روتینگ و سوئیچینگ
گروه فنی و مهندسی وی سنتر مفتخر است که توانایی ارائه خدمات روتینگ و سوئیچینگ – Routing and Switching را در مراحل طراحی ، پیاده سازی ، نگهداری و به روز رسانی مطابق با استاندارد های بین المللی دارا می باشد.
• طراحی شبکه بر مبنای استاندارد سه لایه Core,Distribute,Access کمپانی Cisco
• نگهداری و به روز رسانی سخت افزاری و نرم افزاری تجهیزات های مرتبط با Routing and Switching
• ارائه راهکار های سوئیچینگ لایه 2، در شبکه های LAN , WAN
• ارائه راهکار های سوئیچینگ لایه 2، در شبکه های WAN (ATM, Frame Relay,DSL,STM1,…
• طراحی ، راه اندازی و پشتیبانی شبکه Switching کشوری (MPLS)
• ارائه راهکارهای Routing مبتنی بر الگوریتم های مسیر یابی Static وEGP,IGP) Dynamic)
• ارائه راهکارهای Routing and Switching مبتنی بر اولویت نوع اطلاعات (Qos)
• ارائه راهکارهای load balancing مبتنی بر اولویتهای Active-Active
لازم به ذکر است که گروه فنی و مهندسی وی سنتر کلیه خدمات فوق را با استفاده از محصولات کمپانی های معتبری مانند HP,Foundry,Cisco و Mikrotik ارائه می نماید.
روتینگ (Routing) و سوئیچینگ (Switching) دو مفهوم کلیدی در شبکه‌های کامپیوتری هستند که نقش بسیار مهمی در انتقال داده‌ها و مدیریت جریان اطلاعات ایفا می‌کنند. این دو مفهوم در سطوح مختلف از مدل OSI عمل می‌کنند و بهینه‌سازی و کنترل ترافیک شبکه را ممکن می‌سازند. در ادامه، توضیح کاملی از این دو مفهوم ارائه می‌شود:
1. سوئیچینگ (Switching)
سوئیچینگ فرآیندی است که به دستگاه‌های شبکه (مانند سوئیچ‌ها) اجازه می‌دهد تا بسته‌های داده را بین دستگاه‌های موجود در یک شبکه محلی (LAN) منتقل کنند. سوئیچینگ عمدتاً در لایه 2 مدل OSI یعنی لایه پیوند داده (Data Link Layer) عمل می‌کند، اما برخی از سوئیچ‌ها در لایه‌های بالاتر نیز فعالیت دارند.
1.1 نقش سوئیچ در شبکه:
یک سوئیچ شبکه دستگاهی است که ترافیک را درون یک شبکه محلی مدیریت می‌کند. عملکرد اصلی سوئیچ این است که دستگاه‌های مختلف را به یکدیگر متصل کرده و داده‌ها را فقط به پورت مناسب ارسال کند. این کار باعث می‌شود که ترافیک شبکه بهینه شود و برخوردها (Collisions) کاهش یابد.
1.2 انواع سوئیچینگ:
الف) سوئیچینگ مدار (Circuit Switching):
- این نوع سوئیچینگ معمولاً در شبکه‌های تلفنی استفاده می‌شود.
- در سوئیچینگ مدار، قبل از انتقال داده، یک مسیر اختصاصی بین دو نقطه برقرار می‌شود.
- در تمام طول مدت انتقال داده، این مسیر به طور کامل اشغال است.
ب) سوئیچینگ بسته‌ای (Packet Switching):
- در این روش، داده‌ها به بسته‌های کوچک تقسیم می‌شوند و هر بسته به‌طور جداگانه و بر اساس بهترین مسیر موجود به مقصد ارسال می‌شود.
- شبکه‌های IP (مثل اینترنت) از این روش استفاده می‌کنند.
ج) سوئیچینگ فریم (Frame Switching):
- این نوع سوئیچینگ بیشتر در شبکه‌های LAN و Ethernet استفاده می‌شود.
- فریم‌ها (Frameها) که واحدهای داده‌ای لایه 2 هستند، از طریق سوئیچ‌ها بر اساس آدرس MAC مقصد به پورت‌های مناسب هدایت می‌شوند.
1.3 VLAN (شبکه محلی مجازی):
- سوئیچ‌ها قابلیت پشتیبانی از VLAN را دارند که به مدیران شبکه اجازه می‌دهد دستگاه‌های مختلفی را در یک شبکه فیزیکی به چندین شبکه منطقی مجزا تقسیم کنند.
- VLAN باعث بهبود امنیت، مدیریت و کارایی شبکه می‌شود.
1.4 مزایای سوئیچینگ:
- کاهش ترافیک: با ارسال داده‌ها فقط به پورت‌های مقصد، سوئیچ‌ها به کاهش ترافیک غیرضروری کمک می‌کنند.
- افزایش پهنای باند مؤثر: سوئیچ‌ها ارتباط‌های Full-Duplex را بین دستگاه‌ها ایجاد می‌کنند که باعث افزایش پهنای باند مؤثر می‌شود.
- تقسیم ترافیک: سوئیچ‌ها از برخورد داده‌ها جلوگیری می‌کنند و پهنای باند را بهینه‌تر توزیع می‌کنند.
2. روتینگ (Routing)
روتینگ فرآیندی است که از آن برای ارسال بسته‌های داده بین شبکه‌های مختلف استفاده می‌شود. برخلاف سوئیچینگ که در شبکه‌های محلی عمل می‌کند، روتینگ برای مسیریابی بین شبکه‌های مختلف در لایه 3 مدل OSI یعنی لایه شبکه (Network Layer) به کار می‌رود.
2.1 نقش روتر در شبکه:
یک روتر دستگاهی است که بسته‌های داده را بر اساس آدرس IP آن‌ها بین شبکه‌های مختلف مسیریابی می‌کند. روترها بهترین مسیر را برای رسیدن داده به مقصد انتخاب می‌کنند و بسته‌ها را از یک شبکه به شبکه دیگر منتقل می‌سازند.
2.2 پروتکل‌های روتینگ:
روترها از پروتکل‌های مسیریابی (Routing Protocols) استفاده می‌کنند تا اطلاعات مربوط به توپولوژی شبکه را به‌روزرسانی کرده و بهترین مسیر را برای ارسال بسته‌ها تعیین کنند.
الف) پروتکل‌های مسیریابی Distance Vector:
- در این نوع پروتکل‌ها، روترها مسیرهای خود را به همسایگان اطلاع می‌دهند.
- مثال: RIP (Routing Information Protocol).
- معمولاً بر اساس تعداد هاب (Hop Count) مسیرها انتخاب می‌شوند.
ب) پروتکل‌های مسیریابی Link-State:
- این نوع پروتکل‌ها از وضعیت لینک‌های شبکه استفاده می‌کنند تا نقشه‌ای کامل از شبکه ایجاد کنند.
- مثال: OSPF (Open Shortest Path First).
- روترها مسیرهای بهینه‌تری را بر اساس پهنای باند و تأخیر انتخاب می‌کنند.
ج) پروتکل‌های Hybrid:
- پروتکل‌هایی که از ترکیبی از روش‌های Distance Vector و Link-State استفاده می‌کنند.
- مثال: EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol).
2.3 مفاهیم مهم در روتینگ:
الف) جدول مسیریابی (Routing Table):
- هر روتر دارای یک جدول مسیریابی است که شامل مسیرهایی به شبکه‌های مقصد مختلف است.
- این جدول به‌طور مداوم به‌روزرسانی می‌شود و روتر از آن برای تصمیم‌گیری درباره مسیر بسته‌ها استفاده می‌کند.
ب) مسیر پیش‌فرض (Default Route):
- یک مسیر پیش‌فرض زمانی استفاده می‌شود که هیچ مسیر مشخصی برای مقصد بسته در جدول مسیریابی وجود نداشته باشد. این بسته‌ها به سمت روتر دیگری ارسال می‌شوند.
ج) هزینه مسیر (Metric):
- روترها برای انتخاب بهترین مسیر از معیارهایی مانند Hop Count، پهنای باند و تأخیر استفاده می‌کنند. این معیارها در تعیین هزینه (Metric) مسیر تأثیرگذار هستند.
2.4 روتینگ استاتیک و داینامیک:
الف) روتینگ استاتیک (Static Routing):
- در این نوع روتینگ، مدیر شبکه به صورت دستی مسیرها را به روتر وارد می‌کند.
- این روش برای شبکه‌های کوچک مناسب است اما در شبکه‌های بزرگ نیاز به نگهداری بیشتری دارد.
ب) روتینگ داینامیک (Dynamic Routing):
- در این روش، روترها به صورت خودکار مسیرها را با استفاده از پروتکل‌های مسیریابی به‌روزرسانی می‌کنند.
- این روش انعطاف‌پذیری بیشتری دارد و به طور خودکار با تغییرات توپولوژی شبکه سازگار می‌شود.
3. تفاوت‌های کلیدی بین روتینگ و سوئیچینگ:
| ویژگی | روتینگ (Routing) | سوئیچینگ (Switching) |
|---|---|---|
| لایه عملیاتی | لایه 3 (Network Layer) | لایه 2 (Data Link Layer) |
| آدرس‌دهی | بر اساس آدرس‌های IP | بر اساس آدرس‌های MAC |
| عملکرد | انتقال داده بین شبکه‌های مختلف | انتقال داده در یک شبکه محلی |
| دستگاه‌ها | روتر (Router) | سوئیچ (Switch) |
| پروتکل‌ها | پروتکل‌های روتینگ مانند OSPF، EIGRP، BGP | پروتکل‌های لایه 2 مانند STP، VLAN، MAC Learning |
| جدول مسیریابی | از جدول مسیریابی برای یافتن مسیرهای IP استفاده می‌شود. | از جدول MAC برای ارسال داده به مقصد مناسب استفاده می‌شود. |
| سرعت | معمولاً کندتر از سوئیچینگ | سریع‌تر از روتینگ به دلیل استفاده از سخت‌افزار |
جمع‌بندی:
سوئیچینگ برای مدیریت جریان داده‌ها در یک شبکه محلی (LAN) استفاده می‌شود و به دستگاه‌ها امکان می‌دهد تا به صورت بهینه به یکدیگر متصل شوند. از سوی دیگر، روتینگ فرآیندی است که به روترها اجازه می‌دهد تا داده‌ها را بین شبکه‌های مختلف مسیریابی کرده و بهترین مسیر را برای انتقال بسته‌ها انتخاب کنند.
هردو فرآیند مکمل یکدیگر هستند و در ترکیب با هم باعث می‌شوند تا شبکه‌ها به‌صورت بهینه، امن و قابل‌اعتماد عمل کنند.