی از ابزارها برای بهره‌گیری از قابلیت Auto MDIX کافی خواهد بود.
6 - آیا می‌توانم سوییچ‌های بیشتری را اضافه کنم؟
بدون تردید. اما باید به مشکل ایجاد گلوگاه توجه داشته و گروه‌بندی ابزارهای خود را طوری انجام دهید که از این مشکل اجتناب کنید. اگر می‌خواهید سوییچ‌های بیشتری را اضافه کنید، در صورت امکان از یک اتصال ستاره‌ای استفاده کرده (شکل 3) و از اتصال زنجیره‌ای سوییچ‌ها به یکدیگر اجتناب کنید.
شکل 3
7 - آیا نوع سوییچی که خریداری می‌کنم، اهمیت دارد؟
بعضی از کارشناسان معتقدند، عملکرد سوییچ‌های مدیریت نشده (Unmanaged) با یکدیگر متفاوت است. در حقیقت در بین سوییچ‌های 100/10 یا 100/100/10 با اندازه‌هایی که در محیط‌های SOHO مورد استفاده قرار می‌گیرند (تا 24 پورت)، تفاوت عملکرد چندانی وجود ندارد. بنابراین، می‌توانید خرید خود را بر‌اساس اولویت‌های قیمتی، ضمانت و نام تجاری انجام دهید.نکته مهم ضمانت است، به‌خصوص درباره سوییچ‌های گیگابیتی. سوییچ‌های گیگابیتی گرمای بسیار بیشتری نسبت به سوییچ‌های 100/10 تولید می‌کنند و بیشتر تولیدکنندگان برای تعبیه خنک کننده‌های اضافی در آن‌ها هزینه زیادی صرف نمی‌کنند. بنابراین، سوییچ‌های مذکور بیشتر در معرض احتمال خرابی قرار دارند.
8 - آیا باید یک سوییچ «هوشمند» یا مدیریت شده را خریداری کنم؟
سوییچ‌های هوشمند یا مدیریت شده، عملکرد بالاتری را برای شما به همراه نخواهند داشت. این ابزارها ویژگی‌های خاصی را فراهم می‌کنند که می‌توانند در شبکه‌های بزرگ‌تر مفید باشند.
9 - آیا استفاده از پورت‌های روتر و پورت‌های سوییچ تفاوتی دارد؟
خیر. پورت‌های روتر به یک تراشه سوییچ متصل شده‌اند که همانند تراشه مورد استفاده در یک سوییچ کار می‌کند. پورت «روتینگ» یک روتر یا همان پورتی که انتقال داده‌ها از/به اینترنت را اداره می‌کند، با داده‌هایی که مابین ابزارهای روی سوییچ جابه‌جا می‌شوند، درگیر نخواهد شد.
10 - آیا اضافه کردن یک سوییچ، در تخصیص IP مشکلی ایجاد می‌کند؟
خیر. همان‌طور که قبلاً نیز اشاره کردیم، تمام کاری که سوییچ انجام می‌دهد، هدایت ترافیک بر‌اساس آدرس‌های MAC است. تخصیص IP از طریق DHCP یا به‌صورت دستی انجام می‌شود و مبتنی بر یک پروتکل سطح بالاتر (TCP/IP) است که سوییچ تنها آن را عبور می‌دهد. تخصیص آدرس IP در ابزارهای متصل به پورت‌های سوییچ انجام می‌شود، نه خود پورت‌ها. مادامی‌که بسته‌ها حاوی آدرس‌های MAC صحیح مقصد باشند، به ابزار مناسب خواهند رسید.
11 - آیا اضافه کردن یک سوییچ باعث افزایش زمان تأخیر/Ping خواهد شد؟
از نظر فنی بله. اما این افزایش کمتر از آن است که شما متوجه آن شوید. به عنوان مثال، NETGEAR تأخیر سوییچ گیگابیتی GS108 خود را معادل چهار میکروثانیه برای بسته‌های 1500 بایتی ذکر می‌کند. این تأخیر به هیچ‌وجه در حدی نیست که بخواهید نگران آن باشید.
بعضی از کارشناسان معتقدند، عملکرد سوییچ‌های مدیریت نشده (Unmanaged) با یکدیگر متفاوت است. در حقیقت در بین سوییچ‌های 100/10 یا 100/100/10 با اندازه‌هایی که در محیط‌های SOHO مورد استفاده قرار می‌گیرند (تا 24 پورت)، تفاوت عملکرد چندانی وجود ندارد. بنابراین، می‌توانید خرید خود را بر‌اساس اولویت‌های قیمتی، ضمانت و نام تجاری انجام دهید.نکته مهم ضمانت است، به‌خصوص درباره سوییچ‌های گیگابیتی. سوییچ‌های گیگابیتی گرمای بسیار بیشتری نسبت به سوییچ‌های 100/10 تولید می‌کنند و بیشتر تولیدکنندگان برای تعبیه خنک کننده‌های اضافی در آن‌ها هزینه زیادی صرف نمی‌کنند. بنابراین، سوییچ‌های مذکور بیشتر در معرض احتمال خرابی قرار دارند.
8 - آیا باید یک سوییچ «هوشمند» یا مدیریت شده را خریداری کنم؟
سوییچ‌های هوشمند یا مدیریت شده، عملکرد بالاتری را برای شما به همراه نخواهند داشت. این ابزارها ویژگی‌های خاصی را فراهم می‌کنند که می‌توانند در شبکه‌های بزرگ‌تر مفید باشند.
9 - آیا استفاده از پورت‌های روتر و پورت‌های سوییچ تفاوتی دارد؟
خیر. پورت‌های روتر به یک تراشه سوییچ متصل شده‌اند که همانند تراشه مورد استفاده در یک سوییچ کار می‌کند. پورت «روتینگ» یک روتر یا همان پورتی که انتقال داده‌ها از/به اینترنت را اداره می‌کند، با داده‌هایی که مابین ابزارهای روی سوییچ جابه‌جا می‌شوند، درگیر نخواهد شد.
10 - آیا اضافه کردن یک سوییچ، در تخصیص IP مشکلی ایجاد می‌کند؟
خیر. همان‌طور که قبلاً نیز اشاره کردیم، تمام کاری که سوییچ انجام می‌دهد، هدایت ترافیک بر‌اساس آدرس‌های MAC است. تخصیص IP از طریق DHCP یا به‌صورت دستی انجام می‌شود و مبتنی بر یک پروتکل سطح بالاتر (TCP/IP) است که سوییچ تنها آن را عبور می‌دهد. تخصیص آدرس IP در ابزارهای متصل به پورت‌های سوییچ انجام می‌شود، نه خود پورت‌ها. مادامی‌که بسته‌ها حاوی آدرس‌های MAC صحیح مقصد باشند، به ابزار مناسب خواهند رسید.
11 - آیا اضافه کردن یک سوییچ باعث افزایش زمان تأخیر/Ping خواهد شد؟
از نظر فنی بله. اما این افزایش کمتر از آن است که شما متوجه آن شوید. به عنوان مثال، NETGEAR تأخیر سوییچ گیگابیتی GS108 خود را معادل چهار میکروثانیه برای بسته‌های 1500 بایتی ذکر می‌کند. این تأخیر به هیچ‌وجه در حدی نیست که بخواهید نگران آن باشید.