سوئیچ شبکه (به انگلیسی: Network switch)، یک دستگاه شبکهٔ کامپیوتری است که نقطه‌های شبکه یا دستگاه‌های شبکه را به یکدیگر وصل می‌نماید. این واژه معمولاً به دستگاه چند پورتی گفته می‌شود که پردازش و انتقال داده را در لایهٔ دوم مدل اتصال متقابل سامانه‌های باز انجام می‌دهد. سوئیچ‌هایی که معمولاً در لایهٔ سوم یا بالاتر پردازش را انجام می‌دهند، معمولاً سوئیچ چند لایه یا سوئیچ لایه ۳ خوانده می‌شوند. اولین سوئیچ اترنت، توسط Kalpana در سال ۱۹۹۰ معرفی شد.

عملکرد

سوئیچ رایانه‌ای
سوئیچ‌ها دستگاه‌های ارتباطی هستند که وظیفه انتقال داده‌ها بین دستگاه‌ها را به عهده می‌گیرند. به‌طور ساده‌تر بخواهیم توضیح دهیم سوئیچ وسیله ای است که در بین راه ارتباطی دستگاه‌ها نصب شده تا از ازدحام و بهم ریختگی اطلاعات بین مسیر ارتباطی جلوگیری کند. هنگامی که بسته‌های اطلاعاتی از یک دستگاه به دستگاه دیگر ارسال می‌شود ممکن است به همزمانی با اطلاعاتی دیگر از دستگاه دیگر برخورد کند. در این صورت امکان از بین رفتن اطلاعات یا دیر رسیدن اطلاعات به دستگاه مقصد وجود دارد. در این موارد وجود سوئیچ‌ها کمک می‌کند تا اطلاعات با نظم و بدون از بین رفتن به مقصد خود برسند. تفاوت سوئیچ‌ها با هاب در برنامه‌ریزی است. شما می‌توانید یک سوئیچ را طوری برنامه‌ریزی کنید تا داده‌های با ارزش بیشتر سریع تر به مقصد برسند. این امر باعث هوشمند شدن سوئیچ‌ها نسبت به هاب‌ها شده است. سوئیچ شبکه، یک نقش کامل را در بیشتر شبکه‌های مدرن محلی شبکه محلی اجرا می‌کند. شبکه‌های متوسط به بزرگ معمولاً یک یا چند سوئیچ مدیریت شده را شامل می‌شوند.

شبکه‌های کامپیوتری
سوئیچ برای اتصال دستگاهای مختلف از قبیل رایانه، مسیریاب، چاپگرهای تحت شبکه، دوربین‌های مدار بسته و … در شبکه‌های کابلی مورد استفاده واقع می‌شود.

در وجه ظاهری سوئیچ همانند جعبه ایست متشکل از چندین درگاه اترنت که از این لحاظ شبیه هاب (Hub) می‌باشد، با وجود آنکه هر دو این‌ها وظیفه برقراری ارتباط بین دستگاه‌های مختلف را بر عهده دارند، تفاوت از آنجا آغاز می‌شود که هاب بسته‌های ارسالی از طرف یک دستگاه را به همهٔ درگاه‌های خود ارسال می‌کند و کلیه دستگاه‌های دیگر علاوه بر دستگاه مقصد این بسته‌ها را دریافت می‌کنند درحالی‌که در سوئیچ ارتباطی مستقیم بین درگاه دستگاه مبدأ با درگاه دستگاه مقصد برقرار شده و بسته‌ها مستقیماً فقط برای آن ارسال می‌شود.

این خصوصیت از آنجا می‌آید که سوئیچ می‌تواند بسته‌ها را پردازش کند، در سوییچ‌های معمولی که به سوئیچ لایه دوم معروفند این پردازش تا لایه دوم مدل OSI پیش می‌رود و نتیجه این پردازش جدولی است که در سوئیچ با خواندن آدرس سخت‌افزاری (MAC) فرستنده بسته و ثبت درگاه ورودی تشکیل می‌شود. سوئیچ با رجوع به این جدول عملیات آدرس دهی بسته‌ها در لایه دوم را انجام می‌دهد، بدین معنا که این جدول مشخص می‌کند بسته ورودی می‌بایست فقط برای کدام درگاه ارسال شود. در شبکه‌های بزرگ سوئیچ‌ها جدول‌های خود را به اشتراک می‌گذارند تا هر کدام بدانند چه دستگاهی به کدام سوئیچ متصل است و با این کار ترافیک کمتری در شبکه ایجاد کنند.

سوئیچ به‌طور معمول در لایه دوم مدل OSI کار می‌کند ولی سوئیچ‌هایی با قابلیت کارکرد در لایه‌های مختلف حتی لایه هفتم هم وجود دارد. پرکاربردترین سوئیچ در بین لایه‌های مختلف بجز لایه دوم می‌توان به سوئیچ لایه سه اشاره کرد که در بسیاری موارد جایگزین مناسبی برای روتر می‌باشند. از سوئیچ می‌توان در یک شبکه خانگی کوچک تا در شبکه‌های بزرگ با Backboneهای چند گیگابایتی استفاده کرد.

سوئیچ شبکه ابزاریست برای ایجاد اتصال میان چندین کامپیوتر و تجهیزات کامپیوتری به یکدیگر بوده و بخش های مختلف یک شبکه را به یکدیگر ارتباط می‌دهد.

به‌صورت خلاصه، کارکرد سوئیچ بدین گونه است که اگر یک دستگاه قصد ارسال اطلاعات برای یک دستگاه دیگر را داشت، به عنوان واسط عمل کرده و با داشتن لیستی از دستگاه های موجود در شبکه به همراه مک آدرس هر دستگاه، اطلاعات را برای دستگاه مقصد ارسال می‌کند. سوئیچ‌های شبکه با توجه به نوع کاربری، نحوه مدیریت و قابلیت هایی که دارند در دسته بندی های متفاوتی قرار می‌گیرند؛ که در زیر به آن اشاره می‌گردد:

Unmanaged: سوییچ های غیر مدیریتی بدون نیاز به تنظیم خاصی نصب و به صورت Plug and Play در شبکه قابل استفاده هستند. این سوییچ ها اغلب جهت اتصال تجهیزات کاربر نهایی به شبکه مورد استفاده قرار می‌گیرند.
Managed: سوییچ‌های قابل مدیریت معمولا از بالاترین رده سوییچ های شبکه هستند که قابلیت انجام تنظیمات خاص و حرفه‌ایی را دارند و مدیریت این سوئیچ ها نیازمند داشتن دانش و تخصص خاص در حوزه شبکه است.
Smart: سوییچ های هوشمند برخی از قابلیت های مهم سوییچ های رده بالاتر را مانند VLAN و QOS و IGMP پشتیبانی می‌کنند و مناسب سازمان هایی هستند که تیم IT حرفه‌ای ندارند اما نیازمند انجام برخی از تنظیمات اولیه در شبکه خود هستند.

POE: سوئیچ POE به منظور ارسال انرژی الکتریکی بر روی بستر شبکه و به جهت تامین برق دستگاه هایی چون اکسس پوینت بی سیم، دوربین تحت شبکه، تلفن تحت شبکه و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرد.

موارد متعددی در انتخاب سوئیچ شبکه دخیل هستند. هر مجموعه با توجه به نیازهای مختلف انتظارات خاص از شبکه خود دارد که انتخاب یک سوئیچ مناسب در برآورده نمودن آن انتظارات نقش بسزایی دارد. بهتر است در زمان انتخاب سوئیچ شبکه با توجه به نیاز ها و انتظارات خود به موارد زیر توجه شود:

اندازه و تعداد پورت سوئیچ:
سوئیچ ها در ابعاد و اشکال متنوعی در بازار موجود هستند. این اندازه ارتباط مستقیم با تعداد پورت ندارد. ممکن است یک سوئیچ پنج پورت از یک برند با همان سوئیچ در برند دیگر تفاوت در اندازه داشته باشند. اما به طور کلی هر چه تعداد پورت بالاتر باشد اندازه نیز بزرگتر می‌گردد.

ذکر این نکته نیز قابل اهمیت است که تعداد پورت با قیمت دستگاه رابطه مستقیم دارد بدین معنی که هرچه تعداد پورت پیشتر شود قیمت بالاتر می‌رود. پس در هنگام خرید با توجه به تعداد دستگاه‌های مدنظر در شبکه سوئیچ با تعداد پورت مناسب تهیه نمایید.

سرعت و نوع پورت:
سرعت انتقال داده در سوئیچ ها اغلب به دو دسته بر اساس سرعت تقسیم بندی می‌گردد. سوئیچ ها دارای پورت هایی با سرعت 10/100 مگابیت بر ثانیه، 10/100/1000 مگابیت بر ثانیه، 10 گیگابیت بر ثانیه و بیشتر هستند که با توجه به نوع کاربری و سرعت مورد نیاز در شبکه مورد استفاده قرار می‌گیرند. سوئیچ های با سرعت 10/100/1000 با نام سوئیچ گیگابیت شناخته می‌شوند.

یکی دیگر از عوامل تاثیرگذار در انتخاب سوئیچ داشتن پورت های Uplink است. این پورت ها جهت ارتباط میان سوئیچ، روتر، سرور، فایروال با یک دیگیر استفاده می‌گردند. این پورت دارای دو نوع فیبر و مسی است که سرعت نوع فیبر آن بالاتر است. از آنجایی که پورت های Uplink دارای سرعت بالاتری نسبت به دیگر پورت ها هستند با در نظر گرفتن زیرساخت شبکه و سرعت مورد نیاز خود نسبت به انتخاب سوئیچ مناسب اقدام نمایید.

نحوه مدیریت سوئیچ:
سوئیچ ها به دو دسته مدیریتی و غیر مدیریتی تقسیم می‌گردند. سوئیچ های غیر مدیریتی به منظور اتصال کاربر به شبکه به صورت مستقیم استفاده می‌شوند و قیمت مناسب تری دارند. در آن سو سوئیچ های مدیریتی که در رده هوشمند قرار گرفته و دارای لایه های مدیریتی دو لایه و سه لایه تولید می‌گردند. شما می توانید با توجه به نیاز شبکه خود در تنظیمات و دسترسی کاربران سوئیچ مدیریتی مناسب را انتخاب کنید. اگر قیمت سوئیچ برایتان زیاد اهمیتی ندارد و به‌دنبال ویژگی‌های کنترلی بیشتر روی شبکه بزرگ خود هستید، سوئیچ مدیریتی بهترین گزینه است. اما اگر قصد ایجاد یک شبکه کوچک و کارآمد را دارید، یک سوئیچ هوشمند انتخاب مناسبتری خواهد بود.

ظرفیت و سرعت سوئیچینگ:
منظور از ظرفیت سوئیچ در واقع مجموع سرعت ارسال/دریافت تمامی پورت های آن است . این ظرفیت ارتباط مستقیم با حجم داده‌ای که می‌تواند منتقل کند را داراست. سرعت سوئیچینگ زمان مورد نیاز برای پردازش داده‌های ارسالی و دریافتی را شامل می‌گردد. هر چه سوئیچینگ بیشتر ، تعداد پکت‌های ارسالی و دریافتی بیشتر می‌گردد.

سوئیچ POE یا غیر POE
شاید در هنگام خرید سوئیچ شبکه با این سوال از طرف فروشنده روبرو شده باشید که سوئیچ POE باشد یا نباشد. سوئیچ های POE از تکنولوژی تامین برق مورد نیاز دستگاهها از طریق بستر شبکه برخوردارند. این سوئیچ ها می تواند برق دستگاه های از قبیل اکسس پوینت، دوربین تحت شبکه ، تلفن‌های تحت شبکه و … را تامین نمایند. دقت نمایید حداکثر توان تامین برق ، تعداد پورت POE ، تعداد و نوع پورت Uplink ، نوع مدیریت و ظرفیت سوئیچ در انتخاب آن از اهیمت بالایی برخوردار است.