Что такое хаб, свитч и роутер? Чем коммутатор отличается от маршрутизатора? Сетевое оборудование

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.

Для нахождения отличий между коммутатором и маршрутизатором сначала введём термин "Концентратор". Концентратор - простейшее устройство, обеспечивающее взаимодействие компьютеров в сети. Каждый компьютер подключается к концентратору с помощью кабеля Ethernet. Вся информация, отправляемая с одного компьютера на другой в локальной сети, проходит через концентратор. Концентратор не может определить источник или место назначения полученных данных, поэтому пересылает их всем подключенным к нему компьютерам, включая и тот, с которого была отправлена информация. Концентратор может либо передавать, либо получать данные, но не может делать и то и другое одновременно. Поэтому концентраторы работают медленнее, чем коммутаторы. Концентраторы являются наименее сложными и наименее дорогими устройствами для построения сети. Коммутаторы работают как концентраторы, но при этом могут определить место назначения полученных данных, поэтому передают их только тем компьютерам, которым эти данные предназначаются (в отправляемый кадр добавляется mac-адрес компьютера получателя). Можно сказать, что коммутатор "работает" на канальном уровне модели OSI, используя кадры. Коммутаторы могут получать и передавать данные одновременно, поэтому они работают быстрее концентраторов. Если в локальной сети насчитывается четыре и более компьютера или требуется использовать сеть для действий, предполагающих обмен большими объемами информации между компьютерами следует выбрать коммутатор вместо концентратора.

Маршрутизаторы позволяют компьютерам обмениваться данными как в текущей локальной сети, так и между двумя отдельными сегментами сетей, например между домашней локальной сетью и Интернетом. Маршрутизаторы получили свое название благодаря возможности направлять сетевой трафик по определенному маршруту с помощью логической адресации (IP и пакеты). Маршрутизаторы "работают" на сетевом уровне модели OSI. Маршрутизаторы могут быть проводными (с использованием Ethernet-кабелей) или беспроводными (Wifi), а также с дополнительными функциями (VPN). Если требуется просто соединить компьютеры, концентраторы и коммутаторы будут идеальным решением. Однако если необходимо предоставить всем компьютерам доступ к Интернету с помощью одного кабеля или модема, используйте маршрутизатор или модем со встроенным маршрутизатором. Кроме того, маршрутизаторы обычно содержат встроенные компоненты обеспечения безопасности, например брандмауэр. Также в умелых руках:) маршрутизатор может превратиться в сетевое хранилище данных, принт-сервер, домашний хостинг.
Таким образом, коммутаторы работают на канальном уровне модели OSI с помощью кадров и связывают компьютеры одного сегмента сети. Маршрутизаторы работают на сетевом уровне модели OSI и могут связывать компьютеры разных сегментов сети, например локальную сеть офиса и интернет.

Если статья оказалась для Вас полезной пожалуйста поделитесь ей со своими друзьями

Кандидату на должность системного администратора часто задают вопрос про то, чем отличается маршрутизатор от коммутатора или роутер от свитча. Иногда могут подловить на вопросе об отличии хаба от сетевого концентратора. Предлагаю разобраться в названиях сетевых устройств и их различиях.

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.

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).

Сетевой концентратор (хаб) 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.

Все три аппарата являются примерами сетевых устройств. Что касается их различий, нам придется погрузиться немного глубже, чтобы понять нюансы.

Давайте сначала разберем каждый из них в отдельности.

Концентратор (хаб) соединяет несколько компьютеров в локальную сеть (LAN). Вся информация отправляется в концентратор через каждый порт для каждого устройства в сети.

Концентраторы не могут отделить, один компьютер от другого, так как они получают информацию на один порт, а затем слепо направляют ее на все другие порты -предназначен для компьютеров.

Поэтому, даже если вы только хотите, отправить информацию на один компьютер, но у вас есть пять компьютеров в сети, то другие четыре компьютера также получат данные, которые для них не предназначены.

Чем он хорош?

В большинстве случаев, ничем. Потому что вся информация копируется на каждое устройство, это не только кошмар для безопасности, но и огромная нагрузка на пропускную способность.

Представьте, если бы вам нужно было распечатать документ, для вашего начальника, но вместо этого, вам пришлось бы печатать по одной копии документа для каждого сотрудника, используя только офисный принтер.

По этой причине в настоящее время концентраторы в значительной степени вытеснены коммутаторами.

Коммутатор, также, как и концентратор соединяет несколько компьютеров в локальную сеть. Но после первой передачи данных, он создает некую «таблицу точек входа», которые соответствуют портам для подключаемых устройств по MAC-адресам.

Коммутаторы, в отличие от концентраторов, способны различать компьютеры между собой, после первой передачи данных через коммутатор, он смотрит, какой MAC-адрес подключен к конкретному порту и запоминает этот макет.

Чем он хорош?

Они сводят к минимуму трафик в сети, уменьшая использование полосы пропускания, передавая данные только на нужные компьютеры.

Например, компьютер А хочет отправить данные на компьютер C. Коммутатор видит, что компьютер А подключен к порту 1, а компьютер C находится на 4-м порту. При этом коммутатор может передавать данные непосредственно между ними. Этот процесс значительно сокращает использование полосы пропускания.

Коммутаторы бывают управляемого и неуправляемого типа. Неуправляемые наиболее распространены и позволяют подключить их сразу, без установки ПО. Управляемые коммутаторы позволяют приоритизировать трафик, к примеру, повысить приоритет Skype, чтобы обеспечить отличное качество вызова.

Маршрутизатор (роутер) - это устройство, которое передает пакеты данных между различными сетями.

Пакет данных, также содержит адрес назначения. Маршрутизаторы используют этот адрес назначения для отправки пакетов между маршрутизаторами, пока он не достигнет цели. Это как ваша локальная сеть подключается к более широкой сети Интернет. Поэтому, когда вы вводите поисковый запрос на Google, ваш маршрутизатор направляет этот пакет к серверам Google для обработки.

Чем он хорош?

Работа маршрутизатора - отправлять пакеты данных между двумя разными сетями. Однако современные маршрутизаторы на самом деле включают в себя намного больше:

Позволяют осуществлять совместное использование оборудования, такого как принтеры.
Транслятор сетевых адресов (Network Address Translator (NAT)) используется, чтобы назначить один набор IP-адресов в локальной сети и один расположенный за пределами локальной сети к поставщику услуг Интернета или глобальной сети (WAN).
Протокол динамической конфигурации узла (Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP)), назначает IP-адреса для каждого из устройств, подключенных к локальной сети.
Брандмауэр для защиты локальной сети.
WAN-порт для подключения маршрутизатора к модему, который предоставляет услуги широкополосного доступа от поставщика услуг Интернета (ISP).
Беспроводная трансляция позволяя подключать устройства без использования кабелей.

Прежде, чем покупать любой маршрутизатор убедитесь, что он будет совместим с вашим провайдером и соответствует вашим потребностям.

Концентраторы, коммутаторы, маршрутизаторы в двух словах

Концентраторы и коммутаторы объединяют компьютеры для создания локальной сети.
Коммутаторы, в отличие от концентраторов, знают, для каких устройств предназначена информация и отправляют ее туда.
Маршрутизаторы могут передавать пакеты данных между локальными сетями, а также присваивать IP-адреса, действуя как коммутатор и брандмауэр для локальной сети.

Большое количество специализированной техники, практически не отличающейся друг от друга внешне, нередко вызывает путаницу в терминах. Рассмотрим, чем отличается коммутатор от маршрутизатора и как используются эти устройства.

Коммутатор

Коммутатор - это устройство, которое соединяет между собой несколько узлов одной компьютерной сети. Такими узлами могут быть как собственно компьютеры, так и другие устройства: принтеры, серверы и так далее. Коммутатор способен передавать информацию от отправителя к получателю только в пределах этой локальной сети. Такое взаимодействие называется вторым (канальным) уровнем сетевой модели OSI.

Распространённое название для коммутатора - свитч (от английского to switch - «переключать»).

Сетевой коммутатор создаёт сеть из нескольких подключённых устройств, которые называют узлами

Принцип работы

Принцип работы коммутатора основан на мостовых технологиях. Данные, поступающие от одного узла сети, передаются прямо узлу-получателю. Последний при этом определяется при помощи специальной таблицы коммутации, в которой устройство хранит МАС-адреса узлов. Таким образом обеспечивается скорость и безопасность сетевого соединения.

Раньше вместо коммутатора использовались концентраторы. Эти устройства реализовывали первый уровень сетевой модели OSI - они передавали данные от отправного узла всем остальным, находящимся в сети. Этот подход морально устарел, поскольку требовал от каждого из узлов сети обработки всего трафика, независимо от того, кто был получателем пакета данных.

Коммутатор оснащён портами одного типа - LAN (Local Area Network), которые подходят для соединения локальных устройств, физически расположенных близко друг к другу.

Чаще всего маршрутизатор называют роутером (хотя более правильная транслитерация - «раутер»). Это устройство предназначено для соединения нескольких сетей различных архитектур. Это значит, что маршрутизатор способен подключить вашу персональную домашнюю сеть к глобальной сети (интернету). Такое взаимодействие - это третий (сетевой) уровень модели OSI.

Особенность маршрутизатора - это возможность настройки правил передачи данных. Чаще всего это делается при помощи специального веб-интерфейса, доступ к которому осуществляется через браузер.

Практически все бытовые интернет-провайдеры используют подобный веб-интерфейс, чтобы позволить пользователю или администратору настраивать правила работы роутера

Безопасность этого устройства обеспечивается наличием встроенного брандмауэра, а также фильтрацией пакетов данных. Ещё одна распространённая дополнительная функция - беспроводная точка доступа Wi-Fi.

Бытовой маршрутизатор часто оснащён беспроводной точкой доступа

Маршрутизаторы используют не только для выхода в интернет. Крупные компании нередко выбирают роутер, чтобы снизить нагрузку локальной сети, разделив её на широковещательные домены или домены коллизий.

Принцип работы

Если коммутатор использует таблицу коммутации для определения узлов сети, то маршрутизатор применяет таблицу маршрутизации. Она более сложна, чем коммутаторный аналог, и содержит такие данные, как адрес, маску сети назначения, шлюз, интерфейс и метрику всех устройств сети, включая другие маршрутизаторы. При помощи этой таблицы роутер способен определить самый короткий путь передачи данных от одного устройства сети (например, сервера какого-либо сайта) до другого (к примеру, вашего персонального компьютера).

Маршрутизация (то есть определение атрибутов узлов в таблице) бывает динамической и статической. В быту чаще всего используется первый вариант - он прост, не требует от пользователя особой настройки сети. Маршрутизатор самостоятельно назначает динамические IP-адреса подключённым устройствам, используя протокол DHCP. Сам роутер при этом получает IP-адрес от внешнего провайдера. Статическая же маршрутизация позволяет чётко задать адреса для каждого устройства в сети. Этот метод используется для защиты пакетов данных и предупреждает их получение «неправильными» адресатами.

Бытовой маршрутизатор оснащён несколькими портами LAN и одним WAN (Wide Area Network). В WAN-порт подключается сетевой кабель от провайдера, обеспечивающий доступ в интернет. В LAN-порты подключают компьютеры пользователей.

Бытовой роутер, как правило, оснащён только одним WAN-портом, через который роутер связывается с глобальной сетью

При помощи веб-интерфейса можно ограничить доступ в интернет устройствам, подключённым к конкретным LAN-портам. При этом доступ к локальной сети у этих компьютеров останется.

В чём разница

Теперь, когда мы знаем основные характеристики и особенности маршрутизатора и коммутатора, выделить их различия несложно:

коммутатор осуществляет связь между устройствами только одной сети, в то время как маршрутизатор может связывать несколько сетей;
для маршрутизатора можно настроить правила передачи данных;
коммутатор не получится подключить к интернету;
коммутатор использует только LAN-порты, а в маршрутизаторе присутствует как минимум один WAN-порт, обеспечивающий связь с глобальной сетью.

Можно сделать несложный вывод - коммутатор использовать в качестве маршрутизатора нельзя, а вот маршрутизатор выполняет функции коммутатора. Если отключить доступ к интернету, то роутер будет абсолютно аналогичен обычному свитчу.

Коммутатор и маршрутизатор - внешне похожие устройства, которые выполняют различные функции. Зная их особенности и функции, нетрудно отличить одно от другого.