سوئچز کے ورکنگ اصول کا گہرا تجزیہ: بنیادی میکانزم سے لے کر درخواست کی قیمت تک

مقامی ایریا نیٹ ورک (LAN) کے اندر ڈیٹا فارورڈنگ کور کے طور پر ، سوئچز کا موثر آپریشن تکنیکی منطق کے نفیس سیٹ پر انحصار کرتا ہے۔ روایتی مرکزوں کے مقابلے میں جو جسمانی پرت پر کام کرتے ہیں اور نشریات کے ذریعے ڈیٹا منتقل کرتے ہیں ، سوئچز ڈیٹا لنک پرت کی بنیاد پر ذہین فریم فارورڈنگ کو نافذ کرتے ہیں۔ ڈیٹا فریم میں میک ایڈریس (جسمانی پتہ) کی نشاندہی کرکے ، وہ ٹارگٹ ڈیوائس کو درست طریقے سے تلاش کرتے ہیں ، بینڈوتھ کے فضلے سے مؤثر طریقے سے گریز کرتے ہیں اور نیٹ ورک کی ترسیل کی کارکردگی کو نمایاں طور پر بہتر کرتے ہیں۔
1 ، بنیادی فنکشن: ذہین فریم فارورڈنگ اور متحرک لرننگ
سوئچ کا بنیادی کام میک پتوں کی بنیاد پر دشاتمک ٹرانسمیشن حاصل کرنا ہے۔ جب سوئچ کو ڈیٹا کا فریم موصول ہوتا ہے تو ، یہ فریم میں ماخذ میک ایڈریس اور منزل مقصود میک ایڈریس کی تجزیہ کرتا ہے: ایک طرف ، یہ خود کار طریقے سے سیکھنے کو مکمل کرنے کے لئے ماخذ میک ایڈریس اور میک ایڈریس ٹیبل (کیم ٹیبل) میں موصولہ بندرگاہ کے مابین نقشہ سازی کا رشتہ ریکارڈ کرتا ہے۔ دوسری طرف ، چیک کریں کہ ٹیبل میں ہدف میک ایڈریس پہلے سے موجود ہے یا نہیں۔ اگر یہ موجود ہے تو ، سوئچ اسی بندرگاہ سے ڈیٹا فریم کو سمت سے آگے بڑھائے گا۔ اگر یہ موجود نہیں ہے تو ، فریم کو براڈکاسٹ فارم میں تمام بندرگاہوں پر بھیجا جاتا ہے ، اور ٹارگٹ ڈیوائس کے جواب دینے کے بعد ، اس کا میک ایڈریس اور پورٹ کی معلومات کو مکمل میک ایڈریس ٹیبل کی تعمیر کے لئے ریکارڈ کیا جاتا ہے۔ مثال کے طور پر ، جب ڈیوائس اے ڈیوائس بی کو ڈیٹا بھیجتا ہے تو ، سوئچ پہلے میک اور ڈیوائس اے کے ماخذ پورٹ کو ریکارڈ کرتا ہے ، اور پھر براڈکاسٹ اور رسپانس میکانزم کے ذریعہ ڈیوائس بی کی میک پورٹ میپنگ حاصل کرتا ہے۔ اس کے بعد کی بات چیت درست فارورڈنگ کو حاصل کرسکتی ہے۔
2 ، کلیدی تکنیکی طریقہ کار: نیٹ ورک کے مستحکم آپریشن کو یقینی بنانا
ڈیٹا فارورڈنگ کے عمل کے دوران ، سوئچ مختلف اطلاق کے منظرناموں کو اپنانے کے لئے تین طریقوں فراہم کرتا ہے۔ اسٹور اور فارورڈ موڈ کو فارورڈنگ سے پہلے ڈیٹا فریموں اور سی آر سی کی توثیق کا مکمل استقبال کی ضرورت ہے ، جو انتہائی اعلی وشوسنییتا کی ضروریات کے ساتھ انٹرپرائز نیٹ ورکس کے لئے موزوں ہے۔ تاہم ، اس میں بہت زیادہ تاخیر ہے اور وہ غلط فریموں کو ضائع کرسکتا ہے۔ براہ راست فارورڈنگ موڈ ٹارگٹ میک ایڈریس کو پڑھنے کے فورا بعد آگے بڑھتا ہے ، تاخیر حساس منظرناموں جیسے اعلی تعدد لین دین کی ضروریات کو پورا کرتا ہے ، لیکن غلط فریموں کو آگے بڑھا سکتا ہے۔ بکھری ہوئی تنہائی کا موڈ آگے بڑھنے سے پہلے ڈیٹا فریم کے پہلے 64 بائٹس کی جانچ پڑتال کرتا ہے ، جس میں تاخیر اور وشوسنییتا کے مابین توازن حاصل ہوتا ہے۔
اس کے علاوہ ، بے کار روابط کی وجہ سے نشریاتی طوفانوں سے بچنے کے ل the ، سوئچ پھیلا ہوا درخت پروٹوکول (ایس ٹی پی) کو اپناتا ہے۔ جڑ کے پل کا انتخاب کرتے ہوئے ، بے کار بندرگاہوں کو مسدود کرتے ہوئے ، ایکائیکلک ٹری ٹوپولوجی کی تعمیر ، اور حقیقی وقت میں لنک کی حیثیت کی نگرانی کرتے ہوئے ، اگر مرکزی لنک ناکام ہوجاتا ہے تو ، نیٹ ورک کے مستقل اور مستحکم آپریشن کو یقینی بنانے کے لئے بیک اپ کا راستہ 30-50 سیکنڈ کے اندر چالو کیا جاسکتا ہے۔
3 ، اعلی درجے کی خصوصیت کا ارتقاء: پیچیدہ نیٹ ورک کی ضروریات کو پورا کرنا
نیٹ ورک اسکیل کی توسیع کے ساتھ ، سوئچز نے جدید افعال کا ایک سلسلہ تیار کیا ہے۔ ورچوئل لوکل ایریا نیٹ ورک (VLAN) ٹکنالوجی ایک ہی جسمانی سوئچ کو متعدد نشریاتی ڈومینز میں تقسیم کرسکتی ہے ، مختلف محکموں (جیسے فنانس VLAN10 ، R&D VLAN20) کے مابین منطقی تنہائی حاصل کرسکتی ہے ، اور ٹرنک بندرگاہوں اور IEEE 802.1Q پروٹوکول کے ذریعہ کراس سوئچ توسیع کو چالو کرسکتی ہے۔ لنک جمع (ایل اے سی پی) متعدد جسمانی بندرگاہوں کو منطقی چینلز میں باندھتا ہے ، جو نہ صرف بینڈوتھ اسٹیکنگ (جیسے 4 × 1 جی بی پی ایس سے 4 جی بی پی ایس تک بڑھتا ہے) حاصل کرتا ہے ، بلکہ اس میں بے کار ڈیزاسٹر کی بازیابی کی صلاحیتیں بھی ہیں۔ کسی ایک لنک کی ناکامی کی صورت میں ، ٹریفک خود بخود تبدیل ہوجائے گا۔ پرت 3 سوئچ پرت 2 کی حدود کو مزید توڑ دیتے ہیں ، آئی پی روٹنگ ٹیبلز کو مربوط کرتے ہیں ، اور بیرونی روٹرز کی ضرورت کے بغیر VLAN مواصلات کو اہل بناتے ہیں ، نیٹ ورک فن تعمیر کو بہت آسان بناتے ہیں۔
4 ، اصل ورک فلو: مثال کے طور پر پی سی کے مابین مواصلات کرنا
پی سی 1 (میک: 11:11) پی سی 2 (میک: 22:22) کو ایک مثال کے طور پر ڈیٹا بھیجنا ، پہلی بات چیت کے دوران ، سوئچ ڈیٹا فریم کو تمام بندرگاہوں پر نشر کرے گا کیونکہ میک ایڈریس ٹیبل میں پی سی 2 کی کوئی معلومات موجود نہیں ہے۔ پی سی 2 کے جواب کے بعد ، سوئچ اپنے میک اور اسی طرح کی بندرگاہ (جیسے پورٹ 2) ریکارڈ کرتا ہے۔ اس کے بعد کے مواصلات میں ، سوئچ میک ٹیبل سے براہ راست استفسار کرتا ہے اور پورٹ 2 سے ڈیٹا کو ہدایت کردہ انداز میں آگے بڑھاتا ہے۔ جب پی سی 3 پورٹ 3 سے منسلک ہوتا ہے اور ڈیٹا بھیجتا ہے تو ، سوئچ اپنے میک پورٹ میپنگ کو ایک ٹیبل میں بھی ریکارڈ کرے گا تاکہ یہ یقینی بنایا جاسکے کہ نیا ڈیوائس جلدی سے نیٹ ورک سے جڑ جائے۔
5 ، سوئچ اور روٹرز: فنکشنل اور اطلاق کے اختلافات
سوئچ اور روٹرز ایک نیٹ ورک میں مختلف کردار ادا کرتے ہیں۔ سوئچ ڈیٹا لنک پرت پر کام کرتا ہے اور میک ایڈریس ٹیبل کی بنیاد پر مقامی ایریا نیٹ ورک کے اندر تیز رفتار فریم فارورڈنگ کا اطلاق کرتا ہے۔ یہ اسی براڈکاسٹ ڈومین (جس کو VLAN کے ذریعہ تقسیم کیا جاسکتا ہے) سے پہلے سے طے شدہ ہے۔ راؤٹر روٹنگ ٹیبلز (جیسے او ایس پی ایف اور بی جی پی پروٹوکول) پر مبنی نیٹ ورک پرت اور مکمل کراس سیگمنٹ آئی پی پیکٹ روٹنگ پر کام کرتے ہیں ، قدرتی طور پر نشریاتی ڈومینز کو الگ تھلگ کرتے ہیں۔ دونوں نیٹ ورک مواصلات کا ایک مکمل نظام بنانے کے لئے مل کر کام کرتے ہیں۔
6 ، سوئچز کی بنیادی قیمت: نیٹ ورک فن تعمیر کا سنگ بنیاد
سوئچز ہائی اسپیڈ اور کم تاخیر کی خصوصیات کے ساتھ مائکروسیکنڈ لیول فارورڈنگ کو حاصل کرنے کے لئے ہارڈ ویئر ASIC چپس پر انحصار کرتے ہیں۔ تنازعات کے ڈومینز کو الگ تھلگ کرکے اور مکمل ڈوپلیکس مواصلات کو ڈیزائن کرکے نیٹ ورک بینڈوتھ کے استعمال کو بہتر بنائیں۔ VLAN اور لنک جمع کرنے جیسی ٹیکنالوجیز کو بروئے کار لاتے ہوئے ، ہم پیچیدہ نیٹ ورک فن تعمیرات کی توسیع کی ضروریات کو لچکدار طریقے سے اپنا سکتے ہیں۔ جدید ڈیٹا مراکز میں ، مکمل طور پر تبدیل شدہ فن تعمیر مرکزی دھارے میں شامل ہوچکا ہے ، اور روٹرز صرف حد سے باہر نکلنے کے لئے استعمال ہوتے ہیں ، جو نیٹ ورک کے انفراسٹرکچر میں سوئچز کی بنیادی پوزیشن کو مکمل طور پر ظاہر کرتے ہیں۔ سوئچز کے اصولوں میں عبور حاصل کرنا نیٹ ورک لوپ ، براڈکاسٹ طوفانوں ، VLAN تشکیلات اور دیگر خرابیوں کے حل کے لئے بہت اہمیت کا حامل ہے۔