سوئیچ سیسکو چیست + کاربرد و سیستم عامل آنها

سوئیچ سیسکو چیست؟

اگر در زمینه‌ی شبکه و انتقال اطلاعات فعالیت داشته باشید، به‌طور یقین کلمه سوئیچ سیسکو را شنیده‌اید. این قطعه‌ی سخت‌افزاری باعث می‌شود تا در یک شرکت با چندین اتاق، کارمندها به یک پرینتر مشترک دسترسی داشته باشند و همچنین به‌راحتی بتوانند اطلاعات مهم را با همدیگر به اشتراک بگذارند. اما استفاده از سوئیچ شبکه محدود نیست و براساس نوع آن، کاربردهای متنوعی دارند.

اصطلاح سوئیچ سیسکو در واقع اشاره به سوئیچ شبکه + نام تولیدکننده که کمپانی سیسکو است دارد. این کمپانی با تنوع گسترده‌ی که در تولید سوئیچ شبکه ارائه داده، توانسته به یک گزینه‌ی مطمئن و انتخابی پرطرفدار تبدیل شود.

مدیریت شبکه از طریق پورت‌ و نودها و همچنین داشتن قابلیت‌های امنیتی باعث شده تا این قطعه‌ی سخت‌افزاری تبدیل به یکی از ارکان اصلی برای اتصال در دوربین‌های مداربسته، سرور، رایانه، پرینتر و غیره باشد.

اگرچه عملکرد سوئیچ سیسکو را می‌توان به هاب تشبیه کرد اما این قطعه قابلیت این را دارد که کلیه آدرس‌های سخت‌افزاری را در شبکه در محلی به نام hardware table ذخیره سازد تا اطلاعات مربوط به هر دستگاه را به‌طور اتوماتیک به مقصد ارسال کند.

سوئیچ سیسکو برای اشتراک‌گذاری مبتنی بر شبکه‌های اترنتی، کانال فیبر، ATM و InfiniBand است. با این‌حال امروزه بیشتر سوئیچ‌ها بر پایه اترنت، اتصال را برقرار می‌کنند.

سوئیچ چیست؟

سوئیچ در دنیای شبکه، به دستگاهی پرسرعت گفته می‌شود که بسته‌های داده را دریافت و از طریق یک شبکه محلی به نام Lan به مقصد موردنظر انتقال می‌دهد. در واقع کاربرد سوئیچ برای انتقال اطلاعات دریافتی بین دستگاه‌های یک شبکه مانند پرینتر، سرور، کامپیوتر و … است. به‌دلیل این‌که یک سوئیچ در لایه پیونده داده (لایه 2 یا اصطلاحا پل (bridge)) یا لایه شبکه (Data Link) براساس OSI کار می‌کند، می‌تواند از انواع پروتکل‌های داده پشتیبانی کند. به زبان ساده سوئیچ‌ها را می‌توان پلیس‌های ترافیکی یک شبکه محلی نامید که مسیر را برای فریم‌ها به عنوان واحدهای داده و نحوه‌ی حرکت‌ آن‌ها از یک ناحیه شبکه به ناحیه دیگر مشخص می‌کند.

Cisco چیست؟

واژه سیسکو در دیکشنری پزشکی، مالی، دایره‌المعارف، ویکی‌پدیا و اصطلاح‌نامه یافت می‌شود و براساس نوع کاربرد تعاریف مختلفی دارد. اما واژه Cisco در این مطلب اشاره به شرکت سیستم اطلاعات کامیپوتری سیسکو دارد و مخفف Computer Information System Company است. این کمپانی در سال 1984، توسط Len Bosack و Sandy Lerner در دانشگاه استنفورد راه‌اندازی شد. هدف بنیان‌گذاران این کمپانی آزمایش اتصال شبکه‌های مجزا در دو ساختمان جداگانه در محوطه دانشگاه بود.

امروزه سیسکو تبدیل به یکی از غول‌ها در سیلیکون شده و در حوزه‌های اصلی مسیریابی و سوئیچینگ و همچنین فناوری‌های پیشرفته مانند ارتباطات IP، LAN بی‌سیم، شبکه‌های خانگی، امنیت شبکه، شبکه‌های ذخیره سازی، و سیستم‌های ویدئویی فعالیت می‌کند.

کاربردهای سوئیچ سیسکو

همان‌طور که پیش‌تر اشاره کردیم سوئیچ‌های سیسکو به‌دلیل تنوع گسترده، ویژگی‌های کاربردی و همچنین کیفیت بالایی که دارند، تبدیل به یکی از پرطرفدارترین سوئیچ‌های شبکه در دنیا شده‌اند. به‌همین خاطر براساس مدل کاربرد سوئیچ سیسکو بسیار متنوع است. براساس نوع سوئیچ، کاربرد آن متفاوت خواهد بود. اما به‌طورکلی اصلی‌ترین کاربرد سوئیچ‌های سیسکو را می‌توان انتقال داده در یک بستر ایمن با سرعت زیاد دانست. علاوه بر این‌که سوئیچ‌ها بخش‌های مختلف یک شبکه را به هم متصل می‌کنند، ارتباطات کامل دوطرفه، محافظت از داده‌های با ارزش در عملکرد شبکه و استفاده کارآمد از پهنای باند را نیز فراهم می‌سازند.

کاربرد سوئیچ سیسکو در راه اندازی شبکه های بی سیم

راه‌اندازی و کنترل شبکه بی‎‌سیم (Wireless LAN) یکی دیگر از کاربردهای سوئیچ سیسکو است که علاوه بر برقراری یک ارتباط ایمن، به‌دلیل هوشمندی سوئیچ‌های این کمپانی مانند سری Cisco Catalyst 9800، یک انتقال انعطاف‌پذیر را با افزایش پهنای باند فراهم می‎‌کنند. اگرچه امروزه پیشرفت تکنولوژی باعث تغییرات چشمگیر در زمینه شبکه‌ها شده اما استفاده از سوئیچ سیسکو در شبکه‌های بی‌سیم به‌دلیل قابلیت‌های گسترده‌ای که دارد، بسیار پرطرفدار و محبوب است.

در واقع محصولات بی‌سیم سوئیچ سیسکو می‌توانند در هر مکان و زمان دسترسی به منابع شبکه را با همان کیفیت شبکه سیمی فراهم کنند. یکی از کاربردهای سوئیچ سیسکو در شبکه‌های بی‌سیم، راه‌اندازی دوربین‌های مدار بسته است. این فناوری باعث می‌شود تا فیلم‌های گرفته شده توسط DVR به‌راحتی به گوشی‌های هوشمند منتقل شود. از دیگر کاربردهای سوئیچ سیسکو در راه‌اندازی شبکه‌های بی سیم می‌توان به کسب‌وکارهای کوچک یا اصطلاحا Small Business اشاره کرد.

نحوه کار کردن این سوئیچ ها به چه شکل می باشد؟

هنگامی‌که یک دستگاه به سوئیچ سیسکو متصل می‌شود، سوئیچ آدرس MAC (Media Access Control) آن را یادداشت می‌کند. سپس از طریق کد کارت رابط شبکه (NIC) اتصال دستگاه از طریق سوئیچ به کابل اترنت برقرار می‌شود. بعد از برقراری ارتباط سوئیچ سیسکو از طریق آدرس MAC داده‌های خروجی دستگاه متصل به خود و محل تحویل داده‌ها را شناسایی می‌کند.

در واقع آدرس MAC دستگاه فیزیکی باعث می‌شود تا سوئیچ آدرس IP شبکه (Layer 3) را شناسایی کرده و به‌صورت مستقل به عنوان یک مقصد برای آن دستگاه آدرس اختصاص دهد. البته این آدرس در طول زمان قابل تغییر است.

زمانی‎‌که یک دستگاه به سوئیچ متصل می‌شود، سوئیچ از طریق هدر اطلاعات آن را می‌خواند تا مشخص کند اطلاعاتی که دستگاه قصد ارسال آن را دارد با آدرس مقصد مطابق دارد یا خیر؟ سپس از طریق پورت‌های مناسب که به دستگاه مقصد منتهی می‌شود، اطلاعات را منتقل می‌کند.

سیستم عامل سوئیچ های سیسکو چیست؟

سوئیچ‌ سیسکو دارای یک سیستم‌عامل اختصاصی است که روی سیستم روترها و سوئیچ‌های سیسکو اجرا می‌شود. وظیفه‌ی اصلی این سیستم عامل فعال کردن ارتباطات داده بین گره‌های شبکه است. علاوه بر این، مسیریابی، سوئیچینگ و دهها سرور اضافی دیگر نیز توسط این IOS ارائه می‌شود. همچنین از طریق این سیستم‌عامل کاربر می‌تواند عملکرد و امنیت ترافیک شبکه را نیز بهبود ببخشد.

برخی از خدماتی که سیستم‌عامل سوئیچ سیسکو ارائه می‌دهد شامل رمزگذاری، احراز هویت، قابلیت‌های فایروال، افزایش کیفیت خدمات (QoS)، مسیریابی هوشمند، Proxy و … می‌شود. همچنین سیستم عامل سیسکو در روترهای ISR می‌تواند از پردازش تماس و خدمات ارتباطی یکپارچه پشتیبانی کند.

سه نوع سیستم عامل IOS در سوئیچ‌های سیسکو وجود دارد که عبارتند از:

1. IOS XE : این سیستم عامل روی لینوکس اجرا می‌شود. این سیستم‌عامل دارای کدهای مشابه با دیگر IOS ها است. این سیستم‌عامل که با نام families نیز شناخته می‌شود، اجازه می‌دهد تا هر کاربر از یک پایه کد مشابه استفاده کند.
2. IOS XR: این سیستم‌عامل مبتنی بر QNX و مانند یونیکس (Unix) تجاری است. این سیستم‌عامل از شبکه‌های نرم‌افزاری تعریف شده (SDN) و سیستم‌های تعبیه شده بازار (embedded systems market) پشتیبانی می‌کند. این سیستم‌عامل که با نام trains نیز شناخته می‌شود، نوعی جدید از نسخه‌های IOS را ارائه می‌دهد.
3. NX-OS: این سیستم‌عامل برای سوئیچ‌های اترنت سری Nexus و سوئیچ‌های شبکه فضای ذخیره‌سازی کانال فیبر سری MDS استفاده می‌شود. این IOS مبتنی بر Wind River Linux و با سایر سیستم‌عامل‌های سیسکو قابل اجرا است.

ضرورت استفاده از سیستم عامل سیسکو

سیستم‌عامل سوئیچ سیسکو یکی از پرکاربردترین IOSها در جهان است. این فناوری پیشرفته از کلیه خدمات مهم تجاری پشتیبانی می‌کند و می‌تواند پلتفرم‌های گسترده‌ای را با انواع سخت‌افزار ادغام کند. همچنین این سیستم‌عامل باعث می‌شود تا خدمات سریع‌تر و همه ی عملکردهای شبکه بهبود یابد. برای پیکربندی یک سوئیچ سیسکو، نیاز به سیستم عامل آن است تا از رابط خط فرمان CLI استفاده شود. CLI که با تعدادی از دستورات از پیش تعریف شده همراه است باعث می‌شود تا پیکربندی، مسیریابی، سوئیچینگ، کار با اینترنت و هر ویژگی دیگری که توسط سوئیچ سیسکو ارائه می‌شود، برای کاربر فراهم سازد. در واقع همه ی عملکردهای سوئیچ سیسکو زمانی کامل ارائه می‌شود که از سیستم‌عامل آن استفاده کنید.

برای این‌که احتمال برخورد در ترافیک شبکه بین دستگاه و سوئیچ که به‌طور هم‌زمان اطلاعات را منتقل می‌کنند کم شود، بیشتر سوئیچ‌های سیسکو را براساس عملکرد دو طرفه طراحی و تولید می‌کنند. از طریق داده‌هایی که از یک دستگاه در حال رفت و آمد هستند به پهنای باند کامل سوئیچ دسترسی دارند.

همان‌طور که پیش‌تر اشاره کردیم، اگرچه بیشتر مواقع سوئیچ‌ها در لایه 2 انتقال را انجام می‌دهند، اما می‌توانند در لایه 3 نیز اطلاعات را منتقل کنند. در واقع لایه 3 برای پشتیبانی از شبکه‌های محلی مجازی (VLAN) و بخش‌های منطقی شبکه (logical network) که  زیرشبکه ها را پوشش می‌دهند، ضروری است.