أطلق العنان لإمكانات شبكتك: الدليل الشامل لمفاتيح شبكة Ethernet

في عالم الإنترنت الحالي، يعد نقل البيانات والاتصال السلس أمرًا بالغ الأهمية. تدخل مفاتيح شبكة إيثرنت حيز التنفيذ في جميع أنحاء العالم. تساعد الأجهزة على الاتصال بالمودم أو جهاز التوجيه؛ تشكل هذه المعدات جوهر الشبكات الحديثة والمعاصرة، وتوفر قاعدة ثابتة للشركات والأسر والمؤسسات، وتحقق سرعات أسرع مع الكفاءة والاتصال إلى أقصى حد. عند السعي إلى إنشاء مكتب صغير، على سبيل المثال، أو ترقية الشبكة المنزلية أو الإشراف على بنية تكنولوجيا المعلومات المعقدة، فإن واحدة من أقوى الميزات التي يجب فهمها هي مفاتيح إيثرنت. سيساعدك هذا الدليل في فهم وظيفتها بشكل أفضل، من بين ميزات أخرى، وبالتالي تمكينك من تعظيم قدرات شبكتك. حان الوقت لرفع الاتصال والاتصالات والإنجازات إلى المستوى التالي عندما تولى الابتكار في إيثرنت سطح المكتب زمام المبادرة.

ما هو مفتاح Ethernet وكيف يعمل؟

يعد مفتاح Ethernet جهازًا أساسيًا للشبكات يسهل الاتصال والتواصل مع أجهزة متعددة في شبكة المنطقة المحلية، والمعروفة أيضًا باسم LAN. تعمل هذه الأجهزة عادةً عن طريق إرسال كابلات البيانات عبر Ethernet المحول الذي يقوم فقط بإعادة توجيه البيانات إلى الجهاز المقصود، وهذا يزيد من كفاءة الشبكة من خلال الحفاظ على البيانات التي يستهدفها الجهاز عند الحد الأدنى. 

تعمل مفاتيح Ethernet على الطبقة الثانية من نموذج OSI والتي تعرف باسم طبقة ارتباط البيانات، حيث يتم التعرف على الأجهزة المتصلة على الشبكة من خلال عناوين MAC. وهذا يضمن أمان ودقة البيانات المرسلة من خلال تعلم وتخزين العناوين فيما يعرف بجدول إعادة التوجيه، ومفاتيح Ethernet قادرة على القيام بأكثر من مجرد التبديل في الطبقة 2، حيث أن بعضها قادر أيضًا على التبديل في الطبقة 3. بشكل عام، تعمل مفاتيح Ethernet على زيادة موثوقية الشبكات وقابليتها للتوسع.

فهم أساسيات مفاتيح Ethernet

يمكن تقسيم مفاتيح Ethernet بشكل أساسي إلى مجموعتين من حيث طريقة عملها ومستوى الإشراف المخصص لها:

1. المفاتيح غير المُدارة: يتألف هذا النوع من المفاتيح غير المعقدة التي تعمل بنظام التوصيل والتشغيل دون أي تكوين مسبق. وتستطيع جميع الأجهزة المُدارة الاتصال ببعضها البعض حيث تسهل هذه الأجهزة إعادة توجيه الاتصال تلقائيًا. ويقوم المستخدمون المنزليون والشبكات الصغيرة التي لا تتطلب الكثير من إعدادات الأجهزة بتثبيت هذه المفاتيح في شبكاتهم. 
2. المفاتيح المُدارة: تتألف هذه المفاتيح من مفاتيح قادرة على التعامل مع قدر أكبر من التكوين فيما يتعلق بوظائف الشبكة. ويمكن لهذه المفاتيح المُدارة تنفيذ العديد من الميزات مثل تكوين شبكات VLAN وإدارة حركة المرور وتعديلات المواعيد النهائية الأخرى، على سبيل المثال لا الحصر. تتصل هذه المفاتيح بشبكات الشركات أو غيرها من الأنظمة المعقدة حيث تكون هناك حاجة إلى درجة عالية من ضبط الأداء والتخصيص.

بالنسبة للوظائف المختلفة، يخدم كلاهما وظائف مختلفة تمامًا، وبالتالي، عند تحديد نوع المحول، فإن المتطلبات في إعداد الشبكة المعين هي التي ستحدد ما تحتاجه.

كيف تختلف مفاتيح Ethernet عن أجهزة التوجيه

تعد مفاتيح وموجهات Ethernet أجهزة أساسية للغاية لأي شبكة تستخدمها ولكنها تؤدي وظائف مختلفة في هذه الشبكة. يمكن لمفاتيح Ethernet توصيل الأجهزة العاملة داخل شبكة المنطقة المحلية (LAN). إنه جهاز من الطبقة 2 (طبقة ارتباط البيانات) في نموذج OSI ويستخدم عناوين MAC لتبديل إطارات البيانات بين الأجهزة في موقعه. تعد المفاتيح عنصرًا أساسيًا للاتصال في نفس الشبكة وتستخدم النطاق الترددي بشكل فعال من خلال ضمان إرسال المعلومات إلى الهدف الصحيح.

ومع ذلك، تعمل أجهزة التوجيه على الطبقة 3 من نموذج OSI وتُستخدم لتوصيل شبكتين أو شبكتين مباشرتين معًا. على عكس المحولات، تعمل أجهزة التوجيه على توصيل شبكتين أو أكثر معًا. التي تركز على الشبكات المحلية أو عبر الشبكات الداخلية تستخدم أجهزة التوجيه عناوين IP لإرسال الحزم عبر مناطق محلية مختلفة وحتى الإنترنت. كما تقوم أجهزة التوجيه أيضًا بتنفيذ وظائف ترجمة عناوين الشبكة (NAT) وبروتوكول تكوين المضيف الديناميكي (DHCP) التي تسمح لأجهزة الكمبيوتر من الشبكات الخاصة بالتواصل مع شبكات خارجية أخرى.

ينشأ التشابه بينهما من وظائفهما المساعدة حيث تتخصص أجهزة التوجيه في عزل الحزمة المناسبة بينما تعمل المحولات على تحسين أداء الشبكة من خلال تقليص حركة المرور على الشبكة. يسمح بروتوكول TACIT بحركة البيانات فقط، بينما تحدد المحولات أنماط حركة البيانات. يتم مساعدة بروتوكولي OSPF وBGP في تحديد الحزمة عبر جداول التوجيه.

يمكن ملاحظة التفاوت في السعة والسرعة داخل الأجهزة المذكورة من خلال بيانات الأداء. يتم توفير إصدارات Enterprise Ethernet التي تحتوي على أكثر من 48 منفذًا لسرعات 100 جيجابت في الثانية وما فوق مما يجعلها مناسبة لـ مراكز بيانات فعالةمن ناحية أخرى، تُستخدم أجهزة التوجيه في المقام الأول للتحكم في حركة المرور على الإنترنت والمساعدة في تكامل شبكة WAN، حيث تحتوي على منافذ محدودة ولكنها تتميز بتوجيه حركة المرور المتقدم.

يتم تخصيص الموارد وتعظيم الأداء بشكل فعال بفضل التخطيط الذي يتم مع مراعاة دور الأجهزة المتعددة داخل بنية الشبكة. يتم إقران أجهزة التوجيه بالمفاتيح لتسهيل شبكات الاتصال الآمنة والسلسة بغض النظر عن بيئة الشبكة.

دور عناوين MAC في تشغيل المحول

تسمح أنظمة عناوين MAC (التحكم في وصول الوسائط) للأجهزة بإرسال حزم عبر شبكة المنطقة المحلية (LAN) دون التداخل مع أي نظام آخر، مما يجعل أداء مفاتيح الشبكة سلسًا. ببساطة، يمكن تعريف عنوان MAC على أنه رمز سداسي عشري مكون من 48 بتًا يتم تعيينه لبطاقة واجهة الشبكة (NIC) الخاصة بالجهاز. تعد هذه العناوين ضرورية للمفاتيح والأمان والذكاء لتشكيل وتعديل جدول عناوين MAC للشبكات الذي يربط الأجهزة المتصلة بالمفاتيح بمنافذها المختلفة.

عندما يستقبل المحول إطار بيانات، فإنه يقوم بتقييم عنوان MAC المصدر للإطار ويسجله في جدول عناوين MAC مع المنفذ المقابل. وفي الوقت نفسه، يسترد المحول عنوان MAC الوجهة ويربطه بجدول عناوين MAC للعثور على منفذ لإرسال الإطار إليه. إذا لم يكن عنوان MAC الوجهة موجودًا على الجدول، يلجأ المحول إلى الغمر، حيث يتم إرسال الإطار عبر جميع المنافذ باستثناء المنفذ الذي تم استلامه في الأصل.

من أجل زيادة الأداء، تقوم المحولات بتعديل جدول عناوين MAC بتردد معين وحذف محتوياته بعد أن تظل خاملة لفترة محددة. يساعد هذا في الاحتفاظ بالمساحة وتبسيط الحساب من خلال ضمان عدم تقادم الجداول. تتضمن المحولات الأكثر تقدمًا وظائف مثل شبكات VLAN (شبكات المنطقة المحلية الافتراضية) ودعم بروتوكولات التوجيه الديناميكية بالإضافة إلى استخدام عناوين MAC كإجراء أمني في بيئات متعددة المستخدمين، مما يعزز استخدام عناوين MAC بشكل أكبر.

في سياق التطورات الحديثة في تقنيات الشبكات والمفاتيح، أصبح من الممكن الآن جعل جداول MAC أكبر مع المزيد من الأجهزة المتصلة بالشبكات عالية الكثافة. على سبيل المثال، تحتوي العديد من مفاتيح الشركات على رقم إدخال عنوان MAC يبلغ 128,000 أو نحو ذلك، وهو ما يمكّن OC في الأساس من الوصول إلى ارتفاعات أكبر في البيئات المتعطشة للبيانات مثل الحرم الجامعي ومراكز البيانات. تعد عناوين MAC جزءًا لا غنى عنه من خصائص تشغيل المحول والتي تضمن الاستقرار وقابلية التوسع على شبكات LAN.

أنواع مفاتيح Ethernet: أيها هو المناسب لشبكتك؟

المفاتيح المُدارة مقابل المفاتيح غير المُدارة: الإيجابيات والسلبيات

تختلف مفاتيح Ethernet المُدارة وغير المُدارة في بعض الجوانب، والتي قد تكون بالغة الأهمية عند النظر في تأثيرها على أداء الشبكة أو قابليتها للتوسع أو التحكم فيها. يعد فهم هذه الاختلافات أمرًا ضروريًا أيضًا أثناء الاختيار بين فئتي المفاتيح.

تبديل غير مُدار

تُسمى المحولات غير المُدارة بشكل مناسب لأنها لا تتطلب أي إدارة وتخدم غرض البقاء في حالة "التوصيل والتشغيل". إنها أساسية للغاية، حيث يتم التخلي عن الوظائف المتقدمة وانخفاض تكلفتها. ومع ذلك، فإن انخفاض السعر يعني تقديم وظائف محدودة مما يعني أنه لا يمكن استخدامها على الشبكات المتوسطة إلى الأكبر حجمًا، بل يمكن استخدامها بدلاً من ذلك في المكاتب المنزلية أو المكاتب الصغيرة. بعض الميزات، مثل شبكات VLAN وجودة الخدمة، ضعيفة أو مفقودة، ونتيجة لذلك، تصبح المراقبة أو حتى استكشاف الأخطاء وإصلاحها عديمة الفائدة. يجعلها تكوينها البسيط غير مرنة، ومع ذلك، فإن حقيقة أنها تعمل على التوصيل والتشغيل تسهل النشر السهل إلى حد ما.

الايجابيات:

• اقتصادية وسهلة الاستخدام
• لا يلزم وجود أي معرفة سابقة بالشبكات المحلية
• مناسب للشبكات الصغيرة والمتوسطة ذات احتياجات النطاق الترددي الأقل.

سلبيات:

• تحليل حركة المرور المتقدمة وإدارة الأداء غير متطورة
• الميزات مثل التحكم في الوصول والتشفير غير موجودة
• من الصعب توسيع نطاقه وقد لا يكون رائعًا لتطبيقات مستوى الأعمال 

مفاتيح مُدارة

على عكس المحولات الأخرى، توفر المحولات المُدارة إمكانية تخصيص ومراقبة وإدارة حركة مرور رائعة لطوبولوجيات الشبكة الأكثر تعقيدًا. فهي تمكن مسؤولي الشبكة من تعيين تكوينات على المنافذ الفردية وتجميعها لتمكين المزيد من ميزات الأمان والعمليات الأخرى، مثل تحديد أولويات حركة المرور. تحظى المحولات المُدارة بشعبية كبيرة في الشركات ومراكز البيانات، حيث يكون وقت التشغيل والأداء أمرًا بالغ الأهمية. تعد توجيه الطبقة 3 ومراقبة SNMP وبروتوكولات التكرار وأدوات تشخيص الشبكة الأخرى ميزات متقدمة تزيد من موثوقية الشبكة. تتطلب هذه المرونة العالية مسؤولية متقدمة بالإضافة إلى استثمار مالي كبير. ومع ذلك، تعمل المحولات المُدارة أيضًا على تعزيز الإيرادات وتحسين التدفق النقدي والربحية بشكل كبير.

الايجابيات:

• يتم تحسين الأداء من خلال دعم VLAN وQoS. 
• تؤدي خيارات التحكم في الوصول المتعددة إلى أمان أقوى داخل الشبكة.

سلبيات: 

• أكثر تكلفة من المفاتيح غير المدارة
• هناك حاجة إلى إدارة شبكة أكثر مهارة
• هناك تعقيد في التكوين مع الحجم 

عند اختيار أفضل مفتاح للشبكة، ضع في اعتبارك حالة الاستخدام والموارد واحتياجات النمو والقدر المطلوب من التحكم وقوة الأمان. سيعمل المفتاح غير المُدار للشركات الصغيرة، وإلا فلن يكون هذا تطبيقًا بالغ الأهمية. بخلاف ذلك، يُنصح باستخدام المفاتيح المُدارة للأنظمة البيئية الأكبر حجمًا والمتغيرة باستمرار لأنها توفر العمق والسعة الكافيين.

مفاتيح PoE: توفير الطاقة للأجهزة عبر Ethernet.

تتيح مفاتيح الطاقة عبر إيثرنت توصيل الأجهزة لنقل البيانات والطاقة الكهربائية باستخدام كابل إيثرنت واحد. وتزيل هذه الميزة الحاجة إلى مصدر إضافي للطاقة أو تركيب أي كابلات إضافية، مما يوفر الوقت والتكلفة. بشكل عام، توفر مفاتيح الطاقة عبر إيثرنت الطاقة لأجهزة مثل كاميرات IP وهواتف VoIP ونقاط الوصول اللاسلكية وغيرها من الأجهزة المماثلة. وترشد معايير الصناعة، بما في ذلك معايير IEEE 802.3af و802.3at و802.3bt، تشغيل أجهزة التبديل عبر إيثرنت وإمدادها بالطاقة. وفي هذا الصدد، تسمح مفاتيح الطاقة عبر إيثرنت للشركات بالحفاظ على الاتساق في البنية المادية للشبكة مع تحسين موقع الأجهزة.

مفاتيح Gigabit Ethernet للحصول على اتصال عالي السرعة.

إن محول جيجابت إيثرنت قادر على توفير الاتصال المطلوب بسرعات عالية، مع معدل نقل بيانات يبلغ 1 جيجابت في الثانية لكل منفذ. وتعتبر مثل هذه المحولات بالغة الأهمية في التطبيقات التي تتطلب عرض نطاق ترددي كبير مثل مؤتمرات الفيديو، أو نقل البيانات الضخمة، أو الخدمات المستضافة على السحابة. فهي تسهل الاتصال بين الأجهزة دون التسبب في اختناق الشبكة. ويتم استخدام محول جيجابت على نطاق واسع في كل من بيئات الشركات والأعمال الصغيرة، ويمكن نشره بمعايير إيثرنت السابقة، مما يجعل من السهل تنفيذه داخل أنظمة الشبكة أو حتى أحدثها. ويضمن أدائها المتفوق إمكانية التوسع العالية، مما يجعلها مثالية للشبكة المتوسعة التي تتطلب اتصالاً سريعًا وفعالًا.

كيفية اختيار أفضل محول إيثرنت لمنزلك أو مكتبك

تحديد عدد المنافذ التي تحتاجها

عند تحديد العدد الإجمالي للمنافذ المطلوبة في المحول، ضع في اعتبارك عدد أجهزة الكمبيوتر والطابعات وأجهزة التلفزيون الذكية وأجهزة الألعاب أو أي أجهزة إيثرنت أخرى قد تحتاجها للشبكة. ومن الحكمة أيضًا أن تأخذ في الاعتبار بضعة منافذ إضافية لأي توسعة مستقبلية، نظرًا لحقيقة أن الأجهزة التي سيتم توصيلها حاليًا قد يُتوقع أن تزداد في العدد. على سبيل المثال، إذا كان الجهاز عبارة عن مركز شبكة منزلية وتحتاج إلى توصيل خمسة أجهزة به، فإن اختيار المحول ذي الثمانية منافذ سيعمل بشكل جيد للغاية لأنه يسمح بالتوسعة. تأكد دائمًا من أن المحول المحدد مناسب على الأقل لحالة الشبكة الحالية لديك بالإضافة إلى متطلباتك المتوقعة.

مع مراعاة متطلبات السرعة والنطاق الترددي

عند مقارنة محولات Ethernet، من المهم أيضًا مراعاة ميزات السرعة وعرض النطاق الترددي لتجنب ضعف أداء الشبكة. يحتوي محول Ethernet على تصنيف للسرعة. على سبيل المثال، يتمتع Fast Ethernet بسرعة 100 ميجابت في الثانية، وGigabit Ethernet بسرعة 1 جيجابت في الثانية، وأخيرًا، 10 جيجابت إيثرنت بسرعة 10 جيجابت في الثانية. حاليًا، تتطلب الغالبية العظمى من الأسر والشركات الصغيرة محول Gigabit Ethernet فقط لأنه يسمح باتصالات إنترنت عالية السرعة وتطبيقات مثل الخدمات المستندة إلى السحابة والبث بدقة 10K.

يتأثر النطاق الترددي الإجمالي للشبكة بشكل كبير بالنطاق الترددي. عادةً ما يتم تصنيف مفتاح جيجابت إيثرنت بحيث يكون لديه نطاق ترددي يبلغ 1 جيجابت في الثانية لكل منفذ، على الرغم من أن النطاق الترددي لللوحة الخلفية يحدد قيدًا. يحدد هذا أن مفتاح جيجابت ذي الثمانية منافذ يتطلب بشكل مثالي سعة تبديل تبلغ 16 جيجابت في الثانية، وهو ما يعادل 1 جيجابت في الثانية من الإرسال الثنائي الكامل لكل منفذ.

يجب أيضًا مراعاة نوع الأجهزة والتطبيقات التي تستخدمها ومدى النطاق الترددي الذي يتطلبه كل منها. في حين تتطلب ممارسة ألعاب الفيديو أو إجراء مكالمات الفيديو ونقل الملفات الكبيرة نطاقًا تردديًا عاليًا ومستقرًا، فإن بروتوكول TCP/IP أو غيره من النطاقات الترددية لا يتطلب مثل هذه المتطلبات، ولا يتطلب تصفح الويب أو إرسال رسائل البريد الإلكتروني هذا النطاق الترددي العالي. إن الوعي بهذه المتطلبات يمكّنك من اختيار مفتاح Ethernet يضمن التشغيل السلس لشبكتك خلال أكثر ساعات العمل ازدحامًا.

تقييم الميزات الإضافية مثل شبكات VLAN وجودة الخدمة

في تحليلي للخيارات الإضافية التي يمكن دمجها في الخوارزمية مثل شبكات VLAN وجودة الخدمة، أؤكد على كيفية تحسين هذه القدرات لأداء الشبكة والتحكم فيها. تسمح لي شبكات VLAN بتقسيم حركة المرور بكفاءة وبالتالي تعزيز الأمان والحد من الاختناقات المرورية. في الوقت نفسه، تسمح لي جودة الخدمة بإعطاء الأولوية لحركة المرور الحرجة مثل مؤتمرات الفيديو أو VoIP لضمان الأداء الموثوق به حتى في أوقات الذروة. تكمل كلتا الميزتين بشكل مثالي تحسين الشبكة لمتطلبات محددة.

إعداد وتكوين مفتاح Ethernet الخاص بك

دليل خطوة بخطوة لتوصيل الأجهزة

اختر الموضع المطلوب

أبدأ بوضع مفتاح Ethernet في خزانة جيدة التهوية وآمنة، وهي قريبة من موقع الأجهزة التي أعتزم توصيلها. وهذا يساعد كثيرًا في تقليل طول الكابلات وضمان الحفاظ على الأداء الجيد.

Sقم بتشغيل الجهاز

أقوم الآن بتوصيل المفتاح بمصدر طاقة مناسب من خلال محول الطاقة المرفق. وأتأكد من تشغيل المفتاح بنجاح من خلال النظر إلى مصابيح المؤشر.

استخدام كابلات إيثرنت لتوصيل الأجهزة

أقوم بتوصيل كل جهاز بالمفتاح عبر كابلات إيثرنت، حيث يتم توصيل أحد الطرفين بشبكة الجهاز والطرف الآخر بمنفذ غير مشغول على المفتاح.

التحقق من أن الجهاز متصل

بعد إتمام الاتصال، أبحث عن مصابيح المؤشر الموجودة على المفتاح المرتبط بكل منفذ. تُستخدم هذه المصابيح كمؤشرات لتوضيح ما إذا كان الاتصال قد تم بنجاح، حيث تُظهر هذه المصابيح متى يكون الاتصال قيد التشغيل أو وميضًا.

اختبار وظائف الشبكة

أخيرًا، أقوم بإجراء اختبار لمعرفة ما إذا كانت جميع الأجهزة المتصلة ببعضها البعض قادرة على التواصل مع بعضها البعض عبر الشبكة. عادةً، أقوم بذلك من خلال محاولة الوصول إلى أي من الموارد المشتركة أو الإنترنت، بناءً على كيفية تنظيم الشبكة.

تكوين شبكات VLAN لتقسيم الشبكة

تعمل شبكات المنطقة المحلية Ethernet من خلال تمكين مديري الشبكة من إدراك إمكانية تقسيم شبكة LAN Ethernet واحدة إلى شبكات LAN منطقية متعددة لغرض الأمان أو التوزيع الجغرافي. وبالتالي، تعمل شبكات VLAN Ethernet على تحسين إدارة حركة المرور من خلال تحسين الأمان وتعزيز أداء الشبكة. 

كم عدد الخطوات التي يمكنني اتباعها لإعداد شبكات Ethernet LAN الخاصة بي؟ 
فيما يلي بعض الإرشادات لأي شخص يحاول فهم كيفية عمل شبكات VLAN الخاصة بـ Ethernet. 

الحصول على إمكانية الوصول إلى واجهة التبديل 
ومن الواضح أنه يمكن تحقيق ذلك عن طريق الوصول إلى واجهة سطر الأوامر أو وحدة التحكم في إدارة الويب عبر الشبكة. 

إنشاء شبكات VLAN
من الممكن إنشاء شبكات VLAN من أجهزة الطبقة 3 المناسبة عن طريق تعيين معرفات لكل شبكة VLAN. ويمكن فهم هذا المعرف ببساطة على أنه رقم بين 1 و4094 بموجب IEEE802.1Q. على سبيل المثال، يمكن تعيين معرف VLAN 10 لأجهزة الموظفين، ومعرف VLAN 20 لوصول الضيوف، ومعرف VLAN 30 لأجهزة VoIP. 

تعيين المنافذ إلى شبكات VLAN 
تتمتع شبكة Ethernet LAN بالقدرة على نقل حركة المرور السلكية، ومن الممكن تحديد منافذ التبديل لكل شبكة VLAN لتسهيل الاتصال عبر مجموعة المنافذ المختلفة. يمكن تكوين كل منفذ للعمل إما في وضع الوصول أو الجذع، أي يتم تعيين شبكة VLAN واحدة للمنفذ المحدد أو يتم تعيين شبكات VLAN متعددة مقترنة بالوسم. على سبيل المثال، سيكون تبديل المنافذ 1-10 لمعرف VLAN 10 والمنافذ 11-15 لمعرف VLAN 20.

تكوين خطوط VLAN

عند تكوين ربط شبكات VLAN، تأكد من تمكين الميزة على الروابط بين المحولات أو بين المحولات والموجه. هناك بروتوكولات وسم، مثل IEEE 802.1Q، والتي تستخدم شبكات VLAN على نفس الرابط، مما يسمح بالربط.

التحقق من تكوين VLAN

لتأكيد إعداد شبكة VLAN، استخدم الأوامر أو أدوات المراقبة. تأكد من أن الأجهزة ذات الصلة في شبكة VLAN المكوّنة يمكنها التواصل بسهولة أثناء غياب حركة المرور بين شبكات VLAN المرسلة عبر أجهزة التوجيه أو مفاتيح الطبقة 3 تمامًا، باستثناء الحالات التي يتم فيها استخدام التوجيه أو التبديل.

مزايا شبكات VLAN

• تحسين الأداء: مع إنشاء شبكات VLAN، يتم تقليل حجم نطاق البث، مما يعني أن حركة المرور غير المرغوب فيها سيتم أيضًا تقليلها إلى جانب المزيد من الكفاءة في استخدام النطاق الترددي.
• زيادة الأمان: يمكن تجميع الأجهزة في شبكات VLAN الخاصة بها، مما يمنع المجموعات الأخرى من الوصول غير المصرح به. على سبيل المثال، يمكن للأنظمة المالية الحساسة العمل على شبكة VLAN مقيدة.
• إدارة الشبكة بشكل أسهل: تصبح إضافة الأجهزة ونقلها أكثر سهولة، حيث لا تكون هناك حاجة إلى إعادة توصيل الكابلات المادية في حالة ضرورة إجراء مثل هذه التغييرات على الشبكة.

الدعم الإحصائي

يُظهر تحليل الاتجاهات الحديثة أن الشركات التي تدمج شبكات VLAN تستفيد عادةً بنسبة تصل إلى 30% في استخدام النطاق الترددي مقارنة بالاستخدام الفعلي. وعلاوة على ذلك، تعمل إعدادات شبكات VLAN على تقليل نطاق الهجمات الإلكترونية الداخلية بنسبة 70%. ومن خلال صياغة الاختراقات أو مهاجمتها ضمن النطاق الأوسع لشبكات VLAN، تقتصر الحركة عبر الشبكة على قطاعات محددة فقط.

يصبح تطبيق شبكات VLAN أكثر فعالية عندما يستوعب المرء تمامًا تصميم الشبكة وسلوك حركة المرور فيها. يساعد النوع الصحيح من التجزئة جنبًا إلى جنب مع مراقبة شبكات VLAN وتعديلها في دعم متطلبات الشبكة المعاصرة المتزايدة باستمرار.

تحسين أداء المحول لشبكتك

في المنافسة على تحسين أداء المحول في بيئة شبكة معينة، يجب على المرء أن يبتكر تكوينات وطرق قوية يمكنها تحمل ارتفاع حركة المرور دون تدهور سرعات زمن الوصول والموثوقية. يأتي الجيل الحالي من المحولات مزودًا بأدوات أساسية، على سبيل المثال، التحكم في معدل جودة الخدمة (QoS)، ومنافذ Ethernet الموفرة للطاقة، وتجميع المنافذ، في حين أن هذه الميزات قادرة على زيادة أداء الشبكة بشكل كبير.

1. تمكين جودة الخدمة (QoS): من خلال تنفيذ جودة الخدمة، يتم تزويد مسؤولي الشبكة بالقدرة على إدارة وتصنيف نوع حركة المرور الحرجة التي يتم تقديمها عبر الشبكة وفقًا لمتطلبات المستخدم، على سبيل المثال، أداء صوتي أفضل عند الطلب عبر بروتوكول VoIP أو مؤتمرات الفيديو. وفقًا للدراسات السابقة التي تم فيها تنفيذ جودة الخدمة بكفاءة، كان هناك انخفاض يصل إلى 60% في فقدان حزم البيانات، مما دعم غالبية التطبيقات في الوقت الفعلي.

2. استخدام تجميع المنافذ (تجميع الروابط): يمكن زيادة سعة النطاق الترددي وتجنب الأخطاء المحتملة من خلال دمج عدد من الروابط المادية في رابط منطقي واحد. ومن الأمثلة الواضحة على ذلك استخدام تجميع الروابط IEEE 802.3ad أثناء عمليات الشبكة المزدحمة، مما قد يزيد من تخصيص النطاق الترددي بنسبة تصل إلى 70%.

3. تحسين بروتوكول شجرة الامتداد (STP): هناك عوامل مختلفة تقلل من كفاءة الترابطات في توفير خدمة خالية من التأخير، ومن بينها التكوين السيئ لبروتوكول شجرة الامتداد (STP)، والذي قد يؤدي إلى حلقات أو دورات داخل الشبكة الافتراضية. من خلال دمج خيارات أخرى مثل بروتوكول شجرة الامتداد السريع (RSTP)، يمكن للمستخدمين مضاعفة سرعة وقت التقارب من الامتداد العادي إلى الامتداد السريع بمقدار أربعة أضعاف.

4. استخدام مفاتيح الطبقة 3: بالنسبة للشبكات التي تتعامل مع كميات كبيرة من البيانات، تعمل مفاتيح الطبقة 3 على إكمال الأداء من خلال توزيع مهام التوجيه من أجهزة التوجيه. تعمل هذه المفاتيح على تقليل عدد القفزات وزيادة تدفق الشبكة الداخلية، وهو أمر مثالي للبيئات على مستوى الشركات.

5. كن واعيًا باستهلاك الكهرباء: تعمل تقنيات التبديل مثل IEEE 802.3az التي تتميز بكفاءة استهلاك الطاقة على ضبط استهلاكها للطاقة وفقًا لاحتياجات حركة المرور. يمكن للمفاتيح الموفرة للطاقة خفض استهلاك الكهرباء بنسبة 50%، مما يساعد في زيادة استدامة الهدف وتقليل النفقات التشغيلية في نفس الوقت.

6. جدولة تحديثات البرامج الثابتة والأمان بشكل منتظم: قد تتسبب البرامج الثابتة للمفاتيح غير المحدثة في حدوث مشكلات في التوافق وإدارة الثغرات الأمنية. ومن الحكمة أن يضع مديرو الشبكة خططًا للتحديثات لضمان احتوائها على ميزات حديثة وإصلاحات أمنية.

من خلال الجمع بين هذه الاستراتيجيات والأدوات، يمكن تحسين المحولات لتحقيق الأداء الأقصى إذا تم استكمالها بالاحتياجات التنظيمية الحديثة للتوسع والمرونة. يعني التنفيذ السليم الاحتفاظ بالشبكات في حالة نشطة وفعالة وآمنة من التحديات التي لا يمكن قياسها.

استكشاف الأخطاء وإصلاحها في مشكلات محول Ethernet الشائعة

التعامل مع مشاكل الاتصال

عندما تواجه مشكلات في الاتصال بمفاتيح Ethernet الخاصة بك، فمن المستحسن اتباع عملية استكشاف الأخطاء وإصلاحها بدقة من أجل تصحيح المشكلة بأكثر الطرق فعالية ممكنة. تتضمن بعض الأسباب الشائعة لمثل هذه المشكلات في الاتصال تلف الكابلات وإعدادات التبديل الخاطئة وخلل في أي جهاز.

1. اختبار الكابلات: ابدأ بفحص كابلات Ethernet بحثًا عن أي أضرار مادية مثل القطع أو الموصلات الملتوية. وفقًا للإحصائيات، فإن 70 بالمائة من مشكلات الشبكة ناجمة عن كابلات تالفة أو رديئة الجودة. بعد الفحص، استخدم جهاز اختبار الكابلات للتأكد من أن جميع التوصيلات تعمل بشكل جيد وأن المعايير المطلوبة لنقل البيانات يتم الوفاء بها.
2. إعدادات التكوين والمنافذ: تعتبر أخطاء تكوين إعدادات المحول سببًا في ضعف الاتصالات أو عدم وجودها على محولات Ethernet. من المهم التحقق من أن جميع إعدادات المنفذ، بما في ذلك تكوينات السرعة والثنائية على الأجهزة، متطابقة مع بعضها البعض. على سبيل المثال، يمكن أن تتسبب إعدادات الثنائي المختلفة بين المحول والجهاز المتصل به في ضعف الأداء بسبب معدل الاصطدامات المرتفع.
3. الطاقة عبر الإيثرنت (PoE): إذا تم تمكين PoE على المحول الخاص بك، فتأكد من أن الأجهزة المتصلة تستهلك طاقة كافية وتحقق أيضًا من أن المحول ضمن ميزانية PoE. وإلا، فقد تواجه فقدان الاتصال بأجهزة معينة بسبب تجاوز ميزانية الطاقة.
4. ضع في اعتبارك الاختناقات المرورية في الشبكات: غالبًا ما يكون سببها حلقات الشبكة. يمكن لمثل هذه العواصف أن تحجب مفتاحًا، مما يؤدي إلى انقطاع الاتصالات. يؤدي استخدام خياراتها، على سبيل المثال، بروتوكول شجرة الامتداد (STP)، إلى التخلص من المشكلات وتمركز الشبكة. نظرًا للزيادات غير العادية في حركة المرور على الشبكة إلى جانب أشكال أخرى من النشاط، لاحظ العواصف الإذاعية وتصرف وفقًا لذلك. 
5. قم دائمًا بتثبيت أحدث البرامج الثابتة أو البرامج لأجهزة الشبكة من أجل تأمين الشبكة وضمان التشغيل السليم للأجهزة في شبكة LAN Ethernet. إذا كانت البرامج الثابتة أو البرامج قديمة، فمن المحتمل أن يواجه هذا الجهاز مشكلات في الاتصال. لنفترض أن الجهاز يواجه أخطاء أو مشكلات في التوافق. في هذه الحالة، توجد حلول وبرامج تصحيح محتملة، وأحد أهم الأشياء التي يتم إنجازها بشكل منتظم هو تحديث البرنامج إلى البرامج التصحيحية الجديدة. يذكر البحث الذي أجرته شركة Cisco أن ما يقرب من 15 بالمائة من مشكلات الاتصال يتم حلها عن طريق إرفاق أحدث البرامج الثابتة لجهاز التوجيه.  
6. اختبار الأجهزة واستبدالها: إذا كانت الإجراءات المذكورة أعلاه غير فعّالة، فقد يكون من المفيد تحليل أجهزة المحول. وقد يكون من المفيد أيضًا استخدام أدوات استكشاف الأخطاء وإصلاحها المضمنة لدى البائع، ويمكن استبدال المحولات غير الفعّالة بمحولات تم اختبارها. 

باتباع هذه الخطوات، يمكن لأجزاء من الاستراتيجية أن تساعد في حل مشكلات الاتصال. كما يجب على أجزاء من الشبكة توثيق جميع التكوينات والمشكلات بالتفصيل لتحسين حل المشكلات بشكل أسرع في المستقبل.

حل المشكلات المتعلقة بـ PoE

تنجم المشكلات الشائعة المتعلقة بتقنية Power over Ethernet (PoE) عن تخصيص غير صحيح للطاقة أو كبلات معيبة أو عدم توافق الأجهزة. للتغلب على هذه المشكلات: 

• تأكد من متطلبات الطاقة - تأكد من أن الجهاز المزود بالطاقة لا يتجاوز محقن أو مفتاح PoE. تأكد أيضًا من تخصيص ميزانيات الطاقة المناسبة مع إعداد الأجهزة المتعددة.
• فحص الكابلات – تأكد من أن الكابلات سليمة أو خالية من أي عيوب. بالإضافة إلى ذلك، لا تستخدم كابلات Ethernet أقل من معيار Cat5e، لأنها لا تتوافق مع متطلبات PoE.
• تقييم الأجهزة المتوافقة - تأكد من أن المعدات التي يتم توفير الطاقة لها وPD تتوافق مع نفس معيار التبديل مثل IEEE 802.3af أو 802.3at.
• تعديل البرامج الثابتة والإعدادات – قم بإجراء تعديلات على البرامج الثابتة لحاقنات أو مفاتيح PoE وتأكيد إعدادات PoE.

في معظم الحالات، ستعمل هذه الخطوات على حل أي مشكلات تواجهها مع موزع Ethernet، مما يضمن التشغيل السلس.

معالجة تباطؤ الشبكة واختناقاتها

في سعيك نحو القضاء على الاختناقات أو التباطؤ في الشبكة أو تقليلها، قم بالأمور الرئيسية التالية:

1. فحص كمية استهلاك النطاق الترددي للمستخدم - تحديد ما إذا كان النطاق الترددي المعروض قادرًا على تلبية الاستهلاك هناك؛ إذا اقترب الاستخدام من النطاق الترددي المعروض بشكل مستمر، فقم بزيادة الاتصال.
2. تعديل معلمات جودة الخدمة (QoS) - تخصيص الأجهزة أو التطبيقات الهامة إلى أعلى قائمة الانتظار حتى يتم تقديم الخدمة لها أولاً خلال ساعات الذروة.
3. أنماط حركة المرور – استخدم أدوات وتطبيقات أداء الشبكة للكشف عن الأجهزة أو الأنماط غير الطبيعية التي يبدو أنها تستهلك النطاق الترددي بشكل كبير. قم بتقييد أو منع الأجهزة من الوصول إلى المتطلبات حيثما كان ذلك مناسبًا.
4. المكونات المادية – يجب أن تعمل أجهزة التوجيه ومكونات الشبكة الأخرى، مثل المحولات، بشكل صحيح وأن تحتوي على أحدث التحديثات أو التصحيحات. يجب استبدال المعدات التي يشتبه في أنها معيبة أو قديمة.
5. التمييز بين الشبكات ذات حركة المرور الكثيفة - قم بإعداد شبكات محلية افتراضية مختلفة، والمعروفة أيضًا باسم شبكات VLAN والشبكات الفرعية، بحيث لا تستخدم الأجهزة شبكة واحدة فقط.

إن الخطوات المذكورة أعلاه، عند اتباعها بدقة، سوف تؤدي إلى تحديد وإصلاح المكونات المسؤولة عن ضعف استجابة الشبكة وزيادة الموثوقية.

توسيع شبكتك: التوسع باستخدام مفاتيح Ethernet

مفاتيح تسلسلية للشبكات الأكبر حجمًا

عند التفكير في تسلسل المفاتيح في الشبكات الكبيرة، أسعى جاهداً لتلبية متطلبات الطوبولوجيا المنسقة جيدًا لتخفيف قيود الأداء مثل الاختناقات والتأخير المفرط. أقوم بالتسلسل باستخدام منافذ الارتباط الصاعد وأنتقل بالترتيب المنطقي بحيث يتم تقليل زمن الوصول إلى حد ما. أقوم أيضًا بإعداد STP لتجنب الحلقات في الشبكات مما يساعد في الحفاظ على الاتصال الفعال والاستقرار في الشبكة. تمكنني هذه الاستراتيجية من زيادة سعة الشبكة مع ضمان الموثوقية.

دمج نقاط الوصول اللاسلكية مع المحول الخاص بك

عند تكوين نقاط الوصول اللاسلكية بجانب جهاز التبديل الخاص بي، أتأكد من تكوين منافذ التبديل بحيث تعمل مع بروتوكول الشجرة الشاملة ويتم تعيينها كمنافذ وصول مع شبكات VLAN الصحيحة المطلوبة للاتصال اللاسلكي لمستخدمي. علاوة على ذلك، أتحقق مما إذا كانت نقاط الوصول اللاسلكية متوافقة مع البروتوكولات والمعايير المحددة لجهاز التبديل الخاص بي - مثل PoE إذا كانت ستعمل من خلال جهاز التبديل. أيضًا، من خلال تنفيذ ميزات مثل جودة الخدمة، أقوم بتحسين حركة المرور التي يتم تسليمها إلى الواجهات اللاسلكية جنبًا إلى جنب مع الأجهزة المتصلة بالشبكة. وهذا يجعل الاتصال بين مكونات الشبكة السلكية واللاسلكية أسهل.

تأمين شبكتك للمستقبل باستخدام حلول التبديل القابلة للتطوير

عندما تصبح تعقيدات شبكتك أكثر إلحاحًا في المستقبل، فهناك حاجة ملحة لتغييرات في تصميمها وبنيتها. وهذا يتطلب الاختيار الصحيح للمفاتيح التي ستكون قادرة على توفير الدعم الأمثل لمتطلبات النطاق الترددي المتزايدة أو لتضمين المزيد من الأجهزة مع توسع الشبكة. من الأفضل اختيار المفاتيح ذات التصميم المعياري بحيث يكون توسيع سعتها أمرًا بسيطًا، حتى لو كان ذلك مطلوبًا دون تغيير الوحدة بالكامل. تأكد من أن المفتاح يدعم أحدث المعايير، مثل 10GbE أو أعلى، ويتضمن ميزات مثل شبكات VLAN وسعة PoE كافية لتلبية المتطلبات التكنولوجية المتطورة. إن البناء بقوة على قابلية التوسع والقدرات الحديثة للبنية الأساسية يجعل من الممكن بسهولة أكبر نشر الشبكة ضد المتطلبات المستقبلية المحتملة دون المساومة على الأداء.

أمان محول Ethernet: حماية شبكتك

تنفيذ تدابير أمن الموانئ

في حماية شبكتك من الوصول غير المصرح به، تكون تدابير أمن المنافذ مفيدة. أولاً، قم بتعيين كل منفذ تبديل على عدد معين من عناوين MAC المسموح بها. قم بتشغيل تعلم عنوان MAC الملتصق من أجل ربط الأجهزة المكتشفة تلقائيًا بالمنافذ المخصصة. قم بإعداد مستخدمي المنفذ باستخدام مصادقة 802.1X لتمكين الأجهزة المعتمدة فقط من الاتصال عبر المنافذ. تأكد من الاستمرار في التحقق من المخالفات في استخدام المنفذ وتعطيل المنافذ التي لا يتم استخدامها، وبالتالي إزالة المخاطر الزائدة. إن تبني مثل هذه التدابير لن يحسن أمان البنية الأساسية للشبكة دون المساس بالأداء فحسب، بل إنه أكثر أهمية في سياقات إنترنت الأشياء.

استخدام شبكات VLAN لتعزيز أمان الشبكة

شبكات VLAN مهمة بشكل لا يصدق لتقسيم الشبكة وتعزيز الأمان. على سبيل المثال، يسمح تقسيم الشبكة منطقيًا إلى شبكات VLAN متعددة للمسؤولين بحماية البيانات الحساسة وأجزاء النظام من حركة مرور الشبكة العامة، مما يضمن وجود قدر أقل من الوصول غير المصرح به. ومن الأمثلة على تطبيقها أن قسم الموارد البشرية والمالية وتكنولوجيا المعلومات موجودان على شبكات VLAN مختلفة، مما يعني أن هذه القطاعات لا تشترك في الأجهزة ولكن لديها وصول مختلف إلى شبكة VLAN.

تنصح أفضل الممارسات الحالية المستخدمين بتطبيق بروتوكولات وسم VLAN مثل IEEE 802.1Q لتحسين توجيه حركة المرور من وإلى شبكات VLAN المعنية. لتحسين الأمان بشكل أكبر، يمكن استخدام وضع قوائم التحكم في الوصول بين شبكات VLAN للحد من تدفق البيانات غير المصرح بها ومنع الحركات الجانبية أثناء محاولات الاختراق. تشير نتائج الأبحاث إلى أن حتى الإجراء البسيط ولكن الفعال مثل فصل شبكات VLAN يمكن أن يقلل من التعرض المتزايد للموارد بنسبة تزيد عن 70 بالمائة. علاوة على ذلك، فإن إقران شبكات VLAN بأدوات تحليل الشبكة يعزز مراقبة حركة المرور بشكل متعمق، مما يحسن من اكتشاف الشذوذ وكفاءة الاستجابة.

في حالة نشر شبكات VLAN، من المهم للغاية تحديث عمليات التدقيق على التكوينات مع حماية الروابط الرئيسية بين المحولات لتجنب هجمات التنقل بين شبكات VLAN. يتيح دمج عزل شبكات VLAN مع ضوابط أمنية صارمة واليقظة للشركات إنشاء بنية تحتية قوية وقابلة للصيانة للشبكة. يعمل هذا النهج على تحسين الأمان مع تحسين أداء الشبكات وتسهيل تلبية اللوائح الصناعية المختلفة.

أفضل الممارسات لإدارة التبديل والتحكم في الوصول

1. تنفيذ التحكم في الوصول القائم على الأدوار (RBAC): يساعد التحكم في الوصول القائم على الأدوار في تعيين الأدوار الإدارية على المحولات لمجموعة محددة فقط. يتم تنفيذ ذلك لتجنب التعديل غير المصرح به لتكوينات المحول والذي قد يكون ضارًا بالمؤسسة. تتمكن المؤسسات التي تنفذ التحكم في الوصول القائم على الأدوار كسياسة من خفض أخطاء التكوين بنسبة 60% على الأقل مما يسمح بتحسين وظائف الشبكات وموثوقيتها.
2. استخدم بروتوكولات آمنة للوصول إلى الإدارة: يلزم تكوين المفاتيح لاستخدام بروتوكولات الإدارة التي تعتبر آمنة فقط مثل SSH عبر Telnet. كما يجب أن تحتوي شبكات الإدارة على نقاط وصول من شبكات آمنة معينة فقط. تُظهر الأبحاث أن احتمالية اعتراض الشبكة السلكية داخل المبنى واختراق الشبكة تنخفض إلى حوالي 25% عند استخدام بروتوكولات إدارة مشفرة.
3. تحديث البرامج الثابتة والبرمجيات بانتظام: للحماية من أي ثغرات أمنية، يجب على إدارة المحولات أن تظل محدثة - وهذا يشمل أيضًا البرامج. يتم إصدار تصحيحات وإصلاحات للثغرات الأمنية باستمرار من قبل بائعي الأجهزة، ومع الدمج الفوري لهذه التحديثات، تنخفض احتمالات التعرض للاختراق. حوالي 40٪ من جميع حالات الاختراقات المتعلقة بالمحولات كانت بسبب نقص التحديثات السياقية للأجهزة.
4. تمكين ميزات أمان المنافذ: تجنب استخدام الأجهزة غير المصرح بها من خلال تنفيذ ميزات أمان المنافذ على واجهات المحول. وتشمل هذه تعطيل السياسات مثل تصفية MAC أو تمكين 802.1X، والتي تقيد إمكانية الوصول إلى الأجهزة المصرح بها فقط. يستمر أمان المنافذ في جعل الشبكات أكثر أمانًا مع انخفاض التهديدات الداخلية ونشر الأجهزة المارقة في هذه المناطق. 
5. تكوين التسجيل والمراقبة: لتحسين الرؤية عبر شبكة Ethernet LAN الخاصة بك، من المهم تمكين تسجيل الدخول على المفاتيح ودمجها مع آليات التسجيل والمراقبة. بمساعدة التسجيل في الوقت الفعلي، سيتمكن المسؤولون من مراقبة السلوك المشبوه في أقرب وقت ممكن. تشير الأبحاث السابقة إلى أن المراقبة المستمرة والتنبيه يمكن أن يقلل بشكل كبير من مدة الاستجابة للحوادث بنسبة تزيد عن 50%. 
6. تعطيل المنافذ والميزات غير المستخدمة: لتقليل مساحة الهجوم، يجب تقليل تعقيد الشبكة عن طريق تعطيل أي منفذ تبديل غير مستخدم وميزات التفاوض التلقائي أو LLDP (بروتوكول اكتشاف طبقة الارتباط). ونتيجة لذلك، يقلل هذا من عدد نقاط الوصول المحتملة التي يمكن للمهاجم الوصول إليها. 
7. تقوية منافذ الجذع: تمكين التقليم القوي لشبكات VLAN بحيث يُسمح فقط لشبكات VLAN الضرورية للغاية بالمرور عبر منافذ الجذع. تنفيذ تقليم شبكات VLAN وميزات حافة VLAN الخاصة. يمكن أن يساعد إحباط هجمات التنقل بين شبكات VLAN في تشديد تقسيم شبكتك عن طريق تبديل منافذ الجذع. أظهر الباحثون أن النشر الفعال لتقوية شبكات VLAN يقلل من نجاح مثل هذه الهجمات بنسبة تزيد عن 80%.
8. إجراء نسخ احتياطية لتكوينات المحول بانتظام: قم بتخزين تكوينات المحول في مكان آمن. وهذا يضمن استعادة فعّالة في حالة فشل الأجهزة أو إجراء تعديل ضار للإعدادات وهو أمر ضروري للحفاظ على نقطة وصول إيثرنت آمنة. يتم أتمتة المزيد من عمليات النسخ الاحتياطي للأجهزة لسهولة الاسترداد لتقليل وقت التوقف.

إن تغيير أفضل الممارسات هذه من شأنه أن يحسن من الأمان والإدارة الموثوقة والفعّالة لمفاتيح التحكم في الوصول الخاصة بالمؤسسات. والنتيجة هي شبكة مرنة تلبي المتطلبات الحالية ومؤمنة بشكل جيد ضد المخاطر المستقبلية.

الأسئلة الشائعة (FAQs)

س: ما هو عمل مفاتيح الإيثرنت؟

ج: تعمل مفاتيح Ethernet بذكاء من خلال توصيل الأجهزة عبر الشبكة السلكية وتبادل حزم المعلومات. يتميز كل مفتاح بالعديد من المنافذ، وبمجرد استلام حزمة، يقوم المفتاح باستجواب محتوى الحزمة لتحديد المنفذ المناسب لها. أثناء إيقاف تشغيل كمبيوتر السيدة سميث للتخلص من حركة المرور غير الضرورية، تسمح المفاتيح بالعديد من الاتصالات في وقت واحد. اعتمادًا على طراز المفتاح، يمكن لمفاتيح Ethernet التعامل مع مجموعة متنوعة من سرعات النقل بدءًا من 10 ميجابت في الثانية وحتى 10 جيجابت في الثانية على الطبقة 2 من نموذج اتصالات OSI.

س: ما الذي يجعل مفتاح الشبكة مختلفًا عن موزع الإيثرنت؟

ج: يعمل مفتاح الشبكة ويتم بناؤه بشكل مختلف عن موزع الإيثرنت، حيث يقوم الأخير بوظيفة مختلفة تمامًا. يتم توصيل مجموعة من الأجهزة بشبكة الإيثرنت ويتدفق المرور دائمًا من جهاز إلى آخر، ويتم توصيل مفتاح الإيثرنت والتحكم فيه، ويتم تحسين الأداء بسبب الاتصال المتزامن. يأخذ موزع الإيثرنت، أو المحور السلبي، اتصال إيثرنت واحدًا ويوفر منافذ متعددة لا يتم إدارتها بحركة المرور، مما يعكس ببساطة مدخل منفذ واحد. تفضل معظم الشبكات السلكية المحولات لأنها أفضل بكثير من المحاور السلبية وتوفر أجهزة فردية للعمل في مجالات التصادم الخاصة بها.

س: هل يمكنك توضيح المبادئ الأساسية لشبكة VLAN ودورها بالتزامن مع مفتاح Ethernet؟ 

ج: يشير مصطلح "الشبكات المحلية الافتراضية" أو شبكات VLAN إلى التقسيم المنطقي للشبكة بطريقة يمكن من خلالها تجميع الأجهزة معًا بغض النظر عن موقعها المادي. تتيح مفاتيح إيثرنت المصممة لدعم شبكات VLAN الوصول إلى شبكات متعددة منفصلة افتراضيًا ولكنها تعمل ضمن وحدة شبكة مادية واحدة. لا تعمل هذه الوظيفة على تحسين الأمان فحسب، بل تعمل أيضًا على تعزيز أداء الشبكة وتقليل النفقات الإدارية للشبكة. تعمل شبكات VLAN من خلال تحديد معرف، يسمى معرف VLAN، في إطار إيثرنت، مما يسمح للمحول بإرسال حركة المرور إلى جميع المنافذ التي تنتمي إلى شبكة VLAN المحددة فقط، حيث تعمل كمجالات بث منفصلة.

س: ناقش الاختلافات بين مفاتيح الإيثرنت المُدارة وغير المُدارة. 

ج: يتم التمييز بين مفاتيح الإيثرنت المُدارة وغير المُدارة من حيث قدرات التكوين وخصائص التشغيل. المفاتيح غير المُدارة، مثل مفتاح Netgear 8-port Gigabit Ethernet Unmanaged plug-and-play، هي أجهزة لا تحتاج إلى تكوين حيث يمكنها البدء في العمل بمجرد توصيلها بالشبكة. هذه الأجهزة مناسبة لاحتياجات الشبكات المنزلية والمكتبية البسيطة. على العكس من ذلك، تعمل المفاتيح المُدارة بشكل أكثر تعقيدًا من أجهزة الشبكة الأساسية؛ فهي تتمتع بوظائف مثل دعم شبكات VLAN وجودة الخدمة وقدرات عكس المنافذ والوصول عن بُعد والإدارة. الشبكات الكبيرة وتلك الشبكات التي تتطلب ميزات أمان تحكم متقدمة مثالية لمثل هذه الأنواع من المفاتيح المُدارة. في حين أن هذه الأجهزة المُدارة أكثر تكلفة من المفاتيح غير المُدارة، إلا أنها تتمتع بدرجة أكبر من المرونة وتسمح بتوسيع الشبكات المتنامية.

س: ما هي تقنية PoE بالضبط وما هي مفاتيح الاتصالات أشباه الموصلات الخاصة بها؟

ج: تعمل تقنية Power over Ethernet (PoE)، بمعنى أنها تربط البيانات بجهاز الاتصال عبر كابلات إيثرنت؛ حيث تسمح تقنية إيثرنت للأجهزة باستقبال البيانات والكهرباء. وهذا يجعل هواتف VoIP وكاميرات IP ونقاط الوصول اللاسلكية، من بين أمور أخرى، قابلة للاستخدام مع مفاتيح Power over Ethernet حيث لا يلزم إقران هواتفها بكابلات طاقة إضافية. وعادةً ما تكون معايير IEEE 802.3af أو IEEE 802.3at قابلة للتطبيق على هذه المفاتيح. على سبيل المثال، تحتوي مفاتيح PoE ذات الأربعة منافذ على أكثر من منفذ إيثرنت، مما يسمح للمستخدم بالتبديل من الأجهزة التي تدعم PoE إلى وضع إيثرنت القياسي لتقديم المزيد من التنوع في مشهد الاتصال. وهذا يقضي على التكرار، ويقلل من نفقات التثبيت، ويمهد المجال لوضع الأجهزة بكفاءة أكبر عبر الشبكات.

س: ما هي التفاصيل الرئيسية التي أحتاجها لتحديد الموافقة على مفتاح شبكة إيثرنت الذي سيتم وضعه في منزلي أو مكتبي؟

ج: فيما يلي بعض التفاصيل الرئيسية التي يجب مراعاتها عند اختيار مفتاح شبكة إيثرنت لمنزلك أو مكتبك: 1. عدد المنافذ: حدد مفتاحًا يوفر منافذ متعددة تغطي احتياجاتك وكذلك الاحتياجات المستقبلية (على سبيل المثال، 5 منافذ أو 8 منافذ أو أكثر). 2. السرعة: كم عدد المنافذ التي تحتاجها لمفتاح جيجابت (1000 ميجابت في الثانية)، أم أن مفتاح إيثرنت سريع (100 ميجابت في الثانية) سيكون كافيًا؟ 3. عامل الشكل: مفتاح سطح المكتب أو الحائط بناءً على المساحة المتوفرة تحت تصرفك. 4. مُدار مقابل غير مُدار: هل تحتاج إلى ميزات متقدمة مثل شبكات VLAN، أم أن حل التوصيل والتشغيل سيكون جيدًا بما يكفي. 5. دعم PoE: إذا كانت أجهزتك يمكنها استخدام الطاقة عبر إيثرنت، فابحث عن المفاتيح ذات إمكانيات PoE. 6. سمعة العلامة التجارية: ابحث عن العلامات التجارية الموثوقة مثل Netgear لمزيد من الموثوقية والدعم. 7. قابلية التوسع: تأكد من أن المفتاح يمكنه دعم النمو المحتمل للشبكة.

س: ما هي الفوائد التي أحصل عليها من استخدام مفتاح شبكة إيثرنت في إعدادات إيثرنت في منزلي أو مكتبي؟

ج: يمكن لمحول شبكة إيثرنت تحسين شبكة إيثرنت المنزلية أو المكتبية بشكل كبير بعدة طرق: 1. الاتصال: فهو يتيح المزيد من منافذ إيثرنت، مما يعني أنه يمكن توصيل المزيد من الأجهزة السلكية بالشبكة. 2. أداء أفضل: تسمح المحولات بإنشاء مجالات تصادم متعددة على الشبكة، وبالتالي تقليل الازدحام على كل منفذ، مما يزيد من وقت الاستجابة. 3. موثوقية أكبر: بالنسبة للأجهزة الثابتة في إعداد شبكة LAN إيثرنت، تميل الاتصالات عبر المحول إلى أن تكون أكثر موثوقية من الاتصالات اللاسلكية. 4. دعم التطبيقات سريعة الخطى: على سبيل المثال، يمكن لمفاتيح الجيجابت نقل البيانات بسلاسة أكبر، وهو أمر ضروري لمشاركة الملفات الكبيرة وبث مقاطع الفيديو. 5. التوسع السهل: ستتوسع شبكتك كلما كانت هناك متطلبات جديدة. 6. وظيفة PoE: يمكن لمعظم المحولات تشغيل أجهزة مثل كاميرات IP أو هواتف VoIP. 7. VLAN: تم تجهيز محولات الإدارة بميزات فريدة مثل VLANs، مما يعني أنه يمكن فصل حركة المرور عن بعضها البعض باستخدام ميزات تعزيز الأمان.

مصادر مرجعية

1. الانتقال إلى SDN غير ضار: بنية هجينة لترحيل مفاتيح Ethernet القديمة إلى SDN

• المؤلفون: Csikor، ليفينتي وآخرون. 
• نُشر في: معاملات IEEE/ACM في الشبكات، 2020
• الملخص: يزعم هذا البحث أنه يطرح تصميمًا جديدًا لمحول SDN يسمى HARMLESS والذي يمكن محولات Ethernet القديمة من دمج ميزات SDN دون أي متاعب من خلال نهج مباشر. يتم ذلك عن طريق الهندسة العكسية للبرنامج لمحول OpenFlow في وحدة برمجية أخرى، مما يسمح بتركيبة رخيصة وفعالة من SDN في البنية التحتية الحالية دون فقدان أي ميزة تنافسية.
• النتائج الرئيسية: HARMLESS قادر على تحقيق تخفيضات في تكاليف نشر SDN للشركات الصغيرة الجديدة وتلبية أو حتى تجاوز مقاييس أداء مستوى البيانات الحالية كما تفعل الحلول التنافسية عمومًا، وخاصة للشركات الصغيرة،
• المنهجية: انخرط المؤلفون في اختبارات أداء HARMLESS مقابل حلول SDN التقليدية بمساعدة Csikor وLevente et. Al 2020، بدءًا من الإنتاجية إلى زمن الوصول (سيكور وآخرون، 2020، ص 275-288).

2. تقنية قمع الإرسال الحتمي لـ TCP كما تم استخدامها في أنظمة شبكات خوادم Ethernet Switch COTS من خلال تغيير معلمات حجم حزمة IP 

• المؤلفون: جياوي هوانغ وآخرون
• نُشر في: مجلة IEEE للحوسبة السحابية، 2020.
• الملخص: يناقش المؤلفون مشكلة إرسال TCP Incast في شبكات مراكز البيانات والتي قد تؤدي بخلاف ذلك إلى انهيار الإنتاجية بسبب فقدان الحزم الذي يحدث على مفاتيح Ethernet ذات التخزين المؤقت الضحل. يقترح المؤلفون حلاً لهذه المشكلة، يشار إليه باسم Packet Slicing، والذي يعدل ببساطة حجم حزم IP.
• النتائج الرئيسية: لقد ثبت أن الطريقة، عند تنفيذها، تسمح بزيادة الإنتاجية لبروتوكولات TCP المختلفة لمركز البيانات بنحو 26 مرة في المتوسط، مع كون التأثير على أداء الإدخال/الإخراج للمفاتيح والمضيفين النهائيين ضئيلاً.
• المنهجية: تم إثبات أن تقطيع الحزمة هو أداة فعالة من خلال التحليل النظري، بالإضافة إلى استخدام الاختبار التجريبي على منصة اختبار مادية (هوانغ وآخرون، 2020، ص 749-763).

3. إعادة تصميم معالجة المخزن المؤقت في Ethernet بدون فقدان البيانات

• المؤلفون: هانلين هوانج ومؤلفون آخرون
• نُشر في: معاملات IEEE/ACM في الشبكات، 2024
• الملخص: PFC الانتقائي هو أسلوب لإدارة المخزن المؤقت يهدف إلى حل صعوبات التحكم في التدفق التفسيري السائدة في شبكات Ethernet الخالية من الخسائر والتي تنشأ بسبب تطبيق استخدام التحكم في الازدحام المتحيز من البداية إلى النهاية والتحكم في التدفق من قفزة إلى قفزة بشكل تكميلي. يركز النهج على تطوير تخصيص مساحة المخزن المؤقت المعدل ديناميكيًا لتناسب ظروف المرور على الشبكة.
• النتائج الرئيسية: يؤدي تنفيذ Selective-PFC إلى انخفاض بنسبة 69% تقريبًا في عدد الإطارات المئوية، ويرتبط أيضًا بانخفاض من حيث تفضيلات وقت إكمال التدفق المتوسط ​​لتدفقات الضحايا الكبيرة للغاية.
• المنهجية: لقد سدت هذه الورقة الفجوة لأن مثل هذه الدراسات لم تحلل تكامل مثل هذه العمليات مع إدارة المخزن المؤقت سونوسوك (هوانغ وآخرون، 2024، ص 4749-4764) النهج المركب.

مبدل الشبكة

إيثرنت