سوئیچ  سیسکو

سوئیچ سیسکو ( سیسکو switch ) دو برند سوئیچ شبکه را ارائه می‌دهد:

• Catalyst: پلتفرم switching پرچمدار سیسکو switch هستند که با انتخاب زیادی مدل‌هایی که دسترسی، توزیع و لایه‌های اصلی را پوشش می‌دهند.
• Nexus: سوئیچ‌های سطح بالا هستند که در محیط‌های مرکز داده متمرکز شده‌اند.

بسته به برند و مدل، سیسکو یکی از سه سیستم عامل سوئیچ را پشتیبانی می‌‎کند:

• سیستم عامل Catalyst (CatOS): رابط مبتنی بر دستورات مجموعه، یعنی تقریباً به طور کامل منسوخ شده است.
• IOS: رابطی که تقریباً با IOS روتر سیسکو یکسان است، به جز برای دستورات خاص switching.
• NX-OS : رابطی که منحصراً در سوئیچ‌های برند Nexus پشتیبانی می‌شود.

در زیر جزئیات سیستم عامل پشتیبانی شده برای سوئیچ سیسکو های مختلف توضیح داده شده است:

CatOS

• Catalyst 1200
• Catalyst 2948
• Catalyst 4000
• Catalyst 4500
• Catalyst 5000
• Catalyst 5500
• Catalyst 6000
• Catalyst 6500

IOS

• Catalyst 29xx
• Catalyst 35xx
• Catalyst 36xx
• Catalyst 37xx
• Catalyst 38xx
• Catalyst 4500
• Catalyst 4900
• Catalyst 6500
• Catalyst 6800

NX-OS

• Nexus 1000V
• Nexus 3000
• Nexus 4000
• Nexus 5000
• Nexus 7000
• Nexus 9000

اتصالات شبکه در سوئیچ سیسکو ها به عنوان پورت نامیده می‌شود در حالی که در روترها به عنوان رابط شناخته می‌شوند. با این حال، در سیسکو IOS، پورت‌های سوئیچ به عنوان رابط نیز شناخته می‌شوند. علاوه بر این، اکثر سیسکو switch ها ماژولار هستند. بنابراین، دستورات پیکربندی باید هم شماره ماژول و هم شماره رابط را در قالب زیر منعکس کند: اساساً چندین سوئیچ فیزیکی به هم متصل می‌شوند تا یک سوئیچ منطقی را تشکیل دهند. به طور پیش فرض در سوئیچ سیسکو ها، تمام پورت‌های سوئیچ پورت‌های دسترسی هستند. سوئیچ‌های سیسکو به طور خاص برای پشتیبانی از این فریم‌های ISL بزرگ طراحی شده‌اند. ISL حداکثر از 1000 VLAN در یک پورت Trunk پشتیبانی می‌کند. ISL نیز تقریباً به طور کامل منسوخ شده است. اکثر سیسکو switch های مدرن دیگر از آن پشتیبانی نمی‌کنند.

به طور پیش‌فرض در اکثر سوئیچ  سیسکو ها، تمام interfaceهای در حالت خاموش شدن خواهند بود. رابطی

که خاموش است ترافیک ارسال یا دریافت نمی‌کند. سیسکو switch ها چندین دستور نمایش برای نظارت و عیب یابی پورت‌های سوئیچ رابط نمایش بسیار ارزشمند است و اطلاعات زیر را ارائه می‌دهد:

• وضعیت رابط فعلی
• سرعت و duplex
• نرخ‌های ورودی/خروجی فعلی
• آمار ورودی/خروجی بسته‌ها و خطا

جداول CAM و TCAM

در سوئیچ سیسکو ها، جدول آدرس MAC در حافظه آدرس پذیر محتوا (CAM) ذخیره می‌شود. CAM با حافظه دسترسی تصادفی رایج (RAM) متفاوت است:

• RAM یک آدرس حافظه خاص را جستجو می‌کند و سپس داده‌ها یا محتوای ذخیره شده در آن مکان آدرس را بر می‌گرداند.
• CAM اساساً برعکس عمل می‌کند و نیازی به ارائه آدرس حافظه ندارد.

در عوض، CAM برای محتوای مورد نظر پرس و جو می‌کند و سپس همه نتایج منطبق، از جمله هر محتوای مرتبط را بر می‌گرداند.

جداول حافظه آدرس‌پذیر محتوای سه‌گانه (TCAM) جستجوهایی با سرعت بالا برای دو عملکرد اضافی ارائه می‌کنند:

• فیلتر کردن ترافیک با استفاده از لیست‌های دسترسی
• اولویت بندی ترافیک با QoS

یک سیسکو switch فقط ورودی‌های جدول آدرس MAC را بر اساس آدرس MAC منبع در یک قاب اضافه می‌کند. جدول آدرس MAC در حافظه فرار سریع ذخیره می‌شود و به شما امکان می‌دهد جستجوها را خیلی سریع انجام دهید. با این حال، در صورت راه‌اندازی مجدد یا خاموش شدن سوئیچ، آدرس‌های MAC آموخته ‌شده به ‌صورت Dynamic از بین می‌روند. به طور پیش‌فرض در سیسکو سوئیچ ها ، ورودی‌های غیرفعال پس از 300 ثانیه پاک می‌شوند. اکثر سوئیچ‌ها از پیکربندی Static آدرس‌های MAC در جدول پشتیبانی می‌کنند که در صورت راه‌اندازی مجدد یا قطع برق هرگز پاک نمی‌شود. پیکربندی ایستا ورودی‌های جدول فقط در شرایط محدود مورد نیاز است.

لایه 2 Switching:

دستگاه‌های لایه 2 جداول آدرس سخت افزاری را می‌سازند که حداقل می‌باشدکه شامل موارد زیر است:

• آدرس‌های سخت افزاری هاست.
• پورتی که هر آدرس سخت افزاری با آن مرتبط است.

با استفاده از این اطلاعات، دستگاه‌های Layer-2 ارسال هوشمند را انجام می‌دهند. سپس یک فریم را می‌توان به جای همه پورت‌ها، فقط در پورت مقصد مناسب به بیرون فرستاد. ارسال لایه 2 در ابتدا به عنوان bridge نامیده می‌شد. bridge اصطلاحی است که عمدتاً منسوخ شده است و در حال حاضر لایه 2 معمولاً به عنوان Switching شناخته می‌شود. برخی تفاوت‌های فنی ظریف بین bridge و Switching وجود دارد. سوئیچ‌ها معمولاً دارای تراکم پورت بالاتری هستند و به دلیل مدارهای سخت افزاری تخصصی به نام ASIC (مدارهای مجتمع ویژه برنامه) می‌توانند تصمیمات ارسال را با سرعت سیم انجام دهند. در غیر این صورت، bridge و سوئیچ‌ها از نظر عملکرد تقریباً یکسان هستند. سوئیچ‌های Ethernet جداول آدرس MAC را از طریق یک فرآیند یادگیری پویا می‌سازند. یک سوئیچ زمانی که برای اولین بار روشن می‌شود مانند یک هاب عمل می‌کند. در حالی که هاب‌ها به ارتباطات Half-Duplex محدود بودند، سوئیچ‌ها می‌توانند به صورت Full-Duplex کار کنند. با این حال، مانند هاب‌ها، سوئیچ‌ها فقط به یک دامنه توزیع تعلق دارند. فقط دستگاه‌های Layer-3 دامنه‌های توزیع را جدا می‌کنند. به همین دلیل، سوئیچ‌های Layer-2 برای شبکه‌های بزرگ و مقیاس پذیر مناسب نیستند. اگر فقط آدرس دهی سخت افزاری وجود داشت همه دستگاه‌ها از نظر فنی در یک شبکه قرار می‌گرفتند. اینترنت مدرن مانند اینترنت نمی‌تواند وجود داشته باشد. تصور کنید که کل اینترنت صرفاً به عنوان یک محیط سوئیچ شده لایه 2 وجود داشته باشد. سوئیچ‌ها، به عنوان یک قاعده، یک توزیع را به هر پورت ارسال می‌کنند. سوئیچ‌ها از پروتکل (STP) Spanning Tree  برای حفظ یک محیط بدون حلقه استفاده می‌کنند.

لایه 3 Switching:

سوئیچ لایه 3 علاوه بر انجام عملکردهای Switching لایه 2، باید معیارهای زیر را نیز داشته باشد:

• سوئیچ باید توانایی اتخاذ تصمیمات انتقال لایه 3 را داشته باشد (به طور قدیمی مسیریابی نامیده می‌شود)
• سوئیچ باید جریان‌های ترافیک شبکه را ذخیره کند، به طوری که ارسال لایه 3 در سخت افزار رخ دهد. بسیاری از سوئیچ‌های مدولار قدیمی از پردازنده‌های مسیر لایه 3 پشتیبانی می‌کنند. این به تنهایی واجد شرایط Switching لایه 3 نیست. پردازنده‌های لایه 2 و لایه 3 می‌توانند به طور مستقل در یک سوئیچ عمل کنند و هر بسته نیاز به جستجوی جدول مسیر در پردازنده مسیر دارد. سوئیچ‌های Layer-3 از ASICها برای انجام انتقال لایه 3 استفاده می‌کنند.