القائمة الرئيسية

الصفحات

اتصال الجهاز بالجهاز بواسطة السويش

ربط المضيف بالمضيف بواسطة السويش

ربط الجهاز بالجهاز بواسطة السويش
في المقالة الأخيرة ، بحثنا في كل ما يحدث لجهازين عند الاتصال مباشرة مع بعضها البعض. في هذه المقالة ، سنضيف جهاز شبكة مشترك: وهو السويش. سوف نلقي نظرة على ما يحدث للاتصال من الجهاز إلى الجهاز من خلال السويش.

ستكون هذه المقالة بمثابة التطبيق العملي لكل ما تمت مناقشته عندما نظرنا إلى السويش كجهاز رئيسي في نقل الحزم. قد يكون من المفيد مراجعة هذا القسم قبل المتابعة.

سنبدأ من خلال النظر في وظائف السويش الفردية ، ثم نلقي نظرة على الرسوم المتحركة التي توضح العملية.

وظائف السويش
يحتوي السويش في المقام الأول على أربع وظائف: التعلم ، والفيضان ، والتوجيه ، والترشيح:

التعلم Learning
كونه جهاز يعمل في الطبقة الثانية  ، سيتخذ السويش جميع قراراته بناءً على المعلومات الموجودة في هيدر الطبقة الثانية. على وجه التحديد ، سوف يستخدم السويش عنوان الماك المصدر وعنوان الماك الوجهة لاتخاذ قرارات إعادة التوجيه.

أحد أهداف السويش هو إنشاء جدول عناوين للماكات، ورسم خرائط تربط كل وصلة من وصلاته بعنوان الماك الخاص بالأجهزة المتصلة.

يبدأ جدول عناوين الماكات فارغًا ، وفي كل مرة يستقبل المحول فيها أي شيء ، يلقي نظرة على حقل عنوان الماك المصدر للفريم الواردة. يستخدم الماك المصدر و والمنفذ الذي تم استلام الفريم منه لإنشاء حقل في جدول عناوين الماكات.

عاجلاً أم آجلاً ، نظرًا لأن كل جهاز متصل سيرسل شيئاً، سيكون لدى السويش جدول عناوين ماكات. ثم يمكن استخدام هذا الجدول لإعادة توجيه الفريمات بذكاء إلى وجهتها المقصودة.

الفيضان Flooding
ومع ذلك ، على الرغم من عملية التعلم الموضحة أعلاه ، من المستحيل أن يرسل السويش في مرحلة ما فريم مخصص لعنوان ماك لا يعرف عنه شيئاً.

في مثل هذه الحالات ، يكون خيار السويش الوحيد هو تكرار الفريم وإرساله إلى كل المنافذ ماعدا المنفذ الذي اتت منه الفريم. هذه العملية تعرف باسم الفيضان.

الفيضان يؤكد أنه في حالة وجود الجهاز المقصود وكان متصلاً بالسويش، بدون شك سيتم تسليم الفريم للجهاز.

في عملية الفيضان ستتلقى بطاقة الشبكة (NIC) الخاصة بكل جهاز متصل الفريم وتلقي نظرة على حقل عنوان ماك الوجهة. إذا لم يكن الجهاز المستلم المقصود ، فسوف يتجاهل الفريم ويعمل لها Drop.

ومع ذلك ، إذا كان الجهاز هو الجهاز المقصود ، فيمكن أن يكتفي السويش بهذه المعلومة ويعرف انه قادر على توصيل الفريم بنجاح.

علاوة على ذلك ، عندما يتلقى الجهاز المقصود الفريم، سيتم إنشاء رد، وإرساله إلى السويش مما يتيح للسويش أن يتعلم وينشىء حقل داخل جدول عناوين الماكات لهذا الجهاز غير المعروف وربطه برقم المنفذ الذي اتت منه الفريم.

التوجيه Forwarding
بالطبع ، سيكون للسويش حقل في جدول عناوين الماكات الخاص به لكل ماك متصل به.
عندما يحدث هذا ، يقوم السويش بإعادة توجيه الفريم واخراجها من المنفذ المناسب.

هناك ثلاث طرق يمكن من خلالها للسويش توجيه الفريمات. مشروحة بايجاز كما ياتي:
  • Store and Forward - يقوم السويش بنسخ الفريم بأكمله (الهيدر + بيانات) إلى مخزن مؤقت للذاكرة ويفحص الفريم بحثًا عن الأخطاء قبل إعادة توجيهها. هذه الطريقة هي الأبطأ ، ولكنها تتيح فرصة أفضل لاكتشاف الميزات الإضافية مثل إعطاء الأولوية لأنواع معينة من حركة المرور للمعالجة بشكل أسرع.
  • Cut-Through - لا يقوم السويش بتخزين أي شيء ولا يفحص سوى الحد الأدنى المطلوب لقراءة عنوان ماك للوجهة وإعادة توجيه الفريم. هذه الطريقة هي الأسرع ، ولكنها لا توفر أي اكتشاف للاخطاء وعدم وجود اي ميزات إضافية.
  • Fragment Free - هذه الطريقة هي مزيج من الطريقتين السابقتين. حيث يفحص السويش جزء من الفريم وهو أو 64 بايت قبل إعادة توجيه الفريم. في حالة حدوث خطأ في الإرسال ، عادة ما يتم ملاحظته ضمن أول 64 بايت. على هذا النحو ، توفر هذه الطريقة الكشف عن الخطأ ، مع اكتساب السرعة والكفاءة لتجنب تخزين الفريم بأكمله في ذاكرة السويش قبل إعادة توجيهها.

الفلترة Filtering
الوظيفة الأخيرة للسويش هي الفلترة. بشكل أساسي ، تنص هذه الوظيفة على أن السويش لن يقوم بإعادة توجيه الفريم إلى الخارج بنفس المنفذ الذي استقبل الفريم منه.

يحدث هذا عندما يحتاج السويش إلى إغراق الفريم - سيتكرر الفريم ويرسل الى كل منفذ باستثناء المنفذ الذي استقبل الفريم منه.

نادرًا ما يرسل الجهاز فريماً بعنوان ماك وجهة خاصة به. هذا عادة عندما يكون الجهاز يعاني من نوع من حالات الخطأ أو عملية اختراق. في كلتا الحالتين ، عندما يحدث هذا ، يتجاهل السويش ببساطة الفريم.

عمليات السويش 
الآن وبعد أن نظرنا إلى كل وظيفة من وظائف السويش ، يمكننا أن ننظر إليها أثناء العمل. تتضمن الرسوم المتحركة أدناه سويشاً يمر بجميع الوظائف الأربعة أثناء معالجته لحركة المرور.

عادة ، سيتعين على الجهازين في الرسوم المتحركة أدناه تنفيذ عملية ARP ، ولكن من أجل التركيز على تشغيل السويش ، سنحذف عملية الـ ARP ونتابع كما لو أن جميع الاجهزة  يعرفون بالفعل عناوين الايبي و الماك الخاصة ببعضهم البعض.

المضيف إلى المضيف من خلال الرسوم المتحركة التبديل - تبديل وظائف



في البداية ، يكون جدول عناوين الماكات الخاص بالسويش فارغًا. تذكر أنه يتم ملؤها فقط عند تلقي فريم.

عندما يرسل الجهاز A الفريم إلى السويش، فإنه يضمن عنوان الماك الخاص به  وهو  aaaa.aaaa.aaaa. يطالب هذا السويش بادخال حقل في جدول عنوان الماكات يربط المنفذ 1 إلى عنوان الماك aaaa.aaaa.aaaa.

بعدها عندما يريد السويش توجيه فريم معينة ، يدرك أنه لا يوجد حقل خاص بالماك bbbb.bbbb.bbbb. هنا لايبقي خياراً للسويش الا تكرار وإغراق الفريم خارج كافة المنافذ. لاحظ أنه تم تكرار الفريم خارج كل المنافذ ، باستثناء المنفذ 1 (المنفذ الذي جاءت منه الفريم) - وهذا مثال على قيام السويش بوظيفة الفلترة.

سيتم استقبال هذا الفريم بعد ذلك من قِبل الجهاز B والجهاز C ، عندما يفحص الجهاز C هيدر الطبقة الثانية سيعرف أن الفريم غير تابعة له . وسيتم تجاهلها. على العكس من ذلك ، عندما يتلقى الجهاز B الفريم ويدرك أنه بالفعل هو المستلم المقصود ، فسيقبل الفريم ويقوم بإرسال رد نحو السويش.

عند وصول الرد إلى السويش ، سيقوم السويش مباشرة بالتعلم وانشاء حقل ثاني في جدول الماكات حيث يربط المنفذ 2 بالعنوان bbbb.bbbb.bbbb.

ثم يبحث السويش عن عنوان ماك الوجهة (aaaa.aaaa.aaaa) ويدرك أن هذا العنوان يجب اخرجه من المنفذ 1. يمكن للسويش ببساطة إعادة توجيه الفريم ، لأنه يعرف موقع عنوان الماك للوجهة.

البث Broadcast
غالبًا ما يكون هناك بعض الالتباس حول السويش فيما يتعلق بمفهوم البث Broadcast والفيض Flooding. الاثنان يؤديان نفس الوظيفة ، ولكن من المهم أيضًا فهم الفرق بين المصطلحين.

بث الفريم هي فريم موجهة إلى كل شخص على الشبكة المحلية. يتم ذلك باستخدام نفس هيدر الايثرنيت الذي ناقشناه ، باستثناء أن حقل عنوان الماك للوجهة هو عنوان خاص: ffff.ffff.ffff. وهو العنوان المحجوز خصيصًا لأغراض البث.

إذا واجه السويش حزمة موجهة الى الماك ffff.ffff.ffff ، فسوف يقوم بارسال الفريم الى جميع الاجهزة (طبعً بعد تعلم عنوان الماك المصدر).

هناك طريقة أخرى لفهم ذلك ، حيث أن العنوان ffff.ffff.ffff محجوز ، لا يمكن للسويش اضافته الى جدول الماكات. على هذا النحو ، اي فريم موجهة الى ذلك العنوان سيتم ارسالها الى جميع الاجهزة.

باختصار ، فريم البث هو فريم موجه إلى الجميع على الشبكة المحلية (ffff.ffff.ffff) ، و الفيضان هو إجراء يمكن أن يقوم به السويش . ففريم البث ، بحكم تعريفه ، سيرسله السويش الى الجميع. لكن السويش لن يبث فريماً  اطلاقاً (لأن البث ليست من وظائف السويش).

في هذه المقالة اغفلنا عمدا بروتوكول تحليل العنوان (ARP) من أجل التركيز على إجراءات السويش . ARP هي من وظائف الجهاز ، ولن يتم تنفيذها بواسطة السويش نفسه. من المفترض أن الاجهزة في الرسوم المتحركة أعلاه يعرفون بالفعل عنوان ماك الخاص بكل منهم.


reaction:

تعليقات