هاب‌ها و سوئیچ‌ها، هر دو بخش مهمی از شبکه‌بندی هستند، اما در نحوه مدیریت ترافیک داده‌ها تفاوت‌های چشمگیری دارند. هاب‌ها به سادگی داده‌ها را به همه دستگاه‌های متصل ارسال می‌کنند که می‌تواند منجر به تراکم شبکه و کاهش کارایی شود. در مقابل، سوئیچ‌ها هوشمندتر عمل می‌کنند و داده‌ها را تنها به دستگاه خاصی که برای آن در نظر گرفته شده است، ارسال می‌کنند. این ویژگی باعث بهبود سرعت شبکه و کاهش ترافیک غیرضروری می‌شود. این تفاوت اساسی اهمیت انتخاب دستگاه مناسب برای عملکرد بهینه شبکه را برجسته می‌سازد. در ادامه این مطلب به بررسی تفاوت هاب و سوئیچ و عملکرد و مزایا و معایب هر یک می پردازیم.
هاب چیست؟
هاب یک دستگاه شبکه‌ای است که برای اتصال چندین دستگاه در یک شبکه مورد استفاده قرار می‌گیرد. هاب در لایه فیزیکی (Physical Layer) کار می‌کند و داده‌ها را به تمامی پورت‌ها به جز پورتی که داده از آن ارسال شده است، پخش می‌کند. هاب شامل چندین پورت است، به‌طوری که وقتی یک بسته داده به یکی از پورت‌ها می‌رسد، به سایر پورت‌ها کپی می‌شود.
هاب در حالت نیمه‌دوطرفه (Half-Duplex) کار می‌کند. این دستگاه داده‌ها را به شکل سیگنال‌های الکتریکی یا بیت‌های باینری ارسال و دریافت می‌کند. نمودار زیر حالت نیمه‌دوطرفه هاب را نشان می‌دهد:
انواع هاب
به‌طور کلی دو نوع هاب وجود دارد که در ادامه به معرفی آنها پرداخته‌ایم:
هاب فعال
این نوع هاب از برق استفاده می‌کند و قادر به بازتولید سیگنال‌های دودویی و تقویت سیگنال‌های آنالوگ است. بنابراین، می‌توان از آن به‌عنوان تکرار‌کننده نیز استفاده کرد.
هاب غیرفعال
این نوع هاب از برق استفاده نمی‌کند، بنابراین قابلیت بازتولید یا تقویت سیگنال‌ها را ندارد و فقط داده‌ها را منتقل می‌کند.
سوئیچ چیست؟
سوئیچ نیز یک دستگاه شبکه‌ای است که در لایه پیوند داده (Data Link Layer) مدل OSI کار می‌کند. این دستگاه برای اتصال چندین دستگاه به یکدیگر در یک شبکه کامپیوتری استفاده می‌شود. سوئیچ بر اساس نیاز به اتصال، تنظیم و قطع ارتباطات را انجام می‌دهد.
سوئیچ آدرس MAC تمام دستگاه‌های متصل به خود را ذخیره می‌کند. برای این منظور، جدولی را نگه می‌دارد که در آن شماره پورت به آدرس MAC دستگاه متصل به آن پورت مرتبط می‌شود.
این دستگاه ابتدا داده‌ها را به آدرس MAC همه دستگاه‌های متصل به سوئیچ پخش می‌کند و سپس بسته به نیاز به صورت مالتی‌کست (Multicast) یا یونیکست (Unicast) ارسال می‌کند. زمانی که سوئیچ برای اولین بار یک فریم داده را از یک دستگاه متصل به خود دریافت می‌کند، آن را به تمام دستگاه‌های متصل به پورت‌های خود به جز پورتی که از آن فریم داده دریافت شده است، پخش می‌کند.
زمانی که دستگاهی که قرار بود داده را دریافت کند، داده را دریافت کرد، یک تأییدیه ارسال می‌کند. با استفاده از این تأییدیه، سوئیچ آن دستگاه را با پورتی که به آن متصل است، تطبیق می‌دهد. سوئیچ همچنین قابلیت فیلتر کردن بسته‌ها را فراهم می‌کند. به این ترتیب، جدول آدرس MAC پر می‌شود.
دیاگرام زیر، پروسه‌ی بالا را شرح می‌دهد:
سوئیچ در حالت تمام‌دوطرفه (Full Duplex) کار می‌کند. در این حالت، تعداد حوزه‌های برخورد (Collision Domains) برابر با تعداد پورت‌های موجود در دستگاه است.
به دلیل وجود تعداد زیادی حوزه برخورد، احتمال وقوع برخورد بسیار کم است. به‌طور کلی، یک سوئیچ دارای 16 تا 48 پورت است. این دستگاه داده‌ها را به شکل یک بسته داده که به آن فریم (Frame) و پکت (Packet) گفته می‌شود، ارسال و دریافت می‌کند.
در نمودار زیر می‌توانید حالت فول دوپلکس یک سوئیچ را مشاهده کنید:
انواع سوئیچ
انواع سوئیچ عبارتند‌از:
۱. سوئیچ‌های مدیریت نشده
این سوئیچ‌ها در منازل و کسب‌وکارهای کوچک استفاده می‌شوند. نیازی به پیکربندی این سوئیچ‌ها نیست و به‌صورت فوری قابل استفاده هستند.
۲. سوئیچ‌های مدیریت‌شده
این سوئیچ‌ها در شرکت‌ها و سازمان‌های بزرگ استفاده می‌شوند. برای تنظیم کنترل دقیق و بالاترین سطح امنیت، نیاز به پیکربندی دارند. این سوئیچ‌ها بسیار گران‌قیمت هستند، اما در عین حال قابل توسعه می‌باشند. سوئیچ‌های مدیریتی خود به دو نوع تقسیم می‌شوند:
سوئیچ‌های مدیریت‌شده خود به دو نوع تقسیم می‌شوند:
-
سوئیچ‌های هوشمند
این سوئیچ‌ها ویژگی‌های مدیریتی سطح پایه امنیت را ارائه می‌دهند. به همین دلیل به آنها سوئیچ‌های نیمه‌مدیریتی نیز گفته می‌شود. این سوئیچ‌ها در شبکه‌های LAN سریع که از انتقال داده با سرعت گیگابیت پشتیبانی می‌کنند، استفاده می‌شوند.
-
سوئیچ‌های مدیریت‌شده‌ی سازمانی
این سوئیچ‌ها قابلیت تعمیر، کپی، انتقال و نمایش تنظیمات شبکه، رابط وب، پروتکل ساده مدیریت شبکه (SNMP) و رابط خط فرمان را دارند. این سوئیچ‌ها در سازمان‌هایی که تعداد زیادی پورت، سوئیچ و نود دارند، استفاده می‌شوند. نودها دستگاه‌هایی در شبکه هستند که می‌توانند هم داده دریافت کنند و هم ارسال کنند.
۳. سوئیچ‌های LAN
این سوئیچ‌ها برای کاهش تراکم یا گلوگاه شبکه با توزیع داده تنها به گیرنده مورد نظر استفاده می‌شوند. این سوئیچ‌ها به عنوان سوئیچ‌های اترنت نیز شناخته می‌شوند.
۴. سوئیچ‌های PoE
PoE مخفف Power Over Ethernet است. این سوئیچ‌ها به دستگاه‌ها اجازه می‌دهند که از طریق یک کابل به‌طور همزمان برق و داده دریافت کنند. بنابراین فرآیند کابل‌کشی را ساده می‌کنند.
تفاوت اصلی بین هاب و سوئیچ
حالا که با تعریف هاب و سوئیچ آشنا شدیم، باید به‌بررسی تفاوت بین این دو بپردازیم. تفاوت اصلی بین هاب و سوئیچ تفاوت اصلی بین هاب و سوئیچ در نحوه مدیریت ترافیک داده‌ها در یک شبکه است. هاب‌ها که به عنوان دستگاه‌های کم‌هوش‌تر در نظر گرفته می‌شوند، داده‌ها را به‌طور نامحدود به همه دستگاه‌های متصل ارسال می‌کنند، که این امر منجر به تراکم و ناکارآمدی می‌شود، زیرا همه دستگاه‌ها داده‌ها را دریافت می‌کنند، حتی اگر این داده‌ها برای آنها در نظر گرفته نشده باشد. در مقابل، سوئیچ‌ها هوشمندتر عمل می‌کنند؛ آنها داده‌ها را به‌طور انتخابی فقط به دستگاه خاصی که برای آن در نظر گرفته شده است، ارسال می‌کنند. این امر باعث کاهش ترافیک شبکه و بهبود سرعت و کارایی کلی می‌شود. این تفاوت کلیدی، سوئیچ‌ها را به یک انتخاب برتر در شبکه‌های مدرن تبدیل می‌کند، جایی که مدیریت مؤثر داده‌ها حیاتی است.
13 تفاوت هاب و سوئیچ در یک نگاه
اطلاع از تفاوت‌های بین هاب و سوئیچ می‌تواند به شما کمک کند تا بهترین دستگاه را برای شبکه‌های مختلف و نیازهای خاص خود انتخاب کنید؛ به‌خصوص اگر بخواهید به مشتریان خود در این زمینه راهنمایی کنید.
در جدول زیر به‌صورت خلاصه تفاوت این دو را بر اساس 13 پارامتر برای شما بررسی کرده‌ایم:
| ردیف | هاب | سوئیچ |
| 1 | در لایه‌ی فیزیکی که لایه 1 مدل OSI است کار می‌کند. | در لایه‌ی پیوند داده که لایه 2 مدل OSI است کار می‌کند. |
| 2 | برای اتصال چندین کامپیوتر در یک شبکه کامپیوتری استفاده می‌شود. | برای اتصال دستگاه‌های مختلف در یک شبکه کامپیوتری استفاده می‌شود. |
| 3 | داده‌ها به‌صورت سیگنال‌های الکتریکی یا بیت‌ها منتقل می‌شوند. | داده‌ها به‌صورت فریم‌ها و پکت‌ها منتقل می‌شوند. |
| 4 | داده‌ها را به همه‌ی دستگاه‌های متصل پخش می‌کند. | ابتدا داده‌ها را پخش می‌کند و سپس بر‌اساس گیرنده‌ی مورد‌نظر، به‌صورت تک‌پخشی یا چندپخشی ارسال می‌کند. |
| 5 | در حالت نیمه‌دوطرفه کار می‌کند. | در حالت دوطرفهی کامل کار می‌کند. |
| 6 | تنها یک دامنه‌ی برخورد دارد. | تعداد دامنه‌های برخورد برابر با تعداد پورت‌های سوئیچ است. |
| 7 | با برخوردهای زیادی مواجه می‌شود. | در یک سوئیچ دوطرفهی کامل برخوردی وجود ندارد. |
| 8 | به‌عنوان یک دستگاه غیرهوشمند شناخته می‌شود زیرا از آدرس‌های MAC استفاده نمی‌کند. | یک دستگاه هوشمند که از آدرس‌های MAC برای ارسال داده‌ها فقط به گیرنده‌ی مورد‌نظر استفاده می‌کند. |
| 9 | جداولی برای ذخیره‌ی آدرس‌های MAC ندارد. | آدرس‌های MAC را در جداول CAM (حافظه‌ی محتوایی قابل جستجو) ذخیره می‌کند. |
| 10 | یک دستگاه غیرفعال که داده‌ها را به‌طور فعال پردازش نمی‌کند. | یک دستگاه فعال که داده‌ها را به‌صورت هوشمند پردازش و ارسال می‌کند. |
| 11 | از سرعت انتقال 10 Mbps پشتیبانی می‌کند. | از سرعت‌های انتقال از 10/100 Mbps تا 1 Gbps و بیشتر پشتیبانی می‌کند. |
| 12 | در مقیاس‌پذیری و اندازه شبکه محدود است. | مقیاس‌پذیری بیشتری دارد و برای شبکه‌های بزرگ‌تر و تنظیمات متنوع مناسب است. |
| 13 | ساده‌تر و مقرون‌به‌صرفه‌تر اما کم‌کارآمدتر است. | در مدیریت ترافیک شبکه کارآمد است و عملکرد بهتری ارائه می‌دهد، اما نسبتاً گران‌تر است. |
کاربردهای هاب
همانطور که قبلا گفتیم، هاب که به‌عنوان سوئیچ یا متمرکز‌کننده نیز شناخته می‌شود، دستگاهی است که به شما امکان می‌دهد چندین دستگاه را به یک پورت واحد متصل کنید.
این دستگاه‌ها معمولاً در شبکه‌های کامپیوتری برای گسترش تعداد دستگاه‌هایی که می‌توانند به یک روتر یا سوئیچ متصل شوند، استفاده می‌شوند. مهمترین کاربردهای هاب عبارتند‌از:
- این دستگاه‌ها توسط سازمان‌های مختلف برای ارائه‌ی اتصال استفاده می‌شوند.
- همچنین در شبکه‌های کوچک مانند شبکه‌های خانگی استفاده می‌شوند.
- برای مانیتورینگ شبکه نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند.
کاربردهای سوئیچ
سوئیچ‌ها از اجزای کلیدی شبکه‌های مدرن هستند که نقش مهمی در اتصال دستگاه‌ها و مدیریت جریان داده‌ها ایفا می‌کنند. با استفاده از سوئیچ‌ها، می‌توان کارایی و امنیت شبکه را به‌طور قابل‌ملاحظه‌ای افزایش داد. برخی از کاربردهای سوئیچ به قرار زیر است:
- برای مدیریت جریان داده‌ها در شبکه استفاده می‌شود.
- برای اتصال دستگاه‌ها به یکدیگر به‌صورت فیزیکی در یک شبکه‌ی کامپیوتری استفاده می‌شوند.
- برای اتصال اجزای LAN استفاده می‌شوند.
- سوئیچ‌های مدیریت‌شده در سازمان‌های بزرگ برای مدیریت امنیت و جریان داده‌ها استفاده می‌شوند.
مزایا و معایب هاب
در این قسمت، به معرفی مزایا و معایب هاب می‌پردازیم.
مزایای هاب
مزایای بی‌شمار هاب باعث شده که استفاده از آن رواج پیدا کند. در ادامه، برخی از مهمترین این مزایا را بررسی کرده‌ایم:
- اتصال: این امکان را به مشتریان می‌دهد تا به شبکه متصل شوند و داده‌ها را به اشتراک بگذارند و گفتگو کنند.
- هزینه: هاب‌ها نسبت به سوئیچ‌ها ارزان‌تر هستند.
- پوشش منطقه‌ای: تنها هاب‌های فعال می‌توانند به‌عنوان تکرار‌کننده برای افزایش پوشش منطقه‌ای شبکه استفاده شوند؛ زیرا منبع برق دارند که می‌توانند سیگنال‌ها را تقویت کنند. هاب‌های غیرفعال این قابلیت را ندارند.
معایب هاب
با وجود مزایای متعددی که در هاب به چشم می‌خورد، نمی‌توان از معایب آن نیز چشم‌پوشی کرد.در ادامه، به بررسی این معایب می‌پردازیم:
- دامنه برخورد: هاب‌ها تنها یک دامنه برخورد دارند و بنابراین برخوردهای زیادی در هاب اتفاق می‌افتد.
- حالت نیمه‌دوطرفه: هاب‌ها تنها در حالت نیمه‌دوطرفه کار می‌کنند؛ بنابراین در هر زمان یا داده‌ها ارسال می‌شوند یا دریافت.
- ترافیک شبکه: در هاب‌ها هیچ مکانیزمی برای مدیریت ترافیک شبکه وجود ندارد.
- پهنای باند: هاب‌ها نمی‌توانند پهنای باند اختصاصی برای هر دستگاه تخصیص دهند و باید آن را به اشتراک بگذارند.
- اندازه شبکه: هاب‌ها نمی‌توانند از شبکه‌های بزرگ پشتیبانی کنند، زیرا سرعت انتقال به سرعت کاهش می‌یابد زیرا هاب داده‌ها را پخش می‌کند. سرعت انتقال تا حدی کاهش می‌یابد که شبکه بی‌فایده می‌شود.
- امنیت: هاب‌ها از امنیت کمتری برخوردارند زیرا داده‌ها به صورت پخش شده ارسال می‌شوند.
مزایا و معایب سوئیچ
در این قسمت، به معرفی مزایا و معایب سوئیچ می‌پردازیم.
مزایای سوئیچ
سوئیچ مزایای متعددی دارد که مهمترین آنها به‌قرار زیر است:
- پهنای باند: سوئیچ‌ها پهنای باند موجود شبکه را افزایش می‌دهند.
- عملکرد: عملکرد شبکه را بهبود می‌بخشند.
- دامنه‌های برخورد: سوئیچ‌ها برای هر اتصال یک دامنه برخورد ایجاد می‌کنند و بنابراین برخوردهای بسیار کمی در سوئیچ‌ها وجود دارد.
- مدیریت ترافیک: سوئیچ‌ها از نگاشت پورت به MAC برای مدیریت ترافیک شبکه استفاده می‌کنند.
- VLANها (شبکه محلی مجازی): سوئیچ‌ها از VLANها پشتیبانی می‌کنند که به تقسیم‌بندی منطقی پورت‌ها کمک می‌کند.
- پیکربندی‌ها: سوئیچ‌ها امکانات پیکربندی برای امنیت و دقت را فراهم می‌کنند.
معایب سوئیچ
مهمترین معایب سوئیچ عبارتند‌از:
- هزینه: سوئیچ‌ها نسبت به دستگاه‌های شبکه دیگر مانند هاب‌ها و پل‌ها گران‌تر هستند.
- کارایی کمتر نسبت به روترها: سوئیچ‌ها می‌توانند به‌عنوان روتر استفاده شوند، اما به اندازه روترها کارآمد نیستند زیرا معمولاً تنظیمات روترها را ندارند.
- امنیت: اگر سوئیچ در حالت پذیرش همه (promiscuous mode) باشد، نسبت به حملات آسیب‌پذیر است. در حالت پذیرش همه در LAN، هر بسته یا فریم داده‌ی ارسال‌شده می‌تواند توسط یک آداپتور شبکه دریافت و خوانده شود.
- مدیریت مالتی‌کست (multicast): در‌صورت ترافیک چندپخشی، سوئیچ‌ها آن را به‌عنوان پخش گسترده (broadcast) در‌نظر می‌گیرند و شبکه را پر می‌کنند. بنابراین، در حالی که ترافیک چندپخشی را مدیریت می‌کنند، نقطه‌ضعف این است که شبکه را پر می‌کنند. این مسئله هدف اصلی استفاده از سوئیچ که ارسال داده‌ها به دستگاه‌های مشخص است را نفی می‌کند.
نتیجه‌گیری
تفاوت اصلی بین هاب و سوئیچ در نحوه مدیریت ترافیک داده‌ها در شبکه است. هاب‌ها به‌طور همزمان داده‌ها را به همه دستگاه‌های متصل ارسال می‌کنند، که این امر می‌تواند منجر به ازدحام و کاهش کارایی شبکه شود. در مقابل، سوئیچ‌ها با هوشمندی بیشتری عمل می‌کنند و داده‌ها را تنها به دستگاه مقصد ارسال می‌کنند، که باعث کاهش ترافیک غیرضروری و بهبود سرعت و کارایی شبکه می‌شود. این ویژگی‌های سوئیچ‌ها آنها را به انتخابی برتر در شبکه‌های مدرن تبدیل می‌کند، به‌خصوص در محیط‌هایی که نیاز به مدیریت مؤثر و ایمن داده‌ها دارند.
به طور خلاصه، انتخاب بین هاب‌ها و سوئیچ‌ها به نیازهای شبکه، هزینه و عملکرد بستگی دارد و با در نظر گرفتن این عوامل، می‌توان تصمیمات بهتری در مدیریت داده‌ها اتخاذ کرد.
نوشته تفاوت هاب و سوئیچ: بررسی تفاوت ها، کاربرد و مزایا و معایب هاب و سوئیچ اولین بار در مجله آقای وب. پدیدار شد.
