سوئیچ لایه ۲ چیست ؟

سوئیچ لایه ۲ یا layer 2 switch یک نوع سوئیچ شبکه یا دستگاه است که در لایه پیوند داده‌ای ( 2 OSI Layer ) کار می‌کند و از آدرس مک برای تعیین مسیر ارسال فریم‌ها استفاده می‌کند.

در اصل این نوع سوئیچ شبکه هیچ تفاوت ظاهری با سوئیچ شبکه‌های معمول ندارد و تنها تفاوت آن در انتخاب مسیر ارسال است. این نوع سوئیچ (سوییچ لایه ۲) از تکنیک‌های سوئیچینگ مبتنی بر سخت افزار برای اتصال و انتقال داده ها در یک شبکه محلی ( LAN) استفاده می‌کند.

 

سوئیچ‌های لایه ۲ یکی از اجزای کلیدی در شبکه‌های LAN محسوب می‌شوند که به مدیریت و هدایت ترافیک داده‌ها در یک شبکه محلی کمک می‌کنند. سوئیچ لایه ۲ با استفاده ازMAC آدرس‌ها ، بسته‌های داده را از مبدا به طوری که ترافیک شبکه بهینه شده به مقصد هدایت می‌کند و عملکرد کلی شبکه بهبود می بخشد. این محصول برای سازمان‌ها و شرکت‌هایی که به دنبال یک راه‌حل ساده و کارآمد برای مدیریت شبکه داخلی خود هستند، انتخابی ایده‌آل به شمار می‌رود.

سوئیچ لایه ۲ چیست؟

سوئیچ شبکه لایه ۲ همچنین می‌تواند به عنوان یک پل یا بریج چند پورت نیز نامیده شود.سوئیچ لایه ۲ یا layer 2 عمدتا مسئول انتقال اطلاعات در یک لایه فیزیکی و انجام بررسی خطا در هر فریم منتقل‌شده و دریافت شده است. یک سوئیچ لایه ۲ آدرس مکِ NIC را در هر گره شبکه برای انتقال داده‌ها ایجاب می‌کند. آنها با کپی کردن آدرس مک هر فریم دریافت شده یا توجه کردن به دستگاه‌های موجود در شبکه و حفظ آدرس مک آنها در یک جدول ارسال، آدرس مک را به صورت خودکار در می‌یابند.

یادگیری آدرس MAC یکی از ویژگی‌های کلیدی سوئیچ‌های لایه ۲ است. به این صورت که سوئیچ، جدول آدرس‌های MAC را ذخیره کرده و بر اساس آن داده‌ها را به سمت دستگاه‌های مقصد هدایت می‌کند. این فرآیند باعث می‌شود که انتقال داده‌ها در شبکه محلی بهینه و کارآمدتر شود، چرا که از ارسال غیرضروری داده‌ها به سایر دستگاه‌های شبکه جلوگیری می‌کند.

در مقایسه با سوئیچ‌های لایه ۳ که توانایی مسیریابی دارند، سوئیچ‌های لایه ۲ تنها در محدوده شبکه محلی (LAN) کار می‌کنند و برای مسیریابی بین شبکه‌ها از روترها یا سوئیچ‌های لایه ۳ استفاده می‌شود. سوئیچ شبکه لایه ۲ همچنین در مقایسه با سایر انواع سوئیچ‌های شبکه هزینه کمتری دارد و برای شبکه‌های کوچک تا متوسط مناسب است.

ویژگی‌های کلیدی سوئیچ‌های لایه 2

جدول مک آدرس

سوئیچ لایه ۲ برای هدایت ترافیک شبکه از جدول آدرس‌های MAC استفاده می‌کند. این جدول شامل آدرس‌های MAC تمامی دستگاه‌های متصل به پورت‌های مختلف سوئیچ است. به صورت ساده اگر بخواهیم توضیح دهیم، هر بار که یک فریم به سوئیچ وارد می‌شود، سوئیچ آدرس MAC فرستنده را در جدول ذخیره می‌کند و سپس با بررسی آدرس MAC مقصد، فریم را به پورت صحیح هدایت می‌کند. این فرآیند باعث می‌شود تا سوئیچ‌ها به طور هوشمندانه داده‌ها را تنها به دستگاه مقصد ارسال کنند و از ارسال داده‌ها به تمامی پورت‌ها جلوگیری کنند، که در نهایت منجر به کاهش بار شبکه می‌شود.

فرآیند ارسال فریم

فرآیند ارسال فریم‌ها توسط سوئیچ لایه ۲ به صورت مرحله به مرحله انجام می‌شود. ابتدا، سوئیچ فریم ورودی را دریافت کرده و آدرس MAC مبدا را در جدول خود ذخیره می‌کند. سپس، آدرس MAC مقصد را بررسی کرده و اگر آدرس در جدول موجود باشد، فریم را به پورت مرتبط با آن آدرس ارسال می‌کند. در صورتی که آدرس MAC مقصد در جدول نباشد، سوئیچ فریم را به تمامی پورت‌های خود به جز پورت ورودی ارسال می‌کند (که به آن "flooding" گفته می‌شود) تا دستگاه مقصد شناسایی شود. با این مکانیزم، سوئیچ‌ها به طور خودکار داده‌ها را به سمت درست هدایت می‌کنند.

کاهش ترافیک شبکه

سوئیچ‌های لایه ۲ با استفاده از جدول آدرس‌های MAC و هدایت دقیق داده‌ها به دستگاه‌های مقصد، به کاهش تراکم و ترافیک شبکه کمک می‌کنند. با جلوگیری از ارسال بی‌رویه فریم‌ها به تمامی دستگاه‌های شبکه و تنها ارسال آن‌ها به دستگاه مورد نظر، پهنای باند بهینه‌تر استفاده می‌شود و کارایی شبکه بهبود می‌یابد. این ویژگی به ویژه در شبکه‌های شلوغ و پرترافیک اهمیت زیادی دارد، زیرا باعث کاهش برخورد فریم‌ها و جلوگیری از ازدحام شبکه می‌شود.

پشتیبانی از VLAN

یکی از ویژگی‌های مهم سوئیچ‌های لایه ۲، پشتیبانی از VLAN (شبکه‌های محلی مجازی) است. VLAN‌ها این امکان را فراهم می‌کنند که یک شبکه فیزیکی به چندین بخش مجزا تقسیم شود و هر بخش به عنوان یک شبکه مجزا عمل کند. این کار علاوه بر بهبود امنیت و کاهش ترافیک غیر ضروری، مدیریت شبکه را نیز ساده‌تر می‌کند. با استفاده از VLAN، سازمان‌ها می‌توانند ترافیک بین بخش‌های مختلف را از هم جدا کرده و کنترل بهتری بر منابع شبکه داشته باشند.

پورت Mirroring

پورت Mirroring یکی دیگر از قابلیت‌های مهم در سوئیچ‌های لایه ۲ است که امکان نظارت بر ترافیک شبکه را فراهم می‌کند. با استفاده از این ویژگی، یک پورت خاص می‌تواند ترافیک سایر پورت‌ها را کپی کرده و به یک دستگاه نظارتی مانند سیستم مانیتورینگ یا تحلیل‌گر ترافیک ارسال کند. این ابزار به مدیران شبکه کمک می‌کند تا مشکلات شبکه را تشخیص داده و در صورت نیاز، ترافیک شبکه را تجزیه و تحلیل کنند.

پروتکل (Spanning Tree Protocol (STP

پروتکل STP در سوئیچ‌های لایه ۲ برای جلوگیری از ایجاد لوپ‌های شبکه‌ای استفاده می‌شود. لوپ‌های شبکه زمانی رخ می‌دهند که چندین مسیر به طور همزمان بین دو دستگاه در شبکه وجود داشته باشد که باعث ایجاد تداخل و افزایش ترافیک غیر ضروری می‌شود. با استفاده از STP، سوئیچ‌ها قادر به شناسایی و غیرفعال کردن مسیرهای اضافی هستند تا از ایجاد مشکلات جدی مانند افت سرعت و خرابی شبکه جلوگیری کنند.

انواع سوئیچ لایه ۲

سوئیچ مدیریتی

سوئیچ‌های مدیریتی لایه ۲ امکانات پیشرفته‌ای برای مدیریت و پیکربندی شبکه فراهم می‌آورند. این سوئیچ‌ها به مدیران شبکه اجازه می‌دهند تا تنظیمات پیچیده‌تری مانند VLANها، Quality of Service (QoS( و نظارت بر عملکرد شبکه را انجام دهند. با قابلیت‌هایی چون گزارش‌گیری و تجزیه و تحلیل ترافیک، این سوئیچ‌ها به بهبود کارایی و امنیت شبکه کمک می‌کنند و مناسب برای محیط‌های شبکه‌ای بزرگتر و پیچیده‌تر هستند.

سوئیچ غیر مدیریتی

سوئیچ‌های غیر مدیریتی لایه ۲ به دلیل سادگی و مقرون به صرفه بودن، برای شبکه‌های کوچک و ساده مناسب‌اند. این سوئیچ‌ها به طور خودکار ترافیک شبکه را هدایت کرده و نیازی به تنظیمات یا مدیریت پیچیده ندارند. عدم نیاز به پیکربندی و قابلیت استفاده آسان، این سوئیچ‌های غیر مدیریتی را به انتخابی ایده‌آل برای دفاتر کوچک و محیط‌های خانگی تبدیل می‌کند.

سوئیچ‌های صنعتی

سوئیچ‌های صنعتی لایه ۲ برای استفاده در محیط‌های سخت و شرایط صنعتی طراحی شده‌اند. این سوئیچ‌ها با ویژگی‌هایی مانند مقاومت در برابر دماهای بالا و پایین، ضد لرزش و ضد نفوذ گرد و غبار ساخته می‌شوند تا قابلیت اطمینان و دوام بالایی در شرایط محیطی دشوار داشته باشند. سوئیچ صنعتی برای کاربردهای صنعتی و تولیدی که نیاز به عملکرد پایدار و بدون وقفه دارند، مناسب هستند.

سوئیچ‌های PoE

سوئیچ‌های PoE (Power over Ethernet) لایه ۲ قادر به تأمین برق و انتقال داده‌ها از طریق یک کابل شبکه واحد هستند. این ویژگی به دستگاه‌هایی مانند دوربین‌های مداربسته و نقاط دسترسی بی‌سیم این امکان را می‌دهد که بدون نیاز به منبع برق جداگانه، فقط با استفاده از کابل اترنت تغذیه شوند. این سوئیچ‌ها به ساده‌سازی نصب و کاهش کابل‌کشی کمک کرده و در محیط‌های تجاری و اداری کاربرد وسیعی دارند. شما عزیزان همواه می‌توانید برا اطلاع از قیمت و خرید سوئيچ PoE از طریق راه‌های ارتباطی با کارشناسان ما برای دریافت مشاوره در ارتباط باشید.

سوئیچ صنعتی لایه ۲

سوئیچ صنعتی لایه ۲ یک دستگاه شبکه است که این قابلیت را دارد تا بسته‌های داده را درون شبکه به صورت مستقیم بین دستگاه‌های متصل به آن منتقل کند. این سوئیچ شبکه لایه ۲ از پروتکل‌های شبکه مانند Ethernet، VLAN و STP پشتیبانی می‌کند و به عنوان یک تجهیز مرکزی در شبکه‌های کامپیوتری استفاده می‌شود.

سوئیچ صنعتی لایه ۲ از تکنولوژی پردازش بسته‌های داده سریع برای پردازش و انتقال داده‌ها استفاده می‌کند. این سوئیچ شبکه لایه ۲ قادر به پردازش تعداد بالایی از بسته‌های داده همزمان هستند و امکان برقراری ارتباط همزمان بین دستگاه‌های مختلف را فراهم می‌کنند. با توجه به ویژگی‌های ذکر شده، سوئیچ صنعتی لایه ۲ به عنوان یک تجهیز اساسی در شبکه‌های صنعتی، شبکه‌های کامپیوتری بزرگ و شبکه‌های اداری استفاده می‌شود.

موارد استفاده از سوئیچ لایه ۲

کسب‌وکارهای کوچک تا متوسط 

سوئیچ‌های لایه ۲ برای شرکت‌های کوچک و متوسط که نیازهای شبکه‌ای محدودی دارند، ایده‌آل هستند. این سوئیچ‌ها امکاناتی مانند مدیریت ساده و مقرون به صرفه را برای اتصال دستگاه‌های شبکه فراهم می‌کنند و برای کسب‌وکارهایی که نیازی به پیچیدگی‌های زیاد در شبکه ندارند، مناسب هستند.

شبکه‌های دولتی و عمومی

سوئیچ‌های لایه ۲ در زیرساخت‌های بخش عمومی و دولتی به دلیل ارائه اتصالات قابل‌اطمینان و پایدار نقش مهمی دارند. این سوئیچ‌ها با فراهم کردن امنیت و قابلیت مدیریت VLAN به بهبود عملکرد شبکه‌های دولتی و عمومی کمک می‌کنند و از اطلاعات حساس محافظت می‌کنند.

محیط‌های صنعتی

سوئیچ‌های لایه ۲ صنعتی برای محیط‌های سخت و چالش‌برانگیز طراحی شده‌اند. این سوئیچ‌ها با مقاومت بالا در برابر شرایط نامساعد (مانند دما، گرد و غبار، و لرزش) ارتباطات شبکه‌ای قابل‌اعتماد و پایدار را در کارخانه‌ها، خطوط تولید، و سایر محیط‌های صنعتی فراهم می‌کنند.

موسسات آموزشی

سوئیچ‌های لایه ۲ در مدارس و دانشگاه‌ها به‌عنوان بخشی از زیرساخت شبکه‌ اصلی عمل می‌کنند. این سوئیچ‌ها به مدیران IT کمک می‌کنند تا شبکه‌های آموزشی را با قابلیت‌های امنیتی و مدیریت ساده، به‌ویژه با استفاده از VLAN، بهینه‌سازی و ایمن نگه دارند.

عوامل مهم در هنگام انتخاب سوئيچ لایه ۲

هنگام انتخاب سوئیچ لایه ۲، چندین عامل کلیدی وجود دارند که باید در نظر گرفته شوند تا شبکه به درستی کار کند و نیازهای سازمان را برآورده سازد. عواملی مانند تعداد پورت‌ها، سرعت انتقال داده، قابلیت مدیریت (مدیریتی یا غیر مدیریتی بودن)، پشتیبانی از VLAN برای تقسیم‌بندی شبکه، و امکانات امنیتی از جمله مواردی هستند که بر کارایی و امنیت شبکه تأثیر می‌گذارند. همچنین، برای محیط‌های صنعتی باید سوئیچ‌هایی با مقاومت در برابر شرایط سخت انتخاب شوند.

عوامل مهم در انتخاب سوئیچ لایه ۲ عبارتند از:

• تعداد پورت‌ها
• سرعت انتقال داده
• مدیریتی یا غیر مدیریتی بودن
• پشتیبانی از VLAN
• امکانات امنیتی
• قابلیت تحمل شرایط سخت (برای محیط‌های صنعتی)

نقش سوئيچ لایه ۲ در اینترنت اشیا

سوئیچ‌های لایه ۲ در اینترنت اشیا (IoT) نقش مهمی ایفا می‌کنند، زیرا به عنوان نقطه اتصال دستگاه‌های IoT به شبکه عمل می‌کنند. با مدیریت هوشمند ترافیک داده و اولویت‌بندی بسته‌های اطلاعاتی، این سوئیچ‌ها تضمین می‌کنند که دستگاه‌های IoT، از جمله سنسورها و کنترل‌کننده‌ها، به‌صورت پایدار و سریع به یکدیگر متصل شوند. همچنین، استفاده از ویژگی‌هایی مانند VLAN در سوئیچ‌های لایه ۲، امکان تفکیک ترافیک دستگاه‌های IoT را فراهم می‌کند که باعث بهبود امنیت و مدیریت بهتر این شبکه‌ها در محیط‌های پیچیده می‌شود.

نتیجه‌گیری

در پایان، با توجه به توضیحات ارائه‌شده، روشن است که سوئیچ لایه ۲ نقش حیاتی در شبکه‌های محلی ایفا می‌کند. این نوع سوئیچ‌ها با استفاده از آدرس‌های MAC، فریم‌ها را با سرعت بالا و با دقت به مقصد خود منتقل می‌کنند و در عین حال، به سادگی با سایر دستگاه‌های شبکه ارتباط برقرار می‌کنند. توانایی آن‌ها در پردازش سریع داده‌ها و پشتیبانی از پروتکل‌های مختلف، آن‌ها را به انتخابی مناسب برای بسیاری از شبکه‌های صنعتی و اداری تبدیل کرده است.

در مجموع، با شناخت انواع سوئیچ شبکه و ویژگی‌های هرکدام، می‌توانید تصمیم بهتری در مورد نیازهای شبکه‌تان بگیرید. اگر هنوز سوالاتی درباره سوئیچ لایه ۲ یا دیگر تجهیزات شبکه دارید، خوشحال می‌شویم که به شما کمک کنیم. برای دریافت مشاوره تخصصی و پاسخ به سوالاتتان، می‌توانید به تالار گفتگو مراجعه کنید یا از طریق راه‌های ذکر شده با کارشناسان سایت ای‌تی‌تلکام در ارتباط باشید.