Bridges and Switchesپردەکانی ڕایەڵە و سویچەکان

On a hub, every frame reaches every computer, and all of them share one collision domain (Repeaters and Hubs). In the 1980s the first fix was to cut the LAN into two segments, each with its own hub, and join them with a bridge. A bridge checks every frame and lets it cross only when its destination is on the other side. Traffic that stays on one side no longer disturbs the other, so each part of the network works more efficiently.

لەسەر هەبێک، هەموو فرەیمێک دەگاتە هەموو کۆمپیوتەرێک (Computer) و هەموویان یەک پاوانی پێکدادان بەش دەکەن (دووپاتەکەرەوەکان و هەبەکان). لە ساڵانی ⁦1980⁩دا یەکەم چارەسەر ئەوە بوو کە ڕایەڵە ناوچەییەکە بکرێتە دوو بڕەڕایەڵە — هەریەکەیان بە هەبی خۆیەوە — و بە پردێکی ڕایەڵە پێکەوە ببەسترێن. پردی ڕایەڵە هەموو فرەیمێک دەپشکنێت و تەنیا کاتێک ڕێگەی دەدات بپەڕێتەوە کە شوێنی مەبەستەکەی لە لای ترە. ئەو هاتوچۆیەی لە یەک لا دەمێنێتەوە ئیتر لای تر تێک نادات، بۆیە هەر بەشێکی ڕایەڵەکە (Network) باشتر کار دەکات.

A bridge does what its name says: it joins two small networks — in practice, two segments of one LAN. The classic bridge has only two ports, one for each side. Think of a road bridge over a river: a car crosses only if it needs to reach the other bank.

پردی ڕایەڵە ئەوە دەکات کە ناوەکەی دەیڵێت: دوو ڕایەڵەی بچووک پێکەوە دەبەستێتەوە — لە ڕاستیدا دوو بڕەڕایەڵەی یەک ڕایەڵەی ناوچەیی. پردی ڕایەڵەی کلاسیکی تەنیا دوو دەرچەی هەیە، بۆ هەر لایەک یەکێک. پردێکی ڕێگا بهێنە بەرچاوت کە بەسەر ڕووبارێکدا دروست کراوە: ئۆتۆمبێل تەنیا ئەگەر پێویستی بە گەیشتن بە ئەوبەر بێت دەپەڕێتەوە.

Three facts follow. Both sides must use the same protocol, for example Ethernet on both. The bridge works at layer 2, the data link layer. And so it forwards frames by MAC address, not by IP address: the two segments stay in the same IP network, because the bridge makes them one network. (A translational bridge, on a later screen, joins two different LAN types and converts the frame format.)

سێ ڕاستی لێرەوە دێن. هەردوو لا دەبێت هەمان پرۆتۆکۆڵ (Protocol) بەکار بهێنن، بۆ نموونە Ethernet لە هەردووکیاندا. پردی ڕایەڵە لە چینی 2، چینی بەستەری دراوە، کار دەکات. بۆیە فرەیمەکان بەپێی ناونیشانی MAC دەنێرێت، نەک بەپێی ناونیشانی IP (IP address): دوو بڕەڕایەڵەکە لە هەمان ڕایەڵەی IPـدا دەمێننەوە، چونکە پردی ڕایەڵە دەیانکاتە یەک ڕایەڵە. (پردی ڕایەڵەی وەرگێڕ، کە لە شاشەیەکی دواتردا دێت، دوو جۆری جیاوازی ڕایەڵەی ناوچەیی پێکەوە دەبەستێتەوە و فۆرماتی فرەیم دەگۆڕێت.)

Take two segments joined by a bridge: PC1–PC4 on segment 1 (port 1) and PC5–PC8 on segment 2 (port 2). The bridge keeps a bridge table — a MAC address table — that lists which MAC addresses are behind which port. Every frame carries the destination’s MAC address, and the bridge looks it up:

دوو بڕەڕایەڵە وەربگرە کە بە پردێکی ڕایەڵە بەستراون: ⁦PC1⁩ تا ⁦PC4⁩ لەسەر بڕەڕایەڵە 1 (دەرچە ⁦1⁩) و ⁦PC5⁩ تا ⁦PC8⁩ لەسەر بڕەڕایەڵە 2 (دەرچە ⁦2⁩). پردی ڕایەڵەکە خشتەیەک دەهێڵێتەوە کە پێی دەگوترێت bridge table — خشتەیەکی ناونیشانی MAC — کە دەڵێت کام ناونیشانی MAC لە پشت کام دەرچەیە. هەموو فرەیمێک ناونیشانی MACـی شوێنی مەبەست هەڵدەگرێت و پردی ڕایەڵەکە لە خشتەکەدا بەدوایدا دەگەڕێت:

So the bridge makes the two segments behave as one network: any PC can reach any other, but each segment only carries the traffic that concerns it. A switch’s MAC address table and a router’s routing table are compared in A switch’s table and a router’s table.

کەواتە پردی ڕایەڵەکە وا دەکات دوو بڕەڕایەڵەکە وەک یەک ڕایەڵە ڕەفتار بکەن: هەر کۆمپیوتەرێک دەتوانێت بگاتە هەر کۆمپیوتەرێکی تر، بەڵام هەر بڕەڕایەڵەیەک تەنیا ئەو هاتوچۆیە هەڵدەگرێت کە پەیوەندیی بەوەوە هەیە. خشتەی ناونیشانی MACـی سویچێک و خشتەی ڕێدۆزیی (Routing table) ڕێدۆزێک (Router) لە خشتەی سویچێک و خشتەی ڕێدۆزێکدا بەراورد کراون.

Nobody types the table in. A transparent bridge learns it by itself: for every frame that arrives, it reads the source MAC address and notes the port it came in on. Then it decides with the destination MAC address:

کەس خشتەکە بە دەست نانووسێت. پردی ڕایەڵەی ڕوون خۆی فێری دەبێت: بۆ هەر فرەیمێک کە دەگات، ناونیشانی MACـی نێرەر دەخوێنێتەوە و ئەو دەرچەیە دەنووسێت کە لێیەوە هاتووە. پاشان بە ناونیشانی MACـی شوێنی مەبەست بڕیار دەدات:

Transparent bridging was invented at Digital Equipment Corporation in 1983 and standardised as IEEE 802.1D. Its rules now live in IEEE 802.1Q, which superseded 802.1D in 2014 — and every switch you will meet follows them.

پردی ڕایەڵەی ڕوون لە ⁦1983⁩دا لە کۆمپانیای Digital Equipment Corporation داهێنرا و وەک ⁦IEEE 802.1D⁩ کرایە ستاندارد (Standard). یاساکانی ئێستا لە ⁦IEEE 802.1Q⁩ـدان، کە لە ⁦2014⁩دا جێی ⁦802.1D⁩ـی گرتەوە — و هەموو ئەو سویچانەی دەیانبینیت پەیڕەوییان دەکەن.

Bridges are named by how many ports they have, how they choose a path, and what they join:

پردەکانی ڕایەڵە بەپێی ژمارەی دەرچەکانیان، شێوەی هەڵبژاردنی ڕێگا و ئەوەی پێکەوەی دەبەستن ناو دەنرێن:

A switch is a multiport bridge: each of its ports acts as a separate bridge. It learns which MAC address is behind each port and sends each frame only out of the port that leads to the destination. That is why people call it a ‘smart hub’: it looks like a hub, but it knows where everybody is. A switch is faster and more advanced than a hub, yet less capable than a router: a layer-2 switch does not read IP addresses.

سویچ پردێکی ڕایەڵەی فرەدەرچەیە: هەریەک لە دەرچەکانی وەک پردێکی ڕایەڵەی جیا کار دەکات. فێر دەبێت کام ناونیشانی MAC لە پشت هەر دەرچەیەکە و هەر فرەیمێک تەنیا لەو دەرچەیەوە دەنێرێت کە دەگاتە شوێنی مەبەست. لەبەر ئەوە خەڵک پێی دەڵێن ‘هەبی زیرەک’: لە هەب دەچێت، بەڵام دەزانێت هەمووان لە کوێن. سویچ لە هەب خێراتر و پێشکەوتووترە، بەڵام توانای لە ڕێدۆز کەمترە: سویچی چینی 2 ناونیشانی IP ناخوێنێتەوە.

Take the four PCs again. With a switch, a frame from PC1 to PC2 reaches only PC2; PC3 and PC4 see nothing. That is better for security — the others never receive your frames — and much better for speed: there is no crowd on the wire, and PC3 can talk to PC4 at the same time as PC1 talks to PC2.

دیسان چوار کۆمپیوتەرەکە وەربگرە. بە سویچێک، فرەیمێک لە ⁦PC1⁩ـەوە بۆ ⁦PC2⁩ تەنیا دەگاتە ⁦PC2⁩؛ ⁦PC3⁩ و ⁦PC4⁩ هیچ نابینن. ئەمە بۆ ئاسایش باشترە — ئەوانی تر هەرگیز فرەیمەکانی تۆ وەرناگرن — و بۆ خێرایی زۆر باشترە: لەسەر وایەرەکە قەرەباڵغی نییە و ⁦PC3⁩ دەتوانێت لەگەڵ ⁦PC4⁩ قسە بکات لە هەمان کاتدا کە ⁦PC1⁩ لەگەڵ ⁦PC2⁩ قسە دەکات.

The device is called a switch because it does switching. Here the English word switching means forwarding: moving each piece of data on towards where it must go. Forward comes from Old English foreweard — fore ‘in front’ and weard ‘towards’ — so it means ‘towards the front’, and that is why Kurdish says forwarding.

ئەم ئامێرە پێی دەگوترێت سویچ چونکە کاری سویچکردن (Switching) دەکات. لێرەدا وشەی ئینگلیزیی switching واتە پێشڕۆکردن: بردنی هەر پارچەیەکی دراوە بەرەو ئەو شوێنەی دەبێت بچێت. وشەی forward لە ئینگلیزیی کۆنی foreweardـەوە هاتووە — fore بە واتای ‘پێش’ و weard بە واتای ‘بەرەو’ — واتە ‘بەرەو پێش’، بۆیە کوردی دەڵێت پێشڕۆکردن.

The picture behind the name comes from the railway. A railroad switch — railway points — moves two short rails so that a train runs onto the one track it needs. A network switch does the same with frames: each frame is set onto the one port that leads to its destination, instead of being copied everywhere as on a hub. Most of us in Kurdistan have seen railway points only in films and games, so here is a drawing.

وێنەی پشت ناوەکە لە ئاسنەڕێوە هاتووە. ئاڕاستەگۆڕی ئاسنەڕێ (railroad switch) دوو پارچە ڕێڵی کورت دەجووڵێنێت بۆ ئەوەی شەمەندەفەرەکە بچێتە سەر ئەو یەک هێڵەی پێویستیەتی. سویچی ڕایەڵە هەمان کار بە فرەیمەکان دەکات: هەر فرەیمێک دەخرێتە سەر ئەو یەک دەرچەیەی دەگاتە شوێنی مەبەستەکەی، لە جیاتی ئەوەی وەک لەسەر هەب بۆ هەموو لایەک کۆپی بکرێت. زۆربەمان لە کوردستان ئاڕاستەگۆڕی ئاسنەڕێمان تەنیا لە فیلم و یارییەکاندا بینیوە، بۆیە ئەمە وێنەیەکیەتی.

A switch learns exactly like a transparent bridge: from the source address of every frame. Nobody has to tell it where a destination is — the destination’s address is learned when that device sends something itself. Follow the CêIT lab’s example network: PC1, PC2, PC3 and a printer on ports Fa0/1 to Fa0/4.

سویچ ڕێک وەک پردی ڕایەڵەی ڕوون فێر دەبێت: لە ناونیشانی نێرەری هەموو فرەیمێک. پێویست ناکات کەس پێی بڵێت شوێنی مەبەستێک لە کوێیە — ناونیشانی شوێنی مەبەست کاتێک فێر دەبێت کە ئەو ئامێرە خۆی شتێک بنێرێت. نموونەی ڕایەڵەی تاقیگەی CêIT بەدوادا بچە: ⁦PC1⁩، ⁦PC2⁩، ⁦PC3⁩ و چاپەرێک (Printer) لەسەر دەرچەکانی ⁦Fa0/1⁩ تا ⁦Fa0/4⁩.

After a few frames the switch rarely floods: only broadcasts and frames for unknown addresses go everywhere. The short IT-course version is How a switch learns where everyone is. Try it in the CêIT network lab: load ‘One network: 3 PCs, a printer and a switch’, select the switch to open its MAC address table, ping the printer from PC1, and watch the table fill.

دوای چەند فرەیمێک سویچەکە بە دەگمەن بۆ هەمووان دەنێرێت: تەنیا پەخشکردن و ئەو فرەیمانەی بۆ ناونیشانی نەناسراون بۆ هەموو شوێنێک دەڕۆن. کورتەکەی کۆرسی IT لە سویچ چۆن فێر دەبێت هەمووان لە کوێندایە. لە تاقیگەی ڕایەڵەی CêITدا تاقی بکەرەوە: ‘یەک ڕایەڵە: ٣ کۆمپیوتەر، چاپەرێک و سویچێک’ بکەرەوە، سویچەکە هەڵبژێرە بۆ کردنەوەی خشتەی ناونیشانی MACـەکەی، لە ⁦PC1⁩ـەوە ping بۆ چاپەرەکە بکە و سەیری پڕبوونی خشتەکە بکە.

When should a switch start sending a frame out? With store-and-forward, it first receives the whole frame, checks the FCS error code at the end and drops damaged frames — safe, but it must wait for the last byte. With cut-through, it starts as soon as it has read the destination MAC address, the first 6 bytes of the frame — almost no delay, but a damaged frame is passed on and only the receiver drops it. Fragment-free is a middle way: it waits for the first 64 bytes, where damage from a collision would show.

سویچ کەی دەبێت دەست بە ناردنی فرەیمێک بکات؟ بە هەڵگرتن و پێشڕۆکردن، سەرەتا هەموو فرەیمەکە وەردەگرێت، کۆدی هەڵەی FCS لە کۆتاییدا دەپشکنێت و فرەیمی تێکچوو فڕێ دەدات — سەلامەتە، بەڵام دەبێت چاوەڕێی دوایین بایت (Byte) بکات. بە سویچکردنی کورتبڕ، هەر کە ناونیشانی MACـی مەبەستی خوێندەوە دەست پێ دەکات، واتە 6 بایتی یەکەمی فرەیمەکە — دواکەوتنێکی نزیکەی سفر، بەڵام فرەیمێکی تێکچوو تێدەپەڕێت و تەنیا وەرگرەکە فڕێی دەدات. ⁦fragment-free⁩ ڕێگایەکی ناوەندە: چاوەڕێی ⁦64⁩ بایتی یەکەم دەکات، کە زیانی پێکدادانێک تێیدا دەردەکەوێت.

Most office and school switches store and forward; data-centre switches often cut through to save microseconds. A cut-through switch must buffer the frame anyway when the outgoing port is busy or faster than the incoming one. Routers always store, then forward (Routers store, then forward).

زۆربەی سویچەکانی ئۆفیس و قوتابخانە هەڵگرتن و پێشڕۆکردن بەکار دەهێنن؛ سویچەکانی ناوەندی دراوە زۆرجار سویچکردنی کورتبڕ بەکار دەهێنن بۆ ئەوەی چەند مایکرۆچرکەیەک بپارێزن. سویچی کورتبڕیش ناچارە فرەیمەکە هەڵبگرێت کاتێک دەرچەی دەرچوون سەرقاڵە یان لە دەرچەی هاتن خێراترە. ڕێدۆزەکان هەمیشە سەرەتا هەڵدەگرن و پاشان دەنێرن (ڕێدۆزەکان هەڵدەگرن، پاشان دەنێرن).

On a switch, each cable joins exactly two devices: a computer and its switch port. Every port is a separate collision domain — the LAN is microsegmented. With separate wire pairs for each direction, the link runs full duplex: it sends and receives at the same time. Collisions cannot happen, so CSMA/CD is switched off, and every port gets the full bandwidth: a gigabit port carries 1 Gb/s in each direction, on every port at once.

لەسەر سویچێک، هەر کێبڵێک ڕێک دوو ئامێر پێکەوە دەبەستێت: کۆمپیوتەرێک و دەرچەی سویچەکەی. هەر دەرچەیەک پاوانێکی پێکدادانی جیایە — ڕایەڵە ناوچەییەکە بە وردی بەش بەش کراوە. بە جووتە وایەری جیا بۆ هەر ئاڕاستەیەک، بەستەرەکە بە دوولایەنەی هاوکات کار دەکات: لە هەمان کاتدا دەنێرێت و وەردەگرێت. پێکدادان ناتوانێت ڕوو بدات، بۆیە CSMA/CD دەکوژێنرێتەوە و هەر دەرچەیەک پانایی باندی تەواو وەردەگرێت: دەرچەیەکی گیگابیت بە هەر ئاڕاستەیەک ⁦1 Gb/s⁩ دەگوازێتەوە، لەسەر هەموو دەرچەکان پێکەوە.

So a modern switch port is full duplex — not ‘half or full’. Half duplex appears only when a port is joined to an old hub, or when one end is set by hand and the other negotiates automatically: a duplex mismatch, which makes the link slow and full of errors.

کەواتە دەرچەی سویچی نوێ دوولایەنەی هاوکاتە — نەک ‘نیوە یان تەواو’. دوولایەنەی نۆرەیی (Half duplex) تەنیا کاتێک دەردەکەوێت کە دەرچەیەک بە هەبێکی کۆنەوە ببەسترێت، یان کاتێک لایەکی بە دەست ڕێک بخرێت و لایەکەی تر خۆکارانە ڕێک بکەوێت: ناگونجانی duplex کە بەستەرەکە خاو و پڕ لە هەڵە دەکات.

Here are the two devices side by side, with the facts as they are today (the short IT-course version is Hub or switch?):

ئەمە هەردوو ئامێرەکەیە لە تەنیشت یەک، بە ڕاستییەکانی ئەمڕۆ (کورتەکەی کۆرسی IT: هەب یان سویچ؟):

Bridges and switches are often compared in five rows. Here they are, corrected where needed:

پردی ڕایەڵە و سویچ زۆرجار لە پێنج ڕیزدا بەراورد دەکرێن. ئەمە ڕیزەکانن، لە شوێنی پێویستدا ڕاستکراونەتەوە:

The broadcast row is the classic trap. A broadcast frame (destination FF-FF-FF-FF-FF-FF) goes out of every port of a bridge and of a switch alike, so a whole switched LAN is one broadcast domain. Neither device joins different IP networks — that is a router’s job (Modems and Routers). Counting the domains is in Layer 2: switches and bridges split collisions, not broadcasts.

ڕیزی پەخشکردن داوە کلاسیکییەکەیە. فرەیمێکی پەخشکردن (مەبەست ⁦FF-FF-FF-FF-FF-FF⁩) لە هەموو دەرچەکانی پردی ڕایەڵە و سویچەوە وەک یەک دەنێردرێت، بۆیە هەموو ڕایەڵەیەکی ناوچەیی سویچدار یەک پاوانی پەخشە (Broadcast domain). هیچیان ڕایەڵەی IPـی جیاواز پێکەوە نابەستنەوە — ئەمە کاری ڕێدۆزە (مۆدێمەکان و ڕێدۆزەکان). ژماردنی پاوانەکان لە چینی 2: سویچ و پردی ڕایەڵە پێکدادان دابەش دەکەن، نەک پەخشکردندایە.

Unmanaged switches — the small boxes in homes and shops — are plug and play: no settings at all. Smart (web-managed) switches have a few settings on a web page. Managed switches can be configured through a command line, a web page or network-management software: VLANs, port security, link aggregation, traffic monitoring and more — the subject of the Routing and Switching course (VLANs, Port security, EtherChannel: many cables, one link). Many switches also power phones, cameras and access points over the cable (PoE).

سویچەکانی نەبەڕێوەبراو — سندووقە بچووکەکانی ماڵ و دوکان — هەر بیانبەستیت کار دەکەن: هیچ ڕێکخستنێکیان نییە. سویچەکانی زیرەک (بە وێب بەڕێوەدەبرێن) چەند ڕێکخستنێکیان لە پەڕەیەکی وێبدا هەیە. سویچە بەڕێوەبراوەکان لە ڕێگەی هێڵی فەرمان، پەڕەیەکی وێب یان نەرمەواڵەی بەڕێوەبردنی ڕایەڵەوە ڕێک دەخرێن: VLAN، ئاسایشی دەرچە (Port security)، کۆکردنەوەی بەستەرەکان، چاودێریی هاتوچۆ و زیاتر — بابەتی خولی ڕێدۆزی و سویچکردن (VLAN، ئاسایشی دەرچە، EtherChannel: چەند کێبڵ، یەک بەستەر). زۆرێک لە سویچەکان کارەبا بە کێبڵەکەدا دەدەنە تەلەفۆن، کامێرا و خاڵەکانی دەستڕاگەیشتن (PoE).

A layer-3 switch (multilayer switch) also reads IP addresses and routes between VLANs at switch speed, so it blurs the line between switch and router (A switch that can also route). Example: a school computer lab in Erbil — 30 student PCs, a teacher PC, a printer and two Wi-Fi access points on one 48-port managed gigabit switch with PoE, joined to the school’s main switch by fibre; VLANs keep students and teachers apart.

سویچی چینی 3 (سویچی فرەچین) ناونیشانەکانی IPـیش دەخوێنێتەوە و بە خێرایی سویچ لە نێوان VLANـەکاندا ڕێدۆزی دەکات، بۆیە سنووری نێوان سویچ و ڕێدۆز کاڵ دەکاتەوە (سویچێک کە دەتوانێت ڕێدۆزییش بکات). نموونە: تاقیگەی کۆمپیوتەری قوتابخانەیەک لە هەولێر — ⁦30⁩ کۆمپیوتەری قوتابی، کۆمپیوتەری مامۆستا، چاپەرێک و دوو خاڵی دەستڕاگەیشتنی وای‌فای لەسەر یەک سویچی بەڕێوەبراوی ⁦48⁩ دەرچەی گیگابیت بە PoEـەوە، کە بە فایبەر بە سویچی سەرەکیی قوتابخانەکەوە بەستراوە؛ VLANـەکان قوتابیان و مامۆستایان لە یەک جیا دەکەنەوە.