Switch

Switch Nedir?

Network switchler, gelen verileri birden çok giriş bağlantı noktasından belirli bir çıkış bağlantı noktasına yönlendirerek hedefe iletir. Network switchler, veri paketlerini bilgisayarlar, yönlendiriciler, sunucular veya diğer anahtarlar gibi birden çok ağ aygıtı arasında aktaran küçük bir cihazdır.

Ethernet kullanan bir yerel alan ağında (LAN), bir ağ anahtarı, fiziksel aygıt adresine (Ortam Erişim Denetimi adresi veya MAC adresi olarak da bilinir) bakarak her gelen mesaj çerçevesinin nereye gönderileceğini belirler.  Switchler, her MAC adresiyle MAC adresinin alındığı bağlantı noktasına uygun alanları korur.

Switchler Nasıl Çalışır?

Fiziksel ve sanal switchler, modern veri ağlarındaki ağ cihazlarının büyük çoğunluğunu oluşturur. Masaüstü bilgisayarlara, kablosuz erişim noktalarına, endüstriyel makinelere ve kart giriş sistemleri gibi bazı şeylere ( IOT ) ve cihazlara kablolu bağlantılar sağlarlar. Veri merkezlerinde sanal makineleri ( VM ) barındıran bilgisayarların yanı sıra özel fiziksel sunucuları ve depolama altyapısının çoğunu birbirine bağlarlar. Telekomünikasyon sağlayıcı ağlarında büyük miktarda trafik taşırlar.

Network switchleri aşağıdaki şekilde ayrılabilir:

• Kenar veya erişim switchleri: Bu switchler ağa giren veya ağdan çıkan trafiği yönetir. Bilgisayarlar ve erişim noktaları gibi cihazlar kenar switchlere bağlanır.
• Toplama veya dağıtım switchleri: Bu switchler isteğe bağlı bir orta katmana yerleştirilir. Kenar switchler bunlara bağlanır ve switchlerden switchlere trafik gönderebilir veya çekirdek switchleri gönderebilir.
• Çekirdek switchler: Bu network switchleri, toplama veya kenar switchleri bağlayan, kullanıcı veya aygıt kenarı ağlarını veri merkezi ağlarına bağlayan ve tipik olarak kurumsal LAN’ları Internet’e bağlayan ağın omurgasını içerir.

Bir çerçeve, switchler altyapısı tarafından bilinmeyen bir MAC adresine iletilirse, switchler etki alanındaki tüm bağlantı noktalarına taşınır. 

Birçok veri merkezi, toplama katmanını ortadan kaldıran bir yaprak / omurga mimarisini benimser. Bu tasarımda, sunucular ve depolama birimi yaprak anahtarlarına (kenar switchlere) bağlanır ve her yaprak switchleri iki veya daha fazla omurga (çekirdek) switchlerine bağlanır. Bu,  verilerin kaynaktan hedefe ulaşması gereken atlama sayısını en aza indirir  ve böylece taşıma veya gecikme sırasında harcanan zamanı azaltır.

Bazı veri merkezleri, her cihazın tek ve büyük bir switchlerde görünmesini sağlayan bir kumaş veya ağ ağı tasarımı oluşturur. Bu yaklaşım gecikmeyi en aza indirir ve finansal hizmetlerde veya mühendislikte yüksek performanslı bilgi işlem ( HPC ) gibi yüksek talep gören uygulamalar için kullanılır.

Tüm ağlarda switch kullanılmaz. Örneğin, bir ağ, bir token halkasında organize edilebilir veya bir hub veya tekrarlayıcı yoluyla bağlanabilir  (1980 ve 1990’larda yaygın olarak kullanıldı). Bu ağlarda, bağlı her cihaz tüm trafiği görür ve adreslenen trafiği okur. Bir ağ, ayrı bir ağ aygıtı katmanı olmadan bilgisayarları doğrudan birbirine bağlayarak da kurulabilir; bu yaklaşım çoğunlukla 5 mikrosaniyeden daha az gecikmelerin istendiği HPC bağlamlarıyla ilgilenir ve tasarım, kablolama ve yönetme açısından oldukça karmaşık hale gelebilir.

Switchlerin Teknik Özellikleri Nelerdir?

Ağda fiziksel cihazlara ek olarak birkaç Switch türü vardır:

• Virtual (Sanal) Switchler, VM barındırma ortamları içinde oluşturulmuş yalnızca yazılım switchleridir.
• Routing (Yönlendirme) Switchleri, LAN’ları bağlar; MAC tabanlı Katman 2 geçişi yapmanın yanı sıra, her  paketteki İnternet Protokolü (IP) adresine dayalı trafiği yönlendiren  OSI Katman 3’te ( ağ katmanı )  yönlendirme işlevlerini  de gerçekleştirebilir.
• Managed (Yönetilen) Switchler, bir kullanım sağlar izleme ve yapılandırma değişiklikleri sağlayan anahtar üzerindeki her portu ayarlar.
• Unmanaged (Yönetilmeyen) Switchler, Ethernet aygıtı (veri hızı gibi parametreler belirler) otomatik anlaşma kullanan verileri otomatik olarak geçmesine izin verir. Yapılandırma sabittir ve düzenlenemez.
• Kısmen Managed Switch olarak da adlandırılan Smart Switchler, veri aktarımları üzerinde daha fazla kontrole izin verecek şekilde yapılandırılabilir, ancak Managed Switchlere kıyasla daha fazla sınırlamaya sahiptir.

Switch Katmanları Nelerdir?

Ağ aygıtları, OSI modeli tarafından tanımlanan, üzerinde çalıştıkları katmanla ayrılabilir. OSI modeli, protokolleri katmanlara göre ayıran ağları kavramsallaştırır. Kontrol tipik olarak bir katmandan diğerine geçer. Bazı katmanlar şunları içerir:

• Katman 1 veya fiziksel katman; bunlar veri aktarabilir ancak içinden gelen trafiği yönetemez.  Örnek Ethernet hub’ları veya kablolar.
• Katman 2 veya veri almak ve iletmek için donanım adreslerini kullanan veri bağlantı katmanı. Network switch, 2. Katmanda bulunan bir aygıt örneğidir.
• Katman 3 veya bir yönlendiriciye benzer işlevler gerçekleştiren ve aynı zamanda farklı bağlantı noktalarında birden çok fiziksel ağı destekleyen ağ katmanı. Örnekler arasında yönlendiriciler veya katman 3 switchleri bulunur.

Diğer katmanlar arasında katman 4 (taşıma katmanı), katman 5 (oturum katmanı), katman 6 (sunum katmanı) ve katman 7 (uygulama katmanı) bulunur.

Switchlerin Kullanım Alanları Nelerdir?

Switchler, yüksek performansı, akıllı özellikleri ve uygun maliyetli işlemleri nedeniyle en çok tercih edilen ağ bileşenidir. Günümüzde, switchler küçük ofis / ev ofisinden (SOHO) büyük ISS’lere (İnternet Servis Sağlayıcıları) hemen her yerde kullanılmaktadır. Bunları ev ofislerinde veya küçük boyutlu alanlarda istediğiniz gibi kullanabilirsiniz. Bu yerler için 10/100 / 1000BASE-T Gigabit Ethernet switchleri yeterlidir. Buna ek olarak, 10 Gbps, 40 Gbps ve hatta 100 Gbps hız sunmak için yüksek hızlı bağlantı noktalarına sahip birçok switch vardır. Bu yüksek hızlı switchler, veri merkezi inşaatı için işletmeler tarafından yaygın olarak kullanılmaktadır.