Коммутатор. Маршрутизатор. Мост. Шлюз
Мост (bridge) делит разделяемую среду передачи сети на логические части, передавая информацию из одного сегмента в другой только в том случае, если такая передача действительно необходима, и адрес компьютера назначения принадлежит другой подсети. Тем самым мост изолирует трафик одной подсети от трафика другой, повышая общую производительность передачи данных в сети. Локализация трафика не только экономит пропускную способность, но и уменьшает возможность несанкционированного доступа к данным, так как кадры не выходят за пределы своего сегмента и их сложнее перехватить злоумышленнику.
Коммутатор (switch, switching hub) это многопортовое устройство, которое позволяет объединить несколько сегментов в одну сеть. Основным отличием от мостов является наличие на каждом его порту специализированного процессора, который обрабатывает кадры по алгоритму моста независимо от процессоров других портов. За счет этого общая производительность коммутатора намного выше производительности традиционного моста, имеющего один процессорный блок. Коммутаторы — это мосты, которые обрабатывают кадры в параллельном режиме.
Маршрутизатор (router) – устройство, обеспечивающее взаимодействие между локальными сетями. Маршрутизаторы более надежно и более эффективно, чем мосты, изолируют трафик отдельных частей сети друг от друга. Маршрутизаторы образуют логические сегменты посредством явной адресации, поскольку используют не плоские аппаратные, а составные числовые адреса. В этих адресах имеется поле номера сети, так что все компьютеры, у которых значение этого поля одинаково, принадлежат к одному сегменту, называемому в данном случае подсетью (subnet).
Маршрутизаторы могут работать в сети с замкнутыми контурами, при этом они осуществляют выбор наиболее рационального маршрута из нескольких возможных.
Другой очень важной функцией маршрутизаторов является их способность связывать в единую сеть подсети, построенные с использованием разных сетевых технологий, например Ethernet и Х.25.
Шлюз (gatawey) – аппаратное или программное обеспечение, обеспечивающее передачу данных между несовместимыми прикладными программами, сетями с разными операционными системами и различными протоколами; выполняют протокольное преобразование для всех семи уровней модели OSI. Кроме функций маршрутизаторов они выполняют еще и преобразование формата информационных пакетов и их перекодирование, что особенно важно при объединении неоднородных сетей.
Модели построения компьютерной сети
Существуют две модели построения компьютерной сети — модель рабочих групп и модель доменов.
В модели рабочих групп пользователи управляют ресурсами, которые распределены среди множества компьютеров. Фактически, ресурсы и управление окружением рабочей группы распределены по сети, т. е. каждый пользователь является сетевым администратором своей собственной машины.
В практических целях рабочую группу можно рассматривать как множество машин, логически сгруппированных под одним именем (названием рабочей группы). Объединение компьютеров в рабочую группу помогает упорядочить список машин, упрощая поиск нужной машины для соединения с ней.
В сетях рабочих групп каждый компьютер поддерживает свою собственную систему безопасности и собственные бюджеты пользователей и групп. Каждый индивидуальный пользователь отвечает за предоставление прав доступа, использование паролей и назначение общедоступных ресурсов.
Домен это тоже группа компьютеров, логически объединенных под одним именем (имя домена) плюс централизованная система безопасности. Концепция домена привносит централизованное администрирование в функционирование рабочей группы. Домен имеет один компьютер — основной контроллер домена, который отвечает за систему безопасности. Бюджеты пользователей регистрируются и хранятся в контроллере домена (в одном месте).
Отличие коммутатора от маршрутизатора (роутера) и хаба
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.