ما هو مفتاح تبديل الشبكة وكيف يعمل؟

محولات الشبكات هي المكونات الأساسية للشبكات. ومفتاح الشبكة هو جهاز ذكي له وظيفة الاتصال على الوجهين على الوجهين بشكل كامل communication وباستخدام مفتاح الشبكة في الصناعة يمكنك الاستفادة من عرض النطاق الترددي بكفاءة. تعد الشبكات اليوم ضرورية لتوصيل الترفيه إلى نهاية المستخدم، ولدعم الأعمال التجارية، كما أنها تدعم جميع أنواع الاتصالات المشتركة communication.

ما هو مفتاح تبديل الشبكة؟

مفتاح الشبكة هو جهاز يعمل على الطبقة 2 (طبقة ارتباط البيانات) من نموذج OSI. يرسل جهاز التوجيه أو جهاز طرف المستخدم الآخر المتصل فعلياً بمنافذ محول الشبكة مباشرةً الحزم إلى منفذ محول الشبكة ويرسلها محول الشبكة إلى المنفذ الآخر للمحول المتصل مباشرةً بالإنترنت. يعمل محول الشبكة اليوم أيضاً على الطبقة 3 من نموذج OSI. تتولى شبكة الطبقة 3 من الشبكة أيضاً التوجيه. في الشبكات، يتم استخدام المحولات لتوصيل المزيد من الأجهزة معظمها أجهزة المستخدم مثل نقطة الوصول اللاسلكية والكاميرات وأجهزة الكمبيوتر والطابعات وما إلى ذلك. كما تسمح للأجهزة المختلفة بالتواصل مع الأجهزة الموجودة على الشبكة عن طريق إرسال حزم البيانات. توجد المحولات في كلا الشكلين. يمكن أن تكون المحولات قائمة على البرمجيات التي تتعامل مع الأجهزة الافتراضية وموجودة أيضاً في الأجهزة التي تتحكم في الشبكة المادية. ترتبط المحولات مباشرة بأنظمة الكمبيوتر التي تستضيف الجهاز الافتراضي في مراكز البيانات. يمكن للمبدلات التعامل مع كمية كبيرة من حركة مرور الشبكة.

تستخدم محولات الشبكة كابلات الإيثرنت في اتصال المنطقة المحلية (LAN). تقرر المحولات بناءً على العنوان الفعلي أو عنوان mac الخاص بالجهاز ثم ترسل الحزمة وفقًا للمعلومات المتوفرة في عنوان mac.

كيف يعمل مفتاح تبديل الشبكة؟

عندما يتم توصيل أي جهاز بالمبدّل، يتعرف المبدّل تلقائياً على عنوان Mac (التحكم في الوصول إلى الوسائط) الخاص به. عنوان Mac هو جزء من الرمز الذي يتم إرفاقه ببطاقة واجهة الشبكة (NIC) الخاصة بالجهاز، ويتم توصيل بطاقة واجهة الشبكة تلك بمنفذ الإيثرنت الخاص بالجهاز، ومن ثم يتصل الإيثرنت بالمبدل.

على الشبكة، يتم تحديد الجهاز الفعلي من خلال عنوان mac الخاص به ومقابل عنوان mac هذا يقوم الجهاز بتعيين عنوان IP الذي يتم تعيينه ديناميكيًا ويتغير وفقًا لمتطلبات الشبكة. يرسل كل جهاز على الشبكة حزمًا إلى بعضه البعض من أجل التواصل مع بعضه البعض باستخدام المحول. عندما يرسل أحد الأجهزة حزمًا إلى جهاز آخر، تأتي الحزمة أولاً على المحول. ثم يقوم مفتاح الشبكة بقراءة رأس الحزمة وبناءً على المعلومات الموجودة في رأس الحزمة يقرر المفتاح ما يجب فعله بالحزمة. في رأس الحزمة، يطابق المحول عنوان mac الخاص بالجهاز الوجهة ثم يرسل الحزمة إلى المنافذ المناسبة ثم تنتقل الحزم إلى الجهاز الوجهة.

تتمتع معظم المحولات الآن بوظيفة الازدواجية الكاملة، حيث يمكن للحزم القادمة من جهاز والمتجهة إليه الوصول إلى النطاق الترددي الكامل لاتصال المحول. (فكر في شخصين يتحادثان على هاتف خلوي بدلاً من جهاز اتصال لاسلكي. تغلبت وظيفة الازدواجية الكاملة على تصادم حركة مرور الشبكة.

تعمل معظم محولات الشبكة على الطبقة 2 ولكن الآن جميع المحولات الجديدة لديها وظيفة للتشغيل على الطبقة 3. تدعم جميع مفاتيح تبديل الطبقة 3 الطبقة 3 Vlan (Virtual Lan) التي تنشئ شبكة منطقية بين أجهزة الشبكة. عندما تنتقل حركة مرور الشبكة من شبكة فرعية إلى شبكة فرعية أخرى يجب أن تمر عبر المحول. نظرًا لأن المحولات تحتوي على إمكانات توجيه مدمجة بحيث يسهل على المحول نقل حركة المرور من شبكة فرعية إلى شبكة فرعية أخرى.

المحاور مقابل المحولات

الموزع هو جهاز يعمل مثل المحول ولكنه ليس ذكيًا مثل المحول. يشارك جهاز المحور أيضاً موارد الأجهزة المختلفة المتصلة مباشرة مع المحور. تُعرف جميع الأجهزة المتصلة بالمحور باسم مقطع شبكة LAN.

يتمثل الفرق الرئيسي بين المحول والمحور في أنه إذا أرسل جهاز واحد حزمًا متصلة بالمحور فإنه يرسل حزمًا إلى جميع الأجهزة المتصلة بالمحور. ولكن في المحول، تقوم الحزمة في المحول بإعادة توجيه الحزمة إلى المنفذ الوجهة فقط لأن المحول يتعرف على رأس الحزمة ويتخذ القرار. المحولات هي أجهزة ذكية تستخدم مواردها بكفاءة أكبر بالإضافة إلى عرض النطاق الترددي للشبكة.

أنواع المفاتيح

تتوفر في السوق أنواع مختلفة من المحولات. فعدد الأجهزة التي تحتاج إلى توصيلها في موقع معين، بالإضافة إلى نوع سرعة الشبكة وعرض النطاق الترددي اللازم لتلك الأجهزة، سيحدد حجم المحول. في المكاتب، يتم استخدام مفاتيح التبديل ذات الأربعة إلى ثمانية منافذ في الغالب، ولكن في الصناعة الكبيرة، يتم استخدام مفاتيح كبيرة تحتوي على 128 منفذًا. يمكن وضع مفاتيح التبديل الصغيرة التي تحتوي على أربعة إلى ثمانية منافذ على سطح المكتب أو يمكنك وضعها في أي مكان تريده ولكن المفاتيح الكبيرة قابلة للتركيب على الرفوف ويتم تركيبها في الغالب في مركز البيانات أو غرفة الخادم.

توفر المحولات المختلفة سرعات مختلفة للشبكة. تدعم بعض المحولات سرعة تصل إلى 100 ميغابت في الثانية على منفذ واحد. تسمى هذه المفاتيح بمفاتيح إيثرنت السريعة. تدعم بعض المحولات سرعة تصل إلى 1000 ميجابت في الثانية و10000 ميجابت في الثانية. تسمى هذه المفاتيح بمفاتيح إيثرنت جيجابت.

1. المحولات المدارة:

تُستخدم المحولات المُدارة في الغالب في الشركات لأن المحولات المُدارة تقدم المزيد من الوظائف ولديها المزيد من الميزات لمتخصصي تكنولوجيا المعلومات. يتم تكوين المدارة بواسطة واجهة خطية command. تدعم المحولات المُدارة بروتوكول SNMP (بروتوكول إدارة الشبكة البسيط) الذي يساعد في استكشاف مشاكل الشبكة وإصلاحها. تدعم المحولات المدارة أيضًا توجيه Vlan و IP. نظرًا لأن المحولات المدارة لها وظائف أكثر، فإن تكلفة المحول المُدار مرتفعة أيضًا عن المحول غير المُدار. تحمي المحولات المُدارة أيضًا جميع أنواع حركة مرور الشبكة لأن المحولات المُدارة تتمتع بأمان أفضل من المحولات غير المُدارة.

2. مفاتيح تبديل غير مُدارة:

المحولات غير المُدارة هي المحولات الأساسية التي تحتوي على بعض التكوينات الأساسية. تقدم المحولات غير المُدارة بعض الخيارات فقط التي يمكن للمستخدمين اختيارها في تكوينها. قد يكون لها إعدادات افتراضية محددة مسبقاً لأشياء مثل جودة الخدمة، ولكن لا يمكن تغييرها. تتميز مفاتيح التبديل غير المُدارة بكونها ذات أسعار معقولة، لكن نقص الميزات يجعلها غير مناسبة لغالبية تطبيقات المؤسسات.

الخاتمة

أثناء قراءتك لهذه المقالة، قد يكون لديك فهم أفضل لكيفية عمل مفتاح الشبكة، وكيفية اتصاله بالأجهزة الأخرى، وكيف يختلف عن المحاور وأجهزة الشبكة الأخرى. تتميز المحولات المختلفة بوظائف مختلفة وفقًا لسعرها. تلبي محولات اليوم جميع متطلبات مركز البيانات وتوفر أيضًا سرعات مختلفة للشبكة حسب المتطلبات.