آیا باید از لینک‌های اضافی بین سوئیچ‌های شبکه استفاده کرد؟
می‌دانیم که اگر در زنجیره‌ی لینک‌ها مشکلی ایجاد شود، ممکن است کل شبکه متوقف شود. در صورت چند لایه بودن سوئیچ‌ها، به جز کوتاه‌ترین لینک بین سوئیچ و دیتاسنتر، لینک‌های دیگری می‌بایست آماده گردد. این لینک‌ها را لینک‌های اضافی(بک آپ) بین سوئیچ‌ها می‌نامند.
بیشتر بخوانید : راهنمای خرید انواع سوئیچ شبکه
لینک اضافی چیست؟
به منظور حفظ پایداری شبکه‌ای که متشکل از سوئیچ‌های متعدد است، معمولاً از یک سری اتصالات پشتیبان برای افزایش تحمل و پایداری شبکه استفاده می‌شود. اتصال پشتیبان در اینجا همان لینک پشتیبان یا لینک اضافی است. لینک‌های اضافی در یک سوئیچ با استفاده از چندین سوئیچ یا چندین لینک بین سوئیچ‌های متعدد، اجرا می‌گردد.
در یک شبکه سازمانی، زمانی یک لینک را اضافی می‌گویند، که وجود یا عدم وجود آن بر ماهیت مکانیسم شبکه تاثیری نداشته باشد. یعنی حتی اگر آن لینک را حذف کنیم، مکانیسم شبکه همانند قبل عمل کند.
مزایا و معایب لینک اضافی
در ادامه مزایا و معایب این لینک‌ها رو بیان می‌کنیم:
مزایا
امکان افزودن لینک در شبکه‌ها می‌تواند قابلیت اطمینان آن را بهبود بخشد. هدف اصلی از افزودن، این است که اگر یک دستگاه از کار بیفتد، دستگاه دیگری بتواند به طور خودکار کنترل را به دست بگیرد. علی‌رغم افزایش پیچیدگی شبکه، هدف این است که احتمال خرابی در سوئیچ‌های کل شبکه کاهش یابد.
پروتکل درخت پوشا یا Spanning Tree Protocol، که از جمله پروتکل‌های افزونگی است، می‌تواند بر روی هر توپولوژی یا ساختار شبکه مش پیاده‌سازی شود.
افزونگی سلولی نسبت به ساختار افزونگی خطی، گزینه بهتری است. علاوه بر این، با استفاده از پروتکل افزونگی موازی، می‌توان تلفات بسته را در ارتباط شبکه‌ای به صفر رساند، همچنین زمان بازیابی را نیز می‌توان به 0 میلی‌ثانیه تقلیل داد.
همچنین این پروتکل به همه شبکه‌های موجود قابل اضافه شدن است.
معایب
اما نکته اصلی اینجاست که نمی‌توان به صورت همزمان، هم پیچیدگی و هم قابلیت اطمینان را با هم داشت. هرچه یک ساختار پیچیده‌تر باشد، نگهداری آن سخت‌تر است، احتمال خطای انسانی نیز بیشتر می‌شود و احتمال اینکه یک باگ نرم‌افزاری باعث بروز خرابی جدید شود، بیشتر خواهد شد.
سوئیچ‌های بین لینک‌های پشتیبان، اغلب به یکدیگر متصل شده و یک حلقه را تشکیل می‌دهند. حلقه‌ها می‌توانند تا تعداد مشخصی ایجاد گردند. اجرای لینک‌های پشتیبان اضافی می‌تواند مقاومت، پایداری و قابلیت اطمینان را برای شبکه به ارمغان بیاورد. با این حال، لینک پشتیبان نیز باعث ایجاد حلقه‌هایی در شبکه خواهد شد.
مشکل حلقه در شبکه، جدی‌ترین مشکلی است که لینک پشتیبان با آن مواجه است. حلقه بین سوئیچ‌ها مشکلات جدیدی را به وجود می‌آورد، از جمله طوفان پیام سراسری(Broadcast Storm)، حلقه‌های تکراری و فریم‌های تکراری. در اینجا برخی از این مشکلات را بررسی خواهیم کرد:
طوفان پیام سراسری
یک سوئیچ، در واقع فریم توزیع را که توسط دستگاه دیگری تولید می‌شود، به همه پورت‌های آن دستگاه هدایت می‌کند. اگر هیچ الگوی پیشگیرانه از شکل‌گیری حلقه در شبکه اعمال نشود، بسته‌ها به صورت نامتناهی در سراسر شبکه پخش می‌شوند و تمام پهنای باند موجود را مصرف می‌کنند. این پدیده را طوفان پیام سراسری می‌نامند.
طوفان پیام سراسری یک مشکل جدی در شبکه است و می‌تواند کل شبکه را در چند ثانیه خاموش کند.
مثال:
در این مثال 3 سوئیچ به منظور ایجاد افزونگی به یکدیگر متصل هستند. هنگامی که میزبان A یک broadcast برای میزبان B ارسال می‌کند، ابتدا توسط سوئیچ A دریافت شده و در مقابل، ترافیک به تمام پورت‌های A سرازیر می‌گردد. همانند سوئیچ B، سوئیچ C نیز به سوئیچ A متصل است، بنابراین این سوئیچ‌ها نیز فریم broadcast را دریافت کرده و فریم مذکور از طریق تمام پورت‌های آن‌ها عبور می‌کند.
در نتیجه، سوئیچ A و سوئیچ C نیز فریم broadcast تولید شده توسط سوئیچ B را دریافت خواهند کرد. همچنین سوئیچ C نیز یک فریم broadcast برای سوئیچ B و سوئیچ A تولید می‌کند. این روند ادامه می‌یابد و منجر به ایجاد حلقه‌ای می‌شود که تمام پهنای باند موجود را مصرف خواهد کرد و می‌تواند باعث مختل شدن شبکه شود.
کپی‌های چندگانه
یک دستگاه می‌تواند چندین نسخه از یک فریم را دریافت کند به شرطی که فریم مورد نظر از broadcast های مختلف شبکه بطور همزمان وارد شود.
مثال:
در این ساختار، یک توپولوژی کوچک وجود دارد که در آن یک روتر با 2 سوئیچ متصل است. سوئیچ A به میزبان A و سوئیچ C متصل است. از سوی دیگر، سوئیچ B به سوئیچ C و میزبان B اتصال دارد.
فرض کنید میزبان A بخواهد یک فریم unicast (تک پخشی) را به روتر ارسال کند، در این صورت ابتدا فریم را به سوئیچ A ارسال خواهد کرد. سوئیچ A نیز در ادامه این فریم را به روتر و سوئیچ C می‌فرستد. در این لحظه روتر، بسته را دریافت خواهد کرد.
اما سوئیچ C به نوبه خود، بسته را به سویچ B و خود سوئیچ B هم آن را به روتر ارسال می‌کند. در این زمان، روتر چندین نسخه از یک فریم دریافت می‌کند. این مسئله باعث بروز مشکل می‌شود، زیرا اکثر پروتکل‌ها نمی‌توانند به درستی انتقال فریم‌های تکراری را در شبکه مدیریت کنند.
مفهوم MAC table thrashing
سوئیچ‌ها از جدول آدرس MAC برای ارسال فریم‌ها استفاده می‌کنند. هنگامی که سوئیچ فریمی را دریافت می‌کند، آدرس MAC دستگاه را با پورت سوئیچی که فریم را دریافت کرده است، وارد می‌کند.
اما اگر سوئیچ، فریم یک منبع یکسان را از بیش از یک لینک دریافت کند، سوئیچ دچار سردرگمی خواهد شد و ورودی به جدول MAC توسط سوئیچ انجام نمی‌گیرد. این مسئله سبب ناپایداری جدول MAC می‌گردد.
مثال:
در توپولوژی فوق، اگر میزبان A یک فریم unicast برای میزبان B ارسال کند، سوئیچ A فریم را دریافت خواهد کرد. سوئیچ A آن را به سوییچ B و سوئیچ D می‌فرستد که به نوبه خود هر دوی این سوئیچ‌ها، فریم را به سوئیچ C ارسال می‌کنند. اکنون سوئیچ C، فریم را در دو پورت مختلف با آدرس MAC متعلق به منبع یکسان دریافت می‌کند. بنابراین منجر به ناپایداری در جدول MAC در سوئیچ C خواهد شد.
پروتکل درخت پوشا (STP) برای جلوگیری از بروز این حلقه‌ها استفاده می‌شود. این پروتکل، پورت ها را با استفاده از مکانیزم خاص خود غیرفعال می‌کند و در این صورت، تنها یک مسیر واحد برای تحویل فریم در هر زمان در دسترس خواهد بود. اگر یک مسیر مسدود شود، به کمک این پروتکل، مسیر قبلی فعال خواهد شد و انتقال فریم می‌تواند از آن مسیر (در سوئیچ‌ها) انجام شود.
نتیجه گیری
با استفاده از لینک‌های اضافی، می‌توان پیچیدگی را به حداقل رساند. همچنین می‌توان دو سوئیچ یکسان را به عنوان سوئیچ اصلی انتخاب کرد. برای مثال اگر به سوئیچ اترنت گیگابیت (Gigabit Ethernet) نیاز دارید، می‌توانید دو سوییچ 10 گیگابیت را انتخاب کنید که نرم‌افزار یکسانی را اجرا کرده و اتصالات مشابهی دارند.
همچنین می‌توان پروتکل درخت پوشا (STP) را نیز معرفی کرد که به عنوان یک مکانیسم اجتناب از بروز حلقه لایه 2 در لینک‌های اضافی در شبکه به کار می‌رود.
با کمک STP، تنها یک مسیر منطقی بین تمام مقصدها در شبکه وجود خواهد داشت و لینک‌های اضافی که می‌توانند باعث تشکیل حلقه شوند، عمداً مسدود خواهند شد.
لینک‌های اضافی تا حد زیادی مفید هستند. به همین دلیل است که بسیاری از کاربران در حال حاضر سوئیچ‌های قابل انباشت(Switch Stacking) را به جای سوئیچ‌های مستقل برای حفظ عملکرد و کارآمدی شبکه انتخاب می‌کنند.
سوئیچ‌های قابل انباشت، در حال حاضر به محصولی پرطرفدار تبدیل شده‌اند.
ثبت ديدگاه