Для связи электронных устройств пользуются разными методами. На фирмах, предприятиях, в организациях, корпорациях этими вопросами профессионально занимаются системные администраторы.
Но что делать обычным пользователям, когда нужно выбрать один из аппаратов, чтобы создать связующую информационную сеть? Обычным людям незнакомы даже термины, которые используют при подборе оборудования, названия разной техники, неизвестны функциональность, предназначение. Естественно, разница между ними есть и колоссальная, поэтому стоит разобраться, что такое:
-
маршрутизатор;
-
концентратор;
-
коммутатор.
Сетевые устройства мало отличаются внешним исполнением, представлены компактными коробочками с портами и соединителями. Но наделены разносторонними характеристиками, их используют для достижения разных целей. Каждое оборудование вносит свою лепту в построение компьютерных сетей.
Что такое коммутатор (свитч)?
Концентраторы уже давно признаны настолько примитивными и морально устаревшими, неспособными самостоятельно выявить конечного адресата, что их давно заменили высокорезультативными коммутаторами, которые справляются с анализом данных в высокоскоростном режиме. Это главные отличительные свойства, которые присущи приборам, именуемым еще свитчами.
Смысл применения оборудования с мостовыми технологиями: коммутатор «роднит» между собой внутри одной локальной сети разные узлы в заданном количестве (принтеры, компьютеры и др.) и организует обмен данными исключительно между ними, большее ему не под силу.
Преимущества:
-
повышенная производительность;
-
высокая безопасность;
-
ненужно перерабатывать лишнюю информацию.
Разновидности коммутаторов:
-
управляемые: сложно устроенные, со вспомогательным функционалом, управление коммутацией – канальный уровень модели OSI;
-
неуправляемые: просто устроенные.
Принцип работы коммутатора
Таблицы коммутации содержат сведения, которые помогают уточнить, каким портам свитча соответствует каждый MAC-адрес узлов. Все это сосредоточено в его памяти. Когда свитч включают, в таблице ничего нет. Он обучаемый и продолжает работать в этом режиме, анализируя информационный поток и заполняя таблицу MAC-адресами компьютеров, с которых отправлены пакеты данных.
Сначала, данные, которые поступили на один порт, доступны всем портам. Позже, свитч разбирается и понимает, какому узлу определен поступивший на один из его портов пакет данных, и отправляет его нужному адресату. В процессе обучения коммутатор создает полноценную таблицу коммутации с учетом всех портов, чтобы локализовать трафик.
Что такое маршрутизатор (роутер)?
Связывает между собой несколько разных сетей и позволяет проводить обмен информацией. Роутер маршрутизирует трафик. Передача данных происходит не только между компьютерами в пределах одной домашней или рабочей сети, в отличие от коммутатора маршрутизаторы рассылают пакеты данных между рабочей сетью и провайдера, например.
Благодаря роутеру движение сетевого трафика происходит по четко заданному маршруту за счет IP-адресов.
Преимущества:
-
информационные потоки налажены среди всех узлов в одном сегменте сети;
-
передача данных между несколькими сегментами сетей: интернетом и локальной сетью.
Говоря о маршрутизаторе, подразумевают несколько разновидностей, пользователи выбирают наиболее оптимальное решение для себя:
-
проводные: для подключения к интернету нужен кабель;
-
беспроводные: Wi-Fi.
Принцип работы маршрутизатора
У всех роутеров, независимо от отличительных свойств, индивидуальных особенностей, принцип работы идентичен. Получают информацию из локальной сети или интернета, анализируют ее и отправляют конкретному получателю. С технологией Wi-Fi роутер раздает интернет в одно время многим узлам: ноутбуки, компьютеры, смартфоны, телевизоры, планшеты, игровые приставки и т.д., хотя подача интернета происходит только по одному кабелю LAN.
Данные адресату маршрутизаторы направляют, используя таблицу маршрутизации. Выбирают самый надежный и качественный путь. В электронной базе данных хранится сетевой маршрут к любому устройству в сети, а также другим аппаратам, поэтому есть связь и между маршрутизаторами. Каждый известный им адрес маршрутизаторы регулярно тестируют, чтобы понимать, работает еще устройство или уже отключено, и как быстро оно принимает пакет данных.
Отличие коммутатора от маршрутизатора простыми словами
Они решают задачи в разной плоскости. Коммутатор и маршрутизатор имеют много общего, но и достаточно разные:
-
свитч гораздо проще с технической точки зрения с ограниченной функциональностью;
-
маршрутизаторы сложней устроены, могут анализировать объем информации, определяют IP-адреса;
-
отличие любого коммутатора – работа исключительно с MAC-адресами;
-
маршрутизаторам свойственен сетевой уровень модели OSI;
-
маршрутизаторы от свитчей отличаются подключением к интернету;
-
для работы коммутатора и маршрутизатора нужен порт LAN, но последнее устройство еще использует и WAN-порт;
-
присматривая коммутатор или маршрутизатор, обращают внимание не только на функциональные возможности, но и стоимость, поскольку коммутаторы гораздо проще и дешевле.
Гораздо легче увидеть разницу и понять, что нужно купить в каждом конкретном случае, после рассмотрения свойств, особенностей, возможностей коммутатора и маршрутизатора, поскольку их функционал отличается. Чтобы настроить элементарное соединение между несколькими компьютерами, достаточно и свитча. С роутером получится подключить каждый узел к сети интернет.
В сети Ethernet есть некоторые сетевые устройства, которые играют свою роль на различных уровнях, таких как хабы, коммутаторы и маршрутизаторы. Функции этих трех устройств сильно отличаются друг от друга, даже если иногда они все интегрированы в одно устройство. из-за этого, многие люди чувствуют себя путают о различиях между хабом, коммутатором и маршрутизатором. Следующая часть будет сосредоточена на теме—хаб vs коммутатор vs маршрутизатор, направляет на выяснение различий между ними.
Что такое хаб, коммутатор и маршрутизатор?
Хаб
Сетевой хаб или концентратор (Hub), обеспечивающий объединение нескольких компьютеров в единую локальную сеть и обмен данными между ее узлами на первом уровне сетевой модели OSI. Главной его задачей является получение сигнала с информацией на один из портов и передача дальше на другие порты. Однако в работе хаба возможны коллизии из-за возможного столкновения пакета данных на одном из портов, что значительно замедляет процесс передачи данных.
Коммутатор
Коммутатор, или как его еще называют свитч – это устройство обеспечивающее соединение узлов компьютерной сети для организации единой системы доступа пользователей к программным, техническим и информационным ресурсам. С его помощью можно соединить несколько сетевых узлов (ПК, телефоны или другие сетевые устройства). При этом соединение не будет выходить за рамки одного или нескольких сегментов сети.
Маршрутизатор
Маршрутизатор или роутер (от английского router) — это физическое сетевое устройство, которое облегчает и устанавливает соединение между локальной сетью и Интернетом путем передачи информации в сети с пакетной коммутацией и из них. Он выполняет эту функцию посредством анализа заголовка пакета данных, который содержит IP-адрес назначения пакета. На основе пакета данных маршрутизатор определяет наиболее эффективный маршрут к адресу назначения.
Хаб vs коммутатор vs маршрутизатор
В сетевом оборудовании и устройствах, данные обычно передаются в виде кадра. Когда кадр получен, он усиливается, а затем передается на порт назначения ПК (персональный компьютер). Большая разница между хабом и коммутатором заключается в способе доставки кадров.
В хабе, кадр передается или «транслируется» на каждый из его портов. Это не имеет значения, что кадр предназначен только для одного порта. Хаб не может определить, на какой порт следует отправлять кадр. Кроме того, хаб 10/100 Мбит/с должен поделиться пропускную способность с каждым из своих портов. При сравнения коммутатор сохраняет запись MAC-адресов (Media Access Control) всех устройств, подключенных к нему. С этой информацией, сетевой коммутатор может определить, какая система находится на каком порту. Поэтому когда кадр получен, он точно знает, на какой порт его отправлять, без значительного увеличения времени реакции сети. Кроме того, в отличие от хаба, коммутатор 10/100 Мбит/с будет выделять полные 10/100 Мбит/с каждому из своих портов. Таким образом, независимо от количества передаваемых ПК, пользователи всегда будут иметь доступ к максимальной пропускной способности.
В отличие от Ethernet хаба или коммутатора, который занимается передачей кадров, маршрутизатор должен маршрутизировать пакеты в другие сети, пока этот пакет в конечном итоге достигнет своего пункта назначения. Одной из ключевых особенностей пакета является то, что он содержит не только данные, но и адрес назначения, куда он направляется. Более того, маршрутизатор является единственным из этих трех устройств, которое позволит вам поделиться один IP-адрес (Интернет-протокол) между несколькими сетевыми клиентами.
Вы можете иметь четкое представление о сравнении между хабом vs коммутатором vs маршрутизатором здесь:
| шаблон | Хаб | Коммутатор | маршрутизатор |
|---|---|---|---|
| Уровень | Физический уровень | Канальный уровень | Сетевой уровень |
| Функция | Чтобы соединить сеть персональных компьютеров вместе, их можно объединить через центральный хаб | Разрешить подключения к нескольким устройствам, управлять портами, управлять настройками безопасности VLAN | Прямые данные в сети |
| Форма передачи данных | электрический сигнал или биты | кадр & пакет | пакет |
| Порт | 4/12 потров | многопорт, обычно от 4 до 48 | 2/4/5/8 потров |
| Тип передачи | Кадр затопления, одноадресная, многоадресная или широковещательная | Сначала широковещательная, затем одноадресная и/или многоадресная передача зависит от необходимости | На начальном уровне Broadcast, затем Uni-cast и multicast |
| Тип устройства | Неинтеллектуальное устройство | Интеллектуальное устройство | Интеллектуальное устройство |
| Используется в(LAN, MAN, WAN) | LAN | LAN | LAN, MAN, WAN |
| Режим передачи | Half duplex | Half/Full duplex | Full duplex |
| Скорость | 10Mbps | 10/100Mbps, 1Gbps | 1-100Mbps(беспроводный); 100Mbps-1Gbps(проводной) |
| Адрес, используемый для передачи данных | MAC адрес | MAC адрес | IP адрес |
Так в чем же разница между маршрутизатором, коммутатором и хабом? – давайте подытожим.
-
Хаб – старый аппарат, которое при отправке сообщения отправляет его на все подключенные сетевые устройства. Не имеет каких-то сложных систем настроек и работает примитивно.
-
Коммутатор – служит для построения локальных сетей. Работает с таблицей коммутации, которая основана на MAC-адресах. Не имеет сложной операционной системы, а настройку чаще всего делают через консоль. Работает на канальном уровне и общение идет с помощью кадров. Не может выступать в качестве DHCP-сервера, который раздает IP адреса.
-
Маршрутизатор – чаще используется как для построения локальной сети, а также для работы шлюза. Может работать сразу с несколькими сетями, грамотно распределяя трафик между всеми устройствами. Имеет сложную операционную систему с настройками, где вы можете настроить фильтр сайтов, подключиться к VPN, задать жесткое ограничение по использованному трафику, настроить принт-сервер, изменить конфигурацию Wi-Fi и многое другое. Работает с IP-адресацией на сетевом уровне.
В домашних условиях используют именно маршрутизатор. Коммутаторы же чаще всего ставят на предприятиях, там где нужно подключить сразу большое количество сетевых устройств и компьютеров. Также коммутатор не работает с интернетом – именно поэтому его нет смысла устанавливать дома. Аналогично на предприятиях устанавливают и роутеры, которые помогают распределять трафик между несколькими сетями. Основная разница между коммутатор.
Вывод
Различия между хабом, коммутатором и маршрутизатором представляет собой запутанный термин для пользователей. Понимание этих различий между ними может помочь найти наиболее подходящее устройство для вашей сети. Я надеюсь, что эта статья поможет вам понять, что такое хаб vs коммутатор vs маршрутизатор и вы сможете выбрать устройства, которые вам нужны после чтения.
Связанная статья:
Коммутатор уровня 2 vs коммутатор уровня 3: В чём разница?
Сетевой коммутатор vs сетевой маршрутизатор vs межсетевой экран
Что такое VPN маршрутизатор и зачем он вам нужен?т
Отличие маршрутизатора от коммутатора и роутера
Кандидату на должность системного администратора часто задают вопросы про отличия маршрутизатора от коммутатора или роутер от свитча. А иногда могут подловить на вопросе об отличии хаба от сетевого концентратора. Предлагаю разобраться в названиях сетевых устройств и их различиях.
Сетевой концентратор или хаб
Сетевой концентратор или хаб (от английского hub) — устройство для объединения компьютеров в сеть Ethernet c применением кабельной инфраструктуры типа витая пара. В настоящее время вытеснены сетевыми коммутаторами (свитчами).
Концентратор довольно примитивное устройство. Поступающий пакет шлёт всем, кто к нему подключен. Таким образом, конечный компьютер сам должен определить, является он законным получателем пакета или нет. Если пакет предназначен не ему, тот уничтожается. Такой подход к передаче данных непрактичен и поэтому в современных сетевых устройствах не используется.
Коммутатор или свитч
Сетевой коммутатор или свитч (от английского switch) — устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного или нескольких сегментов сети. Коммутатор работает на канальном уровне модели OSI.
В отличие от концентратора (хаба), который распространяет трафик от одного подключенного устройства ко всем остальным, коммутатор передаёт данные только непосредственно получателю (исключение составляет широковещательный трафик всем узлам сети и трафик для устройств, для которых не известен исходящий порт коммутатора). Это повышает производительность и безопасность сети, избавляя остальные сегменты сети от необходимости обрабатывать данные, которые им не предназначались.
То есть это устройство, которое фильтрует и пересылает пакеты между сегментами локальной сети.
Маршрутизатор или роутер
Маршрутизатор или роутер (от английского router) — специализированный сетевой компьютер, имеющий минимум один сетевой интерфейс и пересылающий пакеты данных между различными сегментами сети, принимающий решения о пересылке на основании информации о топологии сети и определённых правил, заданных администратором.
Если есть возможность настройки таких сетевых служб как «NAT», «DHCP» или «Firewall» значит это маршрутизатор (роутер). К ним относится большинство ADSL модемов. Устройства настраиваются через web-интерфейс или специальное программное обеспечение.
Все маршрутизаторы имеют порт WAN, который подключается к внешнему источнику для доступа в Интернет. Некоторые устройства более высокого класса также будут иметь встроенный настраиваемый аппаратный межсетевой экран и другие продвинутые сетевые возможности.
Итоги
- Концентратор склеивает сегменты локальной сети, устаревшее сетевое устройство.
- Коммутатор более эффективно объединяет компьютеры в локальных сетях.
- Также эти функции может выполнять маршрутизатор, но кроме этого имеет множество более продвинутых возможностей для маршрутизации TCP/IP пакетов между несколькими локальными и/или глобальными сетями.
Любое устройство, которое способно получать доступ к сети называют сетевым.
Выделяют две группы устройств:
- Пользовательские — это те устройства, с которыми пользователь непосредственно взаимодействует. Попробуйте самостоятельно привести пример таких устройств.
- Сетевые — это те, которые отвечают за инфраструктуру сети. Эти устройства будут рассматриваться в данном конспекте.
Для того, чтобы было удобнее ориентироваться в устройствах, их можно рассматривать, группируя по уровням модели OSI, т.к. такие устройства решают задачи этих уровней.
Устройства физического уровня
Сетевая карта
Сетевая карта — это устройство, позволяющее получать сетевые сигналы и отправлять их.
Можно сказать, что это интерфейс взаимодействия с сетью. Так как большинство устройств являются модульными (состоят из нескольких модулей, например компьютер или телефон), то сетевые карты подключаются к слотам на материнской плате. Для работы в сети каждый хост должен быть оснащён платой сетевого интерфейса (Network Interface Card — NIC), также называемой сетевым адаптером. Как правило, такие устройства могут функционировать и без компьютерной сети. Каждый адаптер NIC имеет уникальный код, называемый MAC-адресом.
WIFI-адаптер
WIFI-адаптер — это устройство (по функциям похоже на сетевую карту), необходимое хосту для получения доступа к беспроводной сети.
Повторитель
Повторитель — это устройство, которое способно усиливать и заново формировать форму входящего аналогового сигнала сети на расстояние другого сегмента (т.е. повторять). Это особенно полезно для длинных линий связи, т.к. при передаче сигнал имеет свойство затухать. Когда сигналы покидают передающую станцию, они являются чёткими и легко распознаваемыми. Однако чем больше длина кабеля, тем более слабым и менее различимым становится сигнал по мере прохождения по сетевой передающей среде. Целью использования повторителя является регенерация и ресинхронизация сетевых сигналов на битовом уровне, что позволяет передавать их по среде на большее расстояние.
Концентратор
Концентратор (Hub) – это центральное устройства кабельной системы или сети физической топологии «звезда», которые при получении пакета на один из своих портов пересылает его на все остальные. В результате получается сеть с логической структурой общей шины. Различают концентраторы активные и пассивные. Активные концентраторы усиливают полученные сигналы и передают их. Пассивные концентраторы пропускают через себя сигнал, не усиливая и не восстанавливая его.
Он просто принимает электронные сигналы одного порта и воспроизводит (или ретранслирует) то же сообщение для всех остальных портов. Концентраторы и повторители имеют похожие характеристики, поэтому концентраторы часто называют многопортовыми повторителями (multiport repeater).
Терминатор
Терминаторы — это резисторы номиналом 50 Ом, которые производят затухание сигнала на концах сегмента сети. Чаще всего используется для топологий типа «шина».
Устройства канального уровня
Сетевой мост
Сетевой мост (bridge) — это устройство, используемое для объединения сегментов сети. Чаще всего он соединяется с «главным» устройством сегмента сети (т.е. тот, который коммутирует в себе все устройства сегмента сети).
При получении из сети кадра (пакета) мост проверяет в его заголовке MAC-адрес и, если он принадлежит данной подсети, передаёт (транслирует) кадр дальше в тот сегмент, которому предназначался данный кадр. Если кадр не принадлежит данной подсети, мост ничего не делает.
Мосты «изучают» характер расположения сегментов сети путём построения адресных таблиц вида «Интерфейс:MAC-адрес», в которых содержатся адреса всех сетевых устройств и сегментов, необходимых для получения доступа к данному устройству. Если порт пункта назначения в данный момент занят, то мост может временно сохранить фрейм до освобождения порта.
Коммутатор
Коммутатор — это устройство, предназначенное для объединения нескольких сетевых устройств. Он имеет несколько портов (от 1 до более 100), каждый из них сопоставляется с конкретным устройством. В отличие от концентратора, коммутатор в состоянии передать сообщение конкретному узлу. Когда узел отправляет сообщение другому узлу через коммутатор, тот принимает и декодирует кадры и считывает физический (MAC) адрес сообщения. Для того, чтобы передать кадры, коммутаторы используют таблицу MAC-адресации, вкоторой номер порта сопоставляется с MAC-адресом.
Для каждого нового соединения между узлами создается новый канал. Такие отдельные каналы позволяют устанавливать несколько соединений одновременно без возникновения коллизий.
Коммутаторы используются так же для микросегментации (это архитектура, при которой на каждый коммутатор приходится один сервер, который непосредственно управляет всеми остальными подключёнными к коммутатору устройствами).
Следует также учесть, что существуют коммутаторы, которые способны решать часть задач третьего уровня модели OSI. Такие коммутаторы ещё называют коммутаторами 2+ уровня.
Точка доступа WIFI
Точка доступа WIFI — это устройство, которое даёт доступ к беспроводной локальной сети другим хостам. Важно заметить, что это только точка доступа! Она не управляет сетью (В отличие от WIFI-роутера)
Устройства сетевого уровня
Маршрутизатор
Маршрутизатор — это устройство, которое решает задачу маршрутизации. Если коммутаторы направляют сообщения конкретному устройству сразу на порт, то маршрутизатор соединяет несколько подсетей. Работу маршрутизатора можно отдалённо представить как работу почтальона.
В домашних условиях используют именно маршрутизатор. Коммутаторы же чаще всего ставят на предприятиях, там где нужно подключить сразу большое количество сетевых устройств и компьютеров. Также коммутатор не работает с интернетом – именно поэтому его нет смысла устанавливать дома. Аналогично на предприятиях устанавливают и роутеры, которые помогают распределять трафик между несколькими сетями.
В крупных сетях маршрутизаторы являются главными устройствами, регулирующими перемещение по сети потоков данных. В принципе маршрутизаторы позволяют обмениваться информацией любым типам компьютеров.
WIFI-роутер
WIFI-роутер — это роутер, который имеет точку доступа WIFI. Помимо возможности проводного доступа, он так же предоставляет доступ к беспроводной среде технологии WIFI.
Устройства 4-5 уровня
Межсетевой экран
Межсетевые экраны (firewall, брандмауэры) — это сетевые устройства, реализующие контроль за поступающей в локальную сеть и выходящей из нее информацией и обеспечивающие защиту локальной сети посредством фильтрации информации. Большинство межсетевых экранов построено на классических моделях разграничения доступа, согласно которым субъекту (пользователю, программе, процессу или сетевому пакету) разрешается или запрещается доступ к какому-либо объекту (файлу или узлу сети) при предъявлении некоторого уникального, присущего только этому субъекту, элемента. В большинстве случаев этим элементом является пароль. В других случаях таким уникальным элементом является микропроцессорные карточки, биометрические характеристики пользователя и т. п. Для сетевого пакета таким элементом являются адреса или флаги, находящиеся в заголовке пакета, а также некоторые другие параметры.
Таким образом, межсетевой экран — это программный и/или аппаратный барьер между двумя сетями, позволяющий устанавливать только авторизованные межсетевые соединения. Обычно межсетевые экраны защищают соединяемую с Internet корпоративную сеть от проникновения извне и исключает возможность доступа к конфиденциальной информации.
Шлюз
Шлюзы (Gateway) — программно-аппаратные комплексы, соединяющие разнородные сети или сетевые устройства. Шлюзы позволяет решать проблемы различия протоколов или систем адресации. Они действует на сеансовом, представительском и прикладном уровнях модели OSI.
Сетевой шлюз конвертирует протоколы одного типа физической среды в протоколы другой физической среды (сети). Например, при соединении локального компьютера с сетью Интернет обычно используется сетевой шлюз.
Маршрутизатор (он же — роутер) является одним из примеров аппаратных сетевых шлюзов.Сетевые шлюзы могут быть аппаратным решением, программным обеспечением или тем и другим вместе, но обычно это программное обеспечение, установленное на роутер или компьютер.
