در شبکه های کامپیوتری حتما نام ابزارهایی نظیر هاب، سوئیچ یا روتر را شنیده‌اید. هرچند شاید این ابزارها بعضا در ظاهر بسیار شبیه به هم باشند، اما هر یک برای کاربرد متفاوتی طراحی و تولید شده‌اند. این روزها شبکه‌های کامپیوتری در همه جا گسترده شده‌اند و با ورود به هر سازمان، اداره یا شرکتی می‌توان انواع رک‌های ایستاده یا دیواری را مشاهده کرد که میزبان انواع سرورها، پچ پنل، روتر، سوئیچ و انواع هاب هستند. شاید در ظاهر شنیدن نام این ماژول ‌ها بسیار پیچیده به نظر برسد، اما در باطن هر یک برای وظیفه خاصی طراحی شده و مورد استفاده قرار می‌گیرند.

1- هاب

یک هاب وظیفه‌ی اتصال چند کامپیوتر را در شبکه‌ی محلی یا (LAN) دارد. تمام اطلاعاتی که به هاب ارسال می‌شوند، در بین تمام پورت‌ها و تمام دستگاه‌های متصل در شبکه به اشتراک گذاشته می‌شوند.

هاب ها نمی‌توانند رایانه‌های متفاوت را شناسایی کنند، از همین رو است که اطلاعات را از یک پورت دریافت کرده و به تمام پورت‌های دیگر ارسال می‌کنند و برایشان فرقی ندارد که این اطلاعات در واقع برای کدام رایانه ارسال شده است.

با توجه به این مساله، حتی اگر بخواهید یک سری اطلاعات را به تنها یک رایانه‌ی دیگر ارسال کنید و پنج رایانه در شبکه‌ی خود داشته باشید، چهار رایانه به صورت اضافی این اطلاعات را دریافت خواهند کرد.

کاربرد هاب:

این دستگاه در بیشتر شرایط کاربردی ندارد، زیرا از آنجا که تمام داده‌ها به تمام دستگاه‌ها ارسال می‌شود، نه تنها مسائل امنیتی زیادی به وجود می‌آورد، بلکه پهنای باند شما را نیز اشغال می‌کند. فرض کنید که می‌خواهید یک سند را برای مدیر خود چاپ کنید، ولی به جای آن اشتباهی یک نسخه از آن را برای تمام کارمندان شرکت چاپ کرده‌اید. استفاده از هاب نیز چنین حالتی را ایجاد می‌کند.

با این که این دستگاه مشکلات امنیتی زیادی دارد، ولی اگر بخواهید مدیریت کاملی بر روی شبکه داشته باشید و بدانید چه شخصی بیشترین استفاده را از حجم اینترنت شما دارد، هاب می‌تواند یک گزینه‌ی بسیار مناسب باشد.

از آنجایی که هاب ها با سوئیچ ها جایگزین شده‌اند، معمولا دیگر هاب به معنای «هاب» در جایی پیدا نمی‌شود و بیشتر آن‌ها با دستگاه‌های دیگری ترکیب شده‌اند.

2- سوئیچ

یک سوئیچ وظیفه‌ اتصال چندین رایانه در شبکه‌ محلی را بر عهده دارد. پس از ارسال اطلاعات از طریق سوئیچ، یک جدول در آن به نام Switch table ایجاد می‌شود تا با استفاده از آن هر رایانه که به هر پورت متصل است را از طریق مک آدرس آن علامت گذاری کند.

با استفاده از این سیستم، سوئیچ ها قادر هستند تا پس از عبور اولین داده از هر پورت، مک آدرس رایانه را شناسایی کرده و با علامت زدن آنها، رایانه‌ها را از یکدیگر تشخیص دهند.

کاربرد سوئیچ:

کار سوئیچ ایجاد یک شبکه‌ محلی است. در گذشته هاب ها به دلیل ارزان بودن برای این کار پیشنهاد می‌شدند، ولی سوئیچ‌ها از جهات مختلفی از هاب ها برتر هستند. برای مثال سوئیچ ها ترافیک شبکه را کاهش داده، پهنای باند کمتری اشغال کرده و داده‌ها را نیز تنها به مقصد مورد نظر ارسال می‌کنند.

برای مثال فرض کنید رایانه‌ی A می‌خواهد داده‌‌هایی را به رایانه‌ی C ارسال کند. سوئیچ متوجه می‌شود که رایانه‌ی A در پورت یک قرار دارد و رایانه‌ی C نیز به پورت چهار وصل است. با دانستن این مساله، سوئیچ قادر خواهد بود تا داده‌ ها را به طور مستقیم بین آن ها جا به جا کند و داده‌هایی که از پورت یک وارد می‌شوند را به پورت چهار بفرستد. با انجام این کار، مصرف پهنای باند شبکه نسبت به هاب بسیار کاهش پیدا می‌کند.

با استفاده از سوئیچ حتی قادر به افزایش تعداد پورت‌های پشتیبانی شده در روتر خود نیز هستید. به این صورت که می‌توانید یکی از پورت‌های روتر خود را به پورت اترنت (Ethernet) روتر خود متصل نموده و رایانه‌های خود را به سوئیچ وصل کنید. برای مثال با استفاده از یک سوئیچ پنج تایی و اتصال آن به یک روتر چهار پورته، می‌توانید هشت رایانه را به روتر خود متصل کنید.

سوئیچ ها در دو دسته‌ی مدیریت شده و مدیریت نشده عرضه می‌شوند. سوئیچ های مدیریت نشده مرسوم‌تر بوده و به شما این اجازه را می‌دهند که بدون نیاز به هیچ تنظیماتی آن‌ها را متصل کرده و استفاده کنید. سوئیچ های مدیریت شده به شما امکان مدیریت ترافیک و اولویت بندی آن را می‌دهند. برای مثال می‌توانید اولویت تماس تلفن شبکه را بالاتر ببرید تا تماس‌های با کیفیت تری را تجربه کنید.

3- روتر

روتر دستگاهی است که بسته‌ها را بین شبکه‌های مختلف رد و بدل می‌کند این بسته‌ها در واقع داده هایی هستند که یک آدرس مقصد نیز در آن‌ها درج شده است. روترها از این آدرس مقصد استفاده می‌کنند تا داده را به مقصد خود برسانند. تا رسیدن داده به مقصد، این داده از بین چندین روتر عبور می‌کند. از همین طریق است که شبکه‌ محلی شما به اینترنت متصل می‌شود. زمانی که یک را نام جست و جو می‌کنید، روتر شما این داده ها را به سرورها ارسال می‌کنند تا توسط سرورهای پردازش شده و نتیجه‌ی آن به شما نمایش داده شود.

برای مثال یک نامه را تصور کنید. اگر بخواهید یک نامه را به همسایه خود در واحد A  ارسال کنید، فقط نام واحد را بر روی بسته می‌نویسید. ولی اگر بخواهید نامه را به یکی از دوستان خود ارسال کنید که در واحد A  ساختمانی دیگر زندگی می‌کند باید اطلاعات آن ساختمان را نیز در نامه خود درج کرده باشید. برای این کار یک آدرس پستی بر روی نامه می‌نویسید. ولی از آنجایی که آن ساختمان در استانی دیگر قرار دارد، شما نمی‌توانید به سادگی نامه را به آنجا برسانید. در نتیجه نامه را به یک پستچی می‌دهید و او با استفاده از آدرس و کد پستی اطمینان حاصل می‌کند که نامه‌ی شما به مقصد صحیح خود رسیده باشد و حتی اگر لازم باشد برای این کار نامه را در بین راه به یک پستچی دیگر می‌سپارد.

کاربرد روتر:

از نظر فنی، تنها وظیفه‌ی روتر جابه‌جایی بسته‌ها بین دو شبکه‌ی متفاوت است. با این حال روترهای امروزه کارهای دیگری نیز انجام می‌دهند که در ادامه آورده شده‌اند:

• هر روتر بین 4 تا 8 پورت LAN دارد تا بتوانید یک شبکه محلی ایجاد کرده و اطلاعات خود را در آن به اشتراک بگذارید.
• هر روتر به یک سیستم «NAT» یا Network Address Translator مجهز است تا بتواند یک مجموعه آی پی برای داخل شبکه و یک مجموعه برای خارج شبکه به سرویس دهنده شما یا شبکه‌ی جهانی نسبت دهد.
• روترها به یک DHCP یا Dynamic Host Configuration Protocol مجهز هستند تا بتوانند به هر دستگاه در شبکه محلی شما یک آی پی نسبت دهند.
• یک فایروال در هر روتر قرار دارد تا از شبکه‌ی محلی شما در برابر حملات خارجی محافظت کند.
• روترها شامل یک پورت «WAN» می‌شوند تا بتوانید به یک مودم متصل کرده و از طریق آن سرویس اینترنت ارائه شده توسط سرویس دهنده‌ خود را دریافت کنید.
• امکان اشتراک‌گذاری بی‌سیم یا وایرلس نیز در مودم‌ها تهیه شده است تا بتوانید بدون نیاز به کابل، به دستگاه خود متصل شوید.

برای این که درک مطلب ساده‌تر شود، به توضیحات زیر برای هر کدام از دستگاه‌ها توجه کنید:

• هاب ها و سوئیچ ها برای اتصال رایانه ها به یکدیگر و ایجاد یک شبکه‌ی LAN مورد استفاده قرار می‌گیرند.
• سوئیچ ها بر خلاف هاب ها دستگاه های متصل به خود را می‌شناسند و می‌دانند هر کدام از اطلاعات برای کدام سیستم ارسال شده است.
• روترها نیز می‌توانند بسته‌ها را بین شبکه‌های مختلف جابه‌جا کنند و در کنار آن به سیستم‌های موجود در شبکه آدرس آی پی داده و به عنوان یک سوئیچ عمل کنند.

کاربردها:

حالا که تفاوت‌های عملکردی هر سه دستگاه را متوجه شدیم؛ بهتر است چند نکته مهم را بدانیم:

۱-  معمولا یک مودم را همراه با یک روتر می‌سازند تا بتواند مقداری شبکه را هم مدیریت کند. اگر نیاز به چندین درگاه شبکه باشد؛ یک سوییچ هم به مودم اضافه می‌شود.

۲-  در روترهای بی‌سیم؛ درگاه WAN توسط روتر و درگاه‌های LAN توسط سوییچ اداره می‌شوند. برای اینکه یک کاربر چندین دستگاه نیاز نداشته باشد؛ یک روتر و سوییچ را باهم ادغام می‌کنند.

۳- برای اتصال چند کامپیوتر ساده به یکدیگر در یک شبکه محلی؛ حتما به یک روتر نیاز نیست و یک سوییچ با سرعت و تعداد درگاه‌های کافی؛ جواب خواهد داد.

۴- برای شبکه‌های خانگی و اداری کوچک و متوسط، سوییچ‌ها در تعداد درگاه، سرعت هر درگاه، اندازه و کاربردها متنوع‌تر از روترها هستند و قیمت ارزان تری دارند.

۵- اگر در یک شبکه از روتر بی‌سیم استفاده کنید ولی تعداد دستگاه‌ها یا کامپیوترهای شبکه کابلی بیشتر از تعداد درگاه‌های روتر باشند؛ باید یک سوییچ هم به شبکه اضافه کنید!

۶- روترها عملکردی بهتر از سوییج‌ها دارند ولی گاهی اوقات خریدشان به صرفه نیست و بهتر است یک سوییچ ساده و ارزان‌ خریداری کنید.

نتیجه:

ممکن است هاب و سوئیچ تا حدودی عملکردی مشابه هم داشته باشند، اما روتر دارای عملکرد و نقش متفاوتی در شبکه های کامپیوتری می باشد که به طور مشخص برای ایجاد ارتباط بین شبکه های مختلف و یا مدیریت یک شبکه استفاده می شود و دارای ویژگی های مختلفی مانند امکان نظارت و مدیریت بر عملکرد کاربران، امکان کنترل پهنای باند مصرفی کاربران، امکان مشخص کردن نحوه دسترسی افراد به قسمت‌های مختلف شبکه و اماکن پیاده سازی انواع روتینگ های مبتنی بر پروتکل های استاندارد مانند RIP, OSPF, BGP و … می باشد. البته با پیشرفت تکنولوژی سوئیچ های پیشرفته دارای برخی قابلیت های روتر می باشند به طوری که سوئیچ های لایه سوم تقریبا تمامی ویژگی های یک روتر را دارا می باشند و می توانند نقش روتر و سوئیچ را همزمان در یک شبکه ایفا کنند. اما هاب باتوجه به اینکه سوئیچ جایگزین مناسبی برای هاب می باشد و استفاده از هاب در شبکه های امروزی به علت عملکرد ضعیف تر و امنیت پایین تر نسبت به سوئیچ، بسیار محدود شده است و درحال حاضر امکانات پیشرفته ای برای آنها در نظر گرفته نمی شود.