سوئیچینگ در شبکه های کامپیوتری — به زبان ساده

منظور از سوئیچینگ در شبکه های کامپیوتری فرایندی است که در طی آن بسته‌های فوروارد شده از یک پورت به پورت دیگر، جهت ارسال به مقصد هدایت می‌شوند. زمانی که داده‌ها وارد یک پورت می‌شوند، این وضعیت ingress نامیده می‌شود و فرایند خروج داده‌ها از یک پورت نیز egress نام دارد. یک سیستم ارتباطی می‌تواند چندین سوئیچ یا گره داشته باشد. سوئیچینگ در سطحی گسترده‌تر می‌تواند به دو دسته کلی تقسیم شود:

• بدون اتصال: در این نوع سوئیچینگ‌ها، داده‌ها به نیابت از جداول فورواردینگ ارسال می‌شوند. هیچ ملاقات قبلی لازم نیست و تأیید ارسال نیز اختیاری است.
• اتصال محور: در این روش پیش از این که داده‌ها از سوی سوئیچینگ به مقصد ارسال شوند، باید یک مدار در مسیر بین دو نقطه انتهایی برقرار شده باشد. سپس داده‌ها در این مدار فوروارد می‌شوند. پس از این که انتقال پایان یافت، مدارها می‌توانند برای استفاده آتی حفظ شوند یا بی‌درنگ خاموش شوند.

سوئیچینگ مدار

زمانی که دو گره روی یک مسیر ارتباطی اختصاصی با همدیگر ارتباط می‌گیرند، به این روش سوئیچینگ مدار گفته می‌شود. در این روش به یک مسیر از قبل مشخص شده نیاز هست که داده‌ها از طریق آن انتقال یابند و اجازه انتقال داده دیگری وجود ندارد. در روش سوئیچینگ مدار، جهت ارسال داده‌ها مدار باید طوری برقرار شده باشد که انتقال داده‌ها بتواند صورت بگیرد.

• مقاله پیشنهادی: انواع پروتکل های ارتباطی شبکه که باید بشناسید — راهنمای جامع و کاربردی

فیلم آموزش شبکه های کامپیوتری ۱ در فرادرس

کلیک کنید

مدارها می‌توانند موقت یا دائمی باشند. اپلیکیشن‌هایی که از سوئیچینگ مدار استفاده می‌کنند، می‌توانند این سه مرحله را طی کنند:

• برقراری یک مدار
• انتقال داده‌ها
• قطع مدار

سوئیچینگ مدار برای اپلیکیشن‌های صوتی طراحی شده است. تلفن بهترین نمونه مناسب برای سوئیچینگ مدار است. پیش از آن که یک کاربر بتواند تماس بگیرد، یک مسیر مجازی بین فرد تماس‌گیرنده و دریافت‌کننده تماس روی شبکه برقرار می‌شود.

سوئیچینگ پیام

این تکنیک چیزی بین سوئیچینگ مدار و سوئیچینگ بسته است. در این روش کل پیام به عنوان واحد داده در نظر گرفته می‌شود و به صورت یک کلیت سوئیچ/ارسال می‌شود.

سوئیچی که از روش سوئیچینگ پیام استفاده می‌کند، ابتدا کل پیام را دریافت می‌کند و تا زمانی که منابع مورد نیاز برای انتقال به جهش (hop) بعدی کسب کند، آن را بافر می‌کند. اگر جهش بعدی، منابع کافی برای دریافت پیام‌های با اندازه بزرگ را نداشته باشد، پیام ذخیره شده و سوئیچ منتظر می‌ماند.

این تکنیک به عنوان جایگزینی برای سوئیچینگ مدار طراحی شده است، چون که در سوئیچینگ مدار، کل مسیر صرفاً برای دو نهاد مسدود می‌شود، البته سوئیچینگ پیام نیز معایبی دارد و از این رو سوئیچینگ بسته جایگزین آن شد. معایب آن به شرح زیر است:

• هر سوئیچ در مسیر انتقال باید فضای کافی برای ذخیره‌سازی کل پیام را داشته باشد.
• از آنجا که تکنیک ذخیره‌سازی و فوروارد در پاره‌ای موارد برای ایجاد منابع کافی باید منتظر بماند، یک تکنیک کُند محسوب می‌شود.
• سوئیچینگ پیام راه‌حلی برای استریم کردن رسانه و اپلیکیشن‌های همزمان محسوب نمی‌شود.

سوئیچینگ بسته

معایب سوئیچینگ پیام موجب شد که ایده سوئیچینگ بسته متولد شود. در این روش کل پیام به بخش‌های کوچکی که بسته (Packet) نام دارند تقسیم می‌شود. اطلاعات سوئیچینگ در هدر هربسته اضافه می‌شود و بی‌درنگ انتقال می‌یابد.

ذخیره‌سازی بسته‌های با اندازه‌های کوچک برای دستگاه‌های میانی شبکه آسان‌تر است؛ چون در این حالت به منابع زیادی برای مسیرهای انتقال و حافظه درونی سوئیچ‌ها نیاز ندارند.

سوئیچینگ بسته موجب بهینه‌سازی خط می‌شود زیرا بسته‌های مربوط به اپلیکیشن‌های چندگانه می‌توانند روی یک حامل مالتی‌پلکس شوند. شبکه اینترنت از تکنیک سوئیچینگ بسته استفاده می‌کند. سوئیچینگ بسته به کاربر امکان ایجاد تمییز میان استریم‌های داده بر مبنای اولویت‌هایشان را می‌دهد. بسته‌ها بر اساس اولویتشان برای ارائه کیفیت سرویس ذخیره‌سازی و فوروارد می‌شوند.

اگر این مطلب برای شما مفید بوده است، آموزش‌های زیر نیز به شما پیشنهاد می‌شوند:

• مجموعه آموزش های شبکه های کامپیوتری
• مجموعه آموزش‌های مهندسی نرم افزار
• آموزش شبکه‌های کامپیوتری ۱
• دستور Ping و بررسی وضعیت شبکه با استفاده از خط فرمان
• انواع پروتکل های ارتباطی شبکه که باید بشناسید — راهنمای جامع و کاربردی
• انواع شبکه های کامپیوتری — راهنمای جامع
• مدل های شبکه کامپیوتری — راهنمای جامع
• آموزش مانیتورینگ شبکه | راهنمای کامل و رایگان — به زبان ساده

==