ما هو مفتاح lan أو مفتاح التبديل ولماذا؟

في عالم الشبكات ، من المهم دائمًا معرفة كيفية التمييز بين الأجهزة المختلفة التي تسمح لنا بإنشائها وربط معداتنا ببعضها. حتى اليوم سنتعلم كل شيء عن ما هو التبديل. سنرى أيضًا الاختلافات بين هذا وغيرها من المعدات مثل أجهزة التوجيه أو المحاور أو حتى أجهزة المودم. لذا ، فلنبدأ!

فهرس المحتويات

ما هو مفتاح الشبكة أو المفتاح:

لنبدأ بتحديد ما هو المفتاح ، ويسمى أيضًا مفتاح LAN. إنه جهاز سيسمح لنا بربط المعدات والعقد المختلفة في الشبكة ، دائمًا ما يكون سلكيًا ، وسيكون هذا مهمًا في الاعتبار. في الواقع ، سيعمل المحول دائمًا على ربط الأجهزة على شبكة محلية ، كما تعرف ، الشبكة التي نعرفها باسم LAN.

تعمل المحولات في طبقة الوصلة أو الطبقة 2 من نموذج OSI (Open System Interconection) ، وهو نموذج مرجعي يستخدم لبروتوكولات الشبكة وتعريفها. طبقة وصلة البيانات هي الطبقة بين الطبقة 1 أو المادية (وسائل النقل والإشارات) والطبقة 3 أو الشبكة (التوجيه والعنونة المنطقية). ويتناول هذا العنوان الفعلي للحزم التي تنتقل عبر الشبكة وفقًا لعنوان MAC المرتبط بكل جهاز متصل به.

يتم تعريف المواصفات الفنية والتشغيلية للمحولات في معيار IEEE 802.3 لتوحيد شبكة إيثرنت. إنها مجموعة من المعايير التي تحدد بشكل أساسي السرعة التي سيعمل بها اتصال الشبكة. من بينها ، المعايير 802.3i (10BASET-T 10 Mbps) ، 802.3u (100BASE-T 100 Mbps) ، 802.3z / ab (1000BASE-T 1Gbps عبر الألياف أو الزوج الملتوي) ، إلخ معروفة جيدًا.

حاليًا تتبع هذه المعايير جميع هذه الأجهزة ، والتي تستخدم دائمًا طبولوجيا النجوم لتوصيل العقد ، والفريق الأساسي هو Switch نفسه. عن طريق سلسلة من المنافذ أو منافذ RJ45 أو SFP ، يتم توصيل العقد.

ما يمكن أن يفعله وما لا يمكن أن يفعله

من المهم جدًا معرفة مجال عمل المحول حيث سيساعد ذلك على معرفة كيفية ومكان توصيله وما هو مصمم من أجله. وبالطبع لتمييزها عن أجهزة الشبكة الأخرى.

ما يمكنك القيام به:

• ربط الأجهزة الموجودة على شبكة سلكية بالتبديل وإعادة توجيه الحزم من المصدر إلى الوجهة باستخدام جدول عنوان MAC الخاص بقياس الشبكة وكوصلة إلى خادم عنوان IP ، والذي يمكن أن يكون جهاز توجيه أو كمبيوتر مضيف

ما لا يمكنك فعله:

• إنه غير قادر على منحنا إمكانية الاتصال بشبكات أخرى ، والتي تقع خارج قناع الشبكة الفرعية ، وبالتالي فهي غير قادرة على توفير اتصال بالإنترنت

سنرى أن هناك مفاتيح يمكن بفضل البرامج الثابتة أو نظام التشغيل الصغير القيام بأشياء أكثر تتجاوز الوظائف التي صممت من أجلها.

الميزات والعناصر

يمكننا العثور على مفاتيح من أي حجم تقريبًا من حيث الموانئ ، لكنها المفتاح لإنشاء مراكز معالجة البيانات المعقدة ، مع المعدات والخزانات التي تحتوي على مئات المنافذ.

الموانئ والسرعة

يتم تشغيل المحول من خلال منافذ الشبكة ، مما يسمح بربط العقد المختلفة في الشبكة الداخلية. الرقم هو ما سيحدد قدرته وقوته ، بالإضافة إلى سرعته. الشيء الأكثر طبيعية هو العثور عليها بين 4 و 20 منفذًا ، ولكن هناك العديد منها موجه للشركات. يمكنك الحصول على:

• RJ45: منفذ خاص لكابلات الزوج الملتوية ، كابلات UTP الزوجية الملتوية الأربعة النموذجية لشبكة LAN التي تعمل بسرعة 10/100/1000/10000 ميجابت في الثانية

• SC: منفذ ألياف بصرية للوصلات عالية السرعة بسرعة 1/10 جيجابت في الثانية.

• منافذ SFP أو GBIC: تسمى هذه المنافذ المعيارية لأنها لا تحتوي على موصل معين ، بل فتحة لإدخال الموصل بنوع المنفذ الذي نريده. يمكن أن يكون هذا GBIC (محول واجهة Gigabit) عادةً مع منافذ RJ45 مدمجة أو SFP / SFP + (قابل للتوصيل بعامل صغير) ، منفذ أصغر إما مع بصريات ألياف RJ45 أو 10 جيجابت في الثانية.

• منافذ التحرير والسرد: فهي ليست نوعًا من المنافذ على هذا النحو ، ولكنها طريقة لتزويد المحول بمجموعة أكبر من المنافذ. عادة ما تأتي في لوحات من 2 RJ45 + 2 SFP أو 4 + 4 ، حيث يمكننا إما استخدام أحدهما أو الآخر ، ولكن لا كليهما في نفس الوقت لأنهما يشتركان في حافلة.

يتم تعريف السرعة من خلال الإصدارات المختلفة لمعيار 802.3 الذي رأيناه في البداية. نجد حاليًا مفاتيح يمكنها تقديم 10 ميجابت في الثانية و 100 ميجابت في الثانية و 1 جيجابت في الثانية و 10 جيجابت في الثانية.

طرق التبديل للتبديل

Switch هو الاسم الإسباني لـ Switch ، نعتقد أنه واضح ، يشير هذا الاسم إلى تشغيله على معيار Ethernet. يعتمد ذلك على إرسال البيانات في شبكة LAN من خلال الإطارات التي تنقل البيانات برأس يسمح بتحديد كل من المرسل والمستقبل باستخدام عنوان MAC. كن حذرا ، نحن نتحدث عن عنوان MAC وليس عنوان IP ، إنه يعمل في طبقة OSI أخرى. هناك طريقتان للاتصال في الشبكات:

• Half Duplex: في هذا الصدد ، تنتقل البيانات في اتجاه واحد أو آخر ، ولكن ليس تجاه كلاهما في نفس الوقت ، على سبيل المثال ، Full Duplex Walkie Talkie : هو الذي يستخدم قنوات الإرسال والاستقبال في وقت واحد ، على سبيل المثال ، هاتف.

العنصر المهم للغاية الذي يحدد سعة التحويل للمفتاح هو المخازن المؤقتة ، وهي عناصر الذاكرة التي تعمل على تخزين الإطارات التي سيتم إعادة توجيهها إلى العقدة المقابلة. تؤدي هذه المخازن المؤقتة وظيفة التخزين المؤقت ، وهي مهمة بشكل خاص لتوصيل عقدتين بمنافذ بسرعات مختلفة ، من أجل تقليل تأثير الاختناق.

هناك العديد من تقنيات التبديل في المحول:

• قطع من الأمام إلى الأمام من خلال قطع التكيف

(تخزين وإعادة توجيه)

في هذه الطريقة الأولى ، يقوم المحول بتخزين إطار البيانات بالكامل في المخزن المؤقت عند الاستلام. يتم ذلك للكشف عن الأخطاء المحتملة فيه ومن الواضح لتحليل الأصل والوجهة. بعد ذلك ، سيتم إرساله إلى المستلم.

تُستخدم هذه الطريقة دائمًا في المحولات التي لها منافذ سرعة مختلفة ، على الرغم من أنه يجب أن نضع في اعتبارنا أنه سيكون هناك دائمًا تأخر صغير أو تأخير في الإرسال عند استخدام هذه الطريقة.

(الشحن المباشر)

في هذه الحالة ، لا يتم تخزين الإطار بشكل كامل ، ولكن تتم قراءة رأسه فقط لمعرفة المصدر والوجهة MAC ثم إعادة توجيهه.

إنها تقنية أسرع من التقنية السابقة ، لكنها لا توفر التحكم في الأخطاء في الإطارات التالفة. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن تعمل جميع منافذ الجهاز بنفس السرعة.

(التوجيه المباشر التكيفي)

إنها ليست طريقة جديدة ، ولكن قدرة المفتاح على الاختيار بين الطريقتين السابقتين. على سبيل المثال ، عندما يكتشف المحول وجود عدد كبير جدًا من الحزم الفاشلة والمفقودة ، فإنه يتحول تلقائيًا إلى التخزين وإعادة التوجيه ، بينما إذا كانت المنافذ بنفس السرعة ، فستستخدم التوجيه المباشر.

العمل مع إطارات جامبو

عندما سنقوم بشراء مفتاح ، من المعتاد أن يتحدثوا في مواصفاته عن إطارات Jumbo إذا كان بإمكان الفريق العمل معهم.

لقد قلنا بالفعل أن المحول يعمل مع إطارات إيثرنت ، والتي يبلغ حجمها القياسي 1500 بايت. ولكن من الممكن جعلها أكبر ، حتى 9000 بايت ، والتي تسمى إطارات جامبو. لا تندرج هذه ضمن معيار 802.3.

تُستخدم هذه الإطارات للعمل مع كميات كبيرة من المعلومات ، مما يجعل نقل البيانات أكثر كفاءة بسرعة ، على الرغم من أنها تضيف وقت استجابة إلى الاتصال نظرًا لضرورة معالجة المزيد من المعلومات. لهذا السبب ، يتم استخدام إطارات جامبو مع مفاتيح قوية للغاية.

أنواع التبديل

علينا فقط رؤية أنواع المحولات التي نجدها في السوق ، والتي سيتم توجيهها إلى مهام معينة اعتمادًا على قدرتها ومنافذها والمعايير الأخرى التي تنفذها.

مفاتيح غير قابلة للإدارة ويمكن التحكم فيها أو المستوى 3/4

بشكل عام ، لم يكن للمفاتيح قدرة إدارية ، على الأقل في النماذج الأساسية. تعمل هذه على معيار 802.3u ، الذي يشير إلى أن المحول يجب أن يكون لديه قدرة التفاوض التلقائي. بدون الحاجة إلى تدخل شخص ما ، "العميل" والمفتاح "يقرران" كيف ستبدو معلمات التبديل. ستكون هذه مفاتيح غير مُدارة.

ولكن بمرور الوقت ، قطعت الأجهزة شوطًا طويلًا ، مما أدى إلى تقليل الحجم وزيادة الطاقة ومنح هذه الأجهزة مزيدًا من الذكاء. ليس من غير المألوف رؤية المحولات ذات المعالجات رباعية النواة وذاكرة الوصول العشوائي 512 ميجابايت أو أكثر. لكن أهم شيء فيها هو أن لديهم برامج ثابتة يمكن الوصول إليها من المتصفح أو بعض المنافذ المخصصة ، من أجل تعديل معلماتهم. هذه هي المفاتيح المُدارة.

هذه السعة ضرورية أو على الأقل اختيارية لأجهزة الكمبيوتر تلك التي ، بالإضافة إلى التبديل ، توفر أيضًا القدرة على إنشاء شبكات VPN أو Port Mirroring (مراقبة المنفذ أو Port Trunking (تجميع الارتباطات). وتسمى هذه المفاتيح أيضًا مفاتيح التبديل من المستوى 3. عندما يكونون قادرين على القيام بوظائف توجيه IP ، أي العمل في الطبقة 3 من نموذج OSI ، على سبيل المثال ، لإنشاء شبكة افتراضية خاصة (VPN). إذا أضفنا التحكم المنطقي بالمنفذ إلى هذا ، فسنتحدث عن مفتاح مستوى 3 / 4.

مفتاح PoE

PoE (يجب عدم الخلط بينه وبين PPPoE) تعني Power Over Ethernet أو Power over Ethernet. إنها تقنية قد تكون مشابهة تمامًا لـ USB أو Thunderbolt الذي نعرفه جميعًا ، لأنه بالإضافة إلى السماح بإرسال البيانات إلى Switch-Switch ، فإنه يوفر أيضًا الطاقة له. يتم ذلك مباشرة عبر كبل UTP. يقوم على المعايير:

• IEEE 802.3af: PoE بطاقة تصل إلى 15.4 وات IEEE 802.3at: PoE +: يزيد السعة حتى 30 وات 3 بت: يصل uPoE إلى 51 وات أو 71 وات

تعد سعة الطاقة مفيدة للغاية لتوصيل نقاط وصول Wi-Fi أو كاميرات مراقبة IP أو هواتف VoIP. هذه هي الطريقة التي يتم بها تغذية معظم الكاميرات في المؤسسات العامة.

مفاتيح سطح المكتب والحافة والجذع

تعد مفاتيح سطح المكتب هي الأكثر أساسية ، والتي لن تتم إدارتها تقريبًا لأنها تهدف ببساطة إلى توسيع شبكتنا المنزلية دون مضاعفات كبيرة. وهي توفر ما بين 4 و 8 منافذ بسرعة 100 ميجابت في الثانية مع كل من وظائف أحادية الاتجاه وأخرى أحادية الاتجاه. في الواقع ، تدمج معظم أجهزة التوجيه بالفعل 4 أو 5 منافذ على الأقل مع هذه الخصائص.

المجموعة الثانية هي مفاتيح محيط ، لديهم عدد أكبر من المنافذ ، والتي يمكن أن تصل بسهولة إلى 24 أو حتى 48 منفذًا. يتم استخدامها لإنشاء شبكات فرعية صغيرة موجهة إلى غرف الكمبيوتر في المراكز التعليمية والمختبرات والمكاتب ، إلخ. يكون اتصالك عادةً 1 جيجابت في الثانية.

بالإضافة إلى توفير المزيد من المنافذ ، يمكن التحكم في مفاتيح التحويل ، كما ستوفر وظائف OSI Layer 2 و 3 للتعامل مع تبديل وتوجيه الحزم. إذا أضفنا أيضًا الوحدات النمطية من خلال خزائن الحامل ، فقد يكون لدينا عدة مئات من المنافذ تعمل بسرعة 1 جيجابت في الثانية أو حتى 10 جيجابت في الثانية لمراكز البيانات.

الاختلافات بين التبديل و HUB

بعد الاطلاع بالتفصيل على رمز التبديل ، يجب تمييزه عن أجهزة الشبكة ذات الصلة به.

الأول والأكثر وضوحًا هو Hub أو hub ، وهو جهاز يمكن اعتباره سلفًا للمفتاح. مثل هذا يحتوي على لوحة تحتوي على عدد معين من المنافذ لربط العقد المختلفة في العقد المتصلة.

الاختلاف الكبير هو أن لوحة الوصل غير قادرة على التمييز إذا كانت المعلومات التي تمر عبرها موجهة إلى جهاز كمبيوتر أو آخر. يقتصر هذا الجهاز على تلقي المعلومات وتكرارها على جميع منافذها ، بغض النظر عن ما قمت بتوصيله بها ، والذي نسميه بثه.

الاختلافات بين التبديل وجهاز التوجيه والمودم

الاختلاف التالي الذي يجب أن نقوم به هو التبديل مع أجهزة التوجيه والمودم ، وسيكون هذا سهلاً ، بالاعتماد على مستويات OSI.

نحن نعلم أن المحول يعمل بشكل طبيعي في الطبقة 2 من النموذج ، طبقة ارتباط البيانات ، لأنه من خلال جدول MAC الخاص به يمكنه إرسال الحزم إلى المضيف الوجهة. على الرغم من حقيقة أن هناك أجهزة كمبيوتر يمكن أن تعمل أيضًا في الطبقة 3 و 4 بفضل البرامج الثابتة الخاصة بها.

من ناحية أخرى ، يعمل المودم فقط في الطبقة 1 أو المادية ، فهو مخصص فقط لتحويل وترجمة الإشارات الواردة إليه من الشبكة. على سبيل المثال ، تناظري رقمي ، لاسلكي في كهربائي وبصري في كهربائي.

أخيرًا ، جهاز التوجيه هو جهاز يعمل بشكل رئيسي في الطبقة 3 ، طبقة الشبكة ، حيث إنه مسؤول عن توجيه الحزم ونقلها من الشبكة العامة إلى الشبكة الداخلية التي أنشأتها. ولكن بالطبع ، أجهزة التوجيه اليوم كاملة للغاية ، وتتضمن أيضًا وظيفة Switch بمنافذ متعددة ، وحتى وظائف الطبقة 4 و 7 بفضل إنشاء VPN أو خدمات البيانات المشتركة.

استنتاجات حول المفاتيح

لا يحتاج أي منا تقريبًا حاليًا إلى محول لتوصيل معداتنا بالشبكة ، نظرًا لأن أجهزة التوجيه الحالية لديها ما يصل إلى 8 منافذ لهذا و Wi-Fi. ومع ذلك ، يتم استخدامها وسيستمر استخدامها بلا منازع في مراكز البيانات والمراكز التعليمية وغيرها الكثير.

التطور الكبير الذي شهدته هذه الأجهزة بفضل القوة المتزايدة للأجهزة وتعقيد البرامج الثابتة ، يجعلها أجهزة كمبيوتر حقيقية تقريبًا على مستوى أجهزة التوجيه.

نتركك الآن مع بعض مقالات الشبكات:

هل سبق لك أن امتلكت أو لديك مفتاح تحويل ، ما السعة؟ اترك تعليقاتك أو أسئلتك التي تراها مناسبة في المربع