Концентраторы, коммутаторы и маршрутизаторы – в чём же разница?

В основе компьютерной сети используется 3 типа устройств для связи компьютеров - концентраторы, коммутаторы и маршрутизаторы. Каждый из них важен и исполняет различные роли в упрощении коммуникации между сетевыми компьютерами. Снаружи эти устройства могут выглядеть одинаковыми: маленькие, металлические коробочки с множеством соединителей или портов, куда подсоединяются кабели ethernet (маршрутизаторы также могут выглядеть как другие соединители). Термины «концентратор», «коммутатор» и «маршрутизатор» часто используются взаимозаменяемо, но неправильно – на самом деле, устройства отличаются друг от друга. Концентраторы используются для соединения отдельных компьютеров. Выключатели выполняют то же самое (но более эффективно). А маршрутизаторы связывают различные сети (а не отдельные компьютеры).

1.Сетевой Концентратор.

По сравнению с коммутаторами и маршрутизаторами, концентраторы – самые дешёвые, самые простые устройства в сети. Втсе данные, которые поступают в один порт концентратора, отсылаются на все другие порты. Следовательно, все компьютеры, подсоединённые к одному концентратору, «видят» в сети друг друга. Концентратор не обращает никакого внимания на передаваемые данные, он просто посылает их на другие порты. Значение концентратора в том, что он довольно дешёвый и предлагает быстрый и простой способ объединить компьютеры в маленькую сеть.

2. Сетевой коммутатор.

Работа коммутатора во многом схожа с предназначением концентратора - но он делает это более эффективно. Каждый пакет данных (рамка Ethernet), передаваемый в сети, имеет источник и адрес MAC адресата. Коммутатор имеет способность «запоминать» адрес каждого компьютера, подключённого к его портам и действовать как регулировщик - только передавать данные на компьютер адресата и ни на какие другие. Это может оказать существенный положительный эффект на производительность всей сети, потому устраняются ненужные передачи и освобождается сетевая пропускная способность. Коммутатор можно представить как центральный компонент одной сети. Он используется для связи устройств в сети и доставки рамок уровня 2 (OSI model). Коммутатор отличается от концентратора тем, что он не передаёт повторно рамки на все другие устройства - он создаёт прямое соединение между передающими и принимающими устройствами.

3. Сетевой маршрутизатор.

По сравнению с коммутаторами, маршрутизаторы медленны и относительно дорогостоящи. Маршрутизатор – это интеллектуальное устройство, связывающее две или более сети для доставки пакетов уровня 3 (OSI model). Поскольку может быть множество возможных путей, маршрутизатор принимает во внимание множество критерий при определении пути посылки пакета данных. Факт, что коммутаторы и маршрутизаторы работают на различных уровнях OSI, указывает на то, что они опираются на различную информацию (содержащуюся в рамках или пакетах) для того, чтобы отправить данные из источника адресату.

Важным различием между сетями, использующими коммутаторы и маршрутизаторы, является то, что сети с коммутаторами не блокируют радиопередачи. В результате коммутаторы могут быть испорчены потоками пакетов радиопередач. Маршрутизаторы блокируют радиопередачи по локальной сети, таким образом, поток радиопередач затрагивает только тот домен, из которого он исходит. Так как маршрутизаторы блокируют радиопередачи, они также обеспечивают более высокий уровень безопасности, чем коммутаторы.

Аналогия.

Приведём аналогию, чтобы помочь объяснять различие между маршрутизатором и коммутатором – это почтовый сервер корпорации. Когда служащий посылает письмо, оно может быть доставлено его конечному адресату через внутреннюю систему доставки почты компании или через локальное почтовое отделение (если получатель постоянно находится вне компании). Коммутатор тут представлен почтовым сервером компании, а маршрутизатор – локальным почтовым отделением.

Коммутатор не проверяет контент почты и не проверяет тип передаваемой почты. Изюминка коммутатора - это таблица MAC адресов (один для каждого компьютера сети) и информации о том, к какому порту подключён MAC конечного получателя. Таким образом, коммутатор хранит список служащих компании и номеров их офисов и ответственен за прямую поставку внутренней почты непосредственно служащим. Таким образом, если почта, адресованная определённому служащему, прибывает на коммутатор, то он уже дальше сам поставляет её. Маршрутизатор же ответственен за доставку почты, предназначенной людям, находящимся вне компании. Кроме того, маршрутизаторы могут проверять содержимое сообщений, а правила доставки могут изменяться в зависимости от содержания почты. Эта особенность позволяет маршрутизаторам играть важную роль в сфере сетевой безопасности.

Как работает коммутатор?

Коммутаторы – это многопортные мосты. Они были созданы с целью уменьшения количества сталкивающихся доменов.

В дополнение к быстрым центральным процессорам и памяти, два технологических усовершенствования сделали возможными использование коммутаторов:
- Content Addressable Memory (CAM);
- специфические интегральные схемы для приложений (ASIC). CAM – это тип памяти, который работает иначе, по сравнению с обычной памятью – т. е., учитывая ценность данных, память возвращает соответствующий адрес. Это позволяет коммутатору непосредственно находить порт, связанный с MAC адресом (содержавшим ценные данные). ASIC – это устройство, которое может быть запрограммировано на выполнение функции на высоких скоростях в аппаратных средствах. Использование технологий CAM и ASIC ощутимо уменьшает задержки, вызванные программной обработкой, и даёт возможность коммутатору не отставать от высокой скорости запросов передачи данных в сетях Ethernet.

Коммутаторы могут работать в одном из трёх режимов:
- store-and-forward;
- cut-through;
- fragment-free.

Компромисс - производительность или надёжность. В режиме store-and-forward коммутатор прочитывает всю рамку и проверяет ошибки. В режиме cut-through коммутатор прочитывает начало рамки до конечного MAC адреса. В режиме fragment-free прочитываются первые 64 байта рамки – этого достаточно, чтобы определить, действительно ли это - фрагмент столкновения (который объясняет большинство ошибок рамки).

Коммутатор уровня 2 выстраивает свою посылаемую таблицу, используя MAC адреса. Когда хост имеет данные для нелокального IP-адреса, он отсылает рамку самому ближнему маршрутизатору (также установленного в качестве его шлюза по умолчанию). Хост использует MAC адрес маршрутизатора как адрес MAC адресата.

Как работает маршрутизатор?

Так же, как коммутатор сохраняет таблицу известных MAC адресов, также и маршрутизатор сохраняет таблицу IP-адресов, известную как таблица маршрутизации. Важная функция маршрутизатора заключается в поддержке этих таблиц и проверки того, что другие маршрутизаторы проинформированы об изменениях в топологии сети. Эта функция выполняется посредством использования протоколов маршрутизации для сообщения с другими маршрутизаторами. Когда пакеты поступают на интерфейс маршрутизатора, он применяет различные критерии и протоколы, чтобы определить наилучший путь передачи пакета его следующему адресату.

Маршрутизатор может быть запрограммирован на применение сложных правил, основанных на содержании пакетов с данными, которые он видит. Например, маршрутизаторы могут быть запрограммированы таким образом, чтобы действовать как системы сетевой защиты аппаратных средств, могут производить трансляцию сетевых адресов (NAT) и могут выступать как сетевые сервисы DHCP.

Благодаря своему интеллекту, маршрутизаторы вообще считаются самыми сложными сетевыми устройствами. В дополнение к функции направления трафика пакета, маршрутизаторы могут использоваться для контроля сетевого трафика, также они имеют способность приспосабливаться к изменениям в сети, которые они динамически обнаруживают, защищать сети, фильтруя пакеты и определяя, какие пакеты блокировать или пропускать.

Организация локальных сетей обычно лежит вне интересов пользователя – ею занимаются специалисты. Поэтому, когда возникает необходимость самостоятельно решить этот вопрос, начинается путаница в определениях. Прежде всего это касается сетевого оборудования, которое выполняет совершенно разные задачи и обладает собственным функционалом, недостаточным или избыточным для каждого конкретного случая. Вот это роутер, вот это коммуникатор, ценники к одному и другому, может, рожки антенн – вот и все, что видит желающий разобраться человек на витрине.

Понятие коммутатора и роутера

Коммутатор – сетевое устройство, организующее связь между компьютерами в локальной сети посредством преимущественно интерфейса Ethernet.
Роутер – сетевое устройство, осуществляющее обмен данными между сетями или сегментами сетей на основе определенных правил.

Разница между роутером и коммутатором

Разница между коммутатором и роутером лежит в плоскости решаемых ими задач. Коммутатор распределяет пакеты данных между узлами сети, основываясь на запросах, то есть от одного компьютера именно к адресату – аналогично коммутаторам на АТС, которые перенаправляют поступивший вызов на номер телефона, которому этот вызов предназначен. Второй уровень модели OSI, иначе называемый канальным, предполагает считывание коммутатором из передаваемого пакета MAC-адреса, позволяющего доставить пакет по назначению. Из MAC-адресов составляются адресные таблицы. Роутер работает на основе третьего уровня (сетевого) модели OSI, разбирая содержание пакетов и составляя таблицы маршрутизации, в соответствии с которыми и осуществляется передача данных. Это устройство определяет IP-адреса и анализирует содержание всего пакета, тогда как коммутатор – только заголовки с MAC-адресами.
Роутер технически сложнее коммутатора. Для подключения к Интернет или любым другим внешним сетям требуется именно роутер, коммутатор же работает на одном уровне, и самостоятельно к Интернету не подключается. Количество портов и роутера, и коммутатора может быть разным, начиная от двух Ethernet для роутера и четырех Ethernet для коммутатора. У последнего почти без исключений на борту только LAN-порты, у роутера обязательно наличие WAN для подключения к сети Интернет. Роутер может работать с беспроводными сетями при наличии соответствующих модулей, коммутатор работает исключительно с проводными сетями Ethernet. Роутер предполагает наличие дополнительных функций, к примеру, встроенное ПО для обеспечения безопасности сети, также можно часто встретить многофункциональные модели, объединяющие роутер и коммутатор.

Отличие коммутатора от роутера заключается в следующем:

Роутер более сложное устройство.
Роутер работает с IP-адресами, коммутатор – с MAC-адресами.
Коммутатор не подключается к сети Интернет.
Коммутатор предполагает наличие только портов LAN, роутер – как минимум, LAN и WAN.
Роутер работает с таблицами маршрутизации.

Организация локальных сетей обычно лежит вне интересов пользователя — ею занимаются специалисты. Поэтому, когда возникает необходимость самостоятельно решить этот вопрос, начинается путаница в определениях. Прежде всего это касается сетевого оборудования, которое выполняет совершенно разные задачи и обладает собственным функционалом, недостаточным или избыточным для каждого конкретного случая. Вот это роутер, вот это коммуникатор, ценники к одному и другому, может, рожки антенн — вот и все, что видит желающий разобраться человек на витрине.

Определение

Коммутатор — сетевое устройство, организующее связь между компьютерами в локальной сети посредством преимущественно интерфейса Ethernet.

Роутер — сетевое устройство, осуществляющее обмен данными между сетями или сегментами сетей на основе определенных правил.

Сравнение

Разница между коммутатором и роутером лежит в плоскости решаемых ими задач. Коммутатор распределяет пакеты данных между узлами сети, основываясь на запросах, то есть от одного компьютера именно к адресату — аналогично коммутаторам на АТС, которые перенаправляют поступивший вызов на номер телефона, которому этот вызов предназначен. Второй уровень модели OSI, иначе называемый канальным, предполагает считывание коммутатором из передаваемого пакета MAC-адреса, позволяющего доставить пакет по назначению. Из MAC-адресов составляются адресные таблицы. Роутер работает на основе третьего уровня (сетевого) модели OSI, разбирая содержание пакетов и составляя таблицы маршрутизации, в соответствии с которыми и осуществляется передача данных. Это устройство определяет IP-адреса и анализирует содержание всего пакета, тогда как коммутатор — только заголовки с MAC-адресами.

Роутер технически сложнее коммутатора. Для подключения к Интернет или любым другим внешним сетям требуется именно роутер, коммутатор же работает на одном уровне, и самостоятельно к Интернету не подключается. Количество портов и роутера, и коммутатора может быть разным, начиная от двух Ethernet для роутера и четырех Ethernet для коммутатора. У последнего почти без исключений на борту только LAN-порты, у роутера обязательно наличие WAN для подключения к сети Интернет. Роутер может работать с беспроводными сетями при наличии соответствующих модулей, коммутатор работает исключительно с проводными сетями Ethernet. Роутер предполагает наличие дополнительных функций, к примеру, встроенное ПО для обеспечения безопасности сети, также можно часто встретить многофункциональные модели, объединяющие роутер и коммутатор.

Выводы сайт

1. Роутер более сложное устройство.
2. Роутер работает с IP-адресами, коммутатор — с MAC-адресами.
3. Коммутатор не подключается к сети Интернет.
4. Коммутатор предполагает наличие только портов LAN, роутер — как минимум, LAN и WAN.
5. Роутер работает с таблицами маршрутизации.

Роутер предназначен для организации локальной сети и одновременно предоставляет доступ к интернету. В то же время коммутатор, иначе именуемый как свитч (switch), предназначен для организации локальной сети. Таким образом, при организации сети дома или в офисе, подключение к интернету осуществляется средствами роутера. Рассмотрим вначале их основные отличия, а потом разберем отличия коммутации и маршрутизации пакетов.

Свитч и роутер – разница между ними

У большинства роутеров имеется в наличии возможность организации сети Wi-Fi. Все устройства, объединенные в эту сеть, так же имеют выход к интернету через роутер. Обычно функция Wi-Fi присутствует у всех домашних роутеров, а у тех, которые предназначены для работы в офисах или предприятиях, он может отсутствовать.

Так же следует учесть, что недорогие коммутаторы могут быть вообще без удаленного управления.

Свитч и роутер – разница между ними:

• Отсутствие WAN порта у свитча, так как он работает только в локальной сети. Передачей данных между разными сетями занимается роутер, а свитч этого не умеет делать.
• Отсутствие Wi-Fi у свитча, он коммутирует пакеты только в Ethernet сети.
• Возможно отсутствие удаленного управления и, соответственно, всех функций, которые можно настраивать, а так же статистики.
• У свитча обычно больше LAN портов , чем у роутера.

Весь остальной функционал, который предназначен для организации локальной сети, в управляемых коммутаторах аналогичен. То есть, он может поддерживать и различный функционал просмотра статистики работы, зеркалирования портов, QoS (приоритеты трафика). Коммутатор так же может выступать в роли DHCP сервера, если у него есть такая функция, хотя такое встречается редко.

Обычно настраивается DHCP сервер на роутере, а на коммутаторе его отключают.

Коммутация и маршрутизация пакетов

Рассмотрим различия свитча от роутера по основным их задачам:

Коммутация пакетов

Это передача пакетов внутри локальной сети , то есть между устройствами, которые недалеко расположены между собой. При этом передача данных осуществляется посредством отправки пакета от одного устройства с заданным MAC адресом к другому устройству, тоже по MAC адресу. Если известен IP-адрес другого устройства, которое находится в этой же локальной сети, то с помощью ARP запроса выясняется MAC адрес на который следует отправлять пакет. Обработкой с какого порта, на какой отправлять пакет, исходя из их MAC адресов и занимаются коммутаторы (свитчи).

Маршрутизация пакетов

Это передача их во внешнюю сеть . Процесс осуществляется с помощью IP-адресов и маски подсети. Если IP-адрес не из данной локальной сети (не удовлетворяет маске), то он отправляется на IP-адрес шлюза по умолчанию. Компьютер узнает MAC адрес шлюза и на него и отправляет пакет.

После этого маршрутизатор, получивший данный пакет отправляет его во внешнюю сеть, к которой он подключен через WAN порт.

Пример

Допустим, что компьютер отправляет задание на принтер. Принтер и компьютер соединены через роутер. В этом случае роутер выполняет функцию коммутатора – передает с пакеты с LAN порта к которому подключен компьютер на LAN порт к которому подключен принтер.

При просмотре страницы через браузер, роутер выполняет маршрутизацию пакетов полученных от компьютера во внешнюю сеть интернет и обратно.

Отличие свитча от хаба (сетевого концентратора)

Больше всего хаб похож на не управляемый коммутатор. Но у них есть различия. Хаб просто передает все полученные пакеты на все порты какие у него есть в наличии, кроме того откуда пакет пришел. Коммутатор же более умный – хранит таблицы MAC адресов и, после некоторого обучения, передает пакеты только на нужный порт, где находится адресат, не замусоривая лишним трафиком сеть.

Если к хабу подключено несколько устройств, то он работает со скоростью самого низкоскоростного подключенного устройства. В то время как на коммутаторе для каждого подключения на каждом порту выставляется своя скорость. То есть, если на одном порту в результате автопереговоров была выставлена скорость 100 Мбит в секунду, то на другом может быть и 1 Гбит в секунду. Конечно, если коммутатор поддерживает такую скорость.

Сейчас сложно найти в продаже хаб, так как их уже не производят, хотя они могут быть полезны для анализа обмена между двумя устройствами. Для этих целей сейчас покупают коммутаторы и роутеры с зеркалированием портов.