Тонкая грань: маршрутизаторы и коммутаторы
Маршрутизатор или коммутатор? Такой вопрос все чаще возникает при построении инфокоммуникационных структур в организациях и на предприятиях различных масштабов. Рекомендации МСЭ-Т и эталонная модель сетевой архитектуры взаимодействия открытых систем (OSI) дают ответ на этот вопрос, достаточно, однозначный. Между тем, разработчики телекоммуникационного оборудования пытаются сделать оборудование универсальным и всемогущим, что и заставляет пользователей задумываться о выгодности приобретения новых многофункциональных устройств. Насколько это оправдано узнаем далее.
Сетевое оборудование от мировых производителей для любых задач бизнеса
Функции маршрутизатора
Основная функция маршрутизатора заключается в считывании и анализе служебной информации пакетов по каждому порту с целью принятия решения о дальнейшем направлении данных по сети.Также на устройство возложены следующие функции:
— создание и ведение таблиц маршрутизации; — определение маршрутов; — фильтрация пакетов; — ведение очередей; — преобразование сетевых адресов в локальные; — распределение данных по портам.
В соответствии с сетевой моделью взаимодействия OSI, место маршрутизатора — на сетевом уровне и он призван организовать соединение подсетей в составе единой сети между собой. Применительно к компаниям малого и среднего бизнеса, использование устройств маршрутизации востребовано при организации сетей с требованием по выделению нескольких подсетей и разделению доступа к ним. Например, при организации сети в гостинице маршрутизатор позволяет разграничить доступ администрации и гостей. На предприятиях маршрутизаторы могут объединить несколько локальных сетей и предоставить доступ к сети провайдера, в частности, по разным каналам. При этом подсети будут логически отделены друг от друга.
Функции коммутатора
Что же касается коммутатора, то, во-первых, он призван работать на канальном, т.е. втором уровне согласно модели OSI и, во-вторых, его основная задача — анализ MAC- адреса порта-отправителя и отправка данных на другой порт, при этом таблица коммутации формируется им же самим. Конструктивно коммутатор — это концентратор, работающий как многопортовый мост. Он позволяет сегментировать сеть, предоставлять каждой рабочей станции в подсети канал и выделять полосу пропускания для передачи данных. Коммутатор предоставляет не только доступ пользовательским устройствам к сети, но и может служить устройством агрегирования трафика при передаче в сеть, тем самым, занимая место внутри локальной сети или на ее границе.
Организация локальной сети без такого устройства невозможна, ведь именно он призван подключить пользовательские устройства к глобальной сети. Коммутаторы находят широкое применение в домашних сетях и небольших офисах для совместного подключения нескольких компьютеров к одной линии провайдера, а также востребованы в средних и крупных компаниях для построения каскадных сетевых архитектур, имеющих целью укрупнение (агрегацию) потоков, прежде чем передать их в сеть.
Что отличает маршрутизатор от коммутатора?
Сходство и различия сетевых устройств определяются реализованным функционалом в соответствии с уровнями моделей OSI. Так коммутаторы 3 уровня максимально схожи по функционалу с маршрутизаторами, в то время как коммутаторы уровня доступа работают больше, как концентраторы потоков. Между тем, есть ряд функций, которые присущи только одним. Сравнение устройств представлено в таблице ниже.
Таблица – Функционал сетевого оборудования
| Функционал | Маршрутизатор | Коммутатор |
|---|---|---|
| Интерфейсы | поддерживает все типы физических интерфейсов Fast и Gigabit Ethernet, в том числе 10Base-T, 10 Base-2, а также UTP и V.35 для сетей Toking Ring, ISDN и Frame Relay | поддерживает все типы физических интерфейсов сетей Fast и Gigabit Ethernet, в частности 10/100Base-T, 100Base-TX, 100Base-FX. |
| Аппаратный адрес | имеется, в том числе MAC-адрес для работы в локальных сетях | имеется для каждого устройства в сети |
| IP-адрес | для каждого физического интерфейса | один на устройство |
| Фильтрация трафика | осуществляется во всех моделях | возможна только устройствами, поддерживающими протоколы сетевого и транспортного уровня |
| Дифференцированное обслуживание | поддерживает, реализовано программно | поддерживает только за счет аппаратного выделения портов |
| Производительность | порядка нескольких сотен тысяч пакетов в секунду | порядка нескольких миллионов пакетов в секунду |
| Конфигурирование и настройка режимов | реализовано во всех моделях управляемых устройств | |
| Настройка полосы пропускания | имеется в управляемых устройствах, поддерживающих функцию QoS | |
| Количество портов | ограничено только размером устройства | увеличение возможно за счет логического добавления нового устройства |
| Масштабируемость | за счет поддержки слотов дополнительных интерфейсов | за счет поддержки агрегирования потоков |
| Дополнительный функционал | VoIP-адаптер, VPN, межсетевой экран | VLAN |
- Поддержка интерфейсов Маршрутизатор поддерживает различные наборы физических интерфейсов, которые, в свою очередь, реализуют весь функционал физического и канального уровней по передаче данных, т.е. обеспечивают доступ к среде, согласовывают уровни электрических сигналов, реализуют линейное и логическое кодирование, формируют битовые сигналы и осуществляют передачу данных на верхний уровень. Коммутатор является узкоспециализированным устройством и ориентирован на работу в сетях Ethernet, реже АТМ.
- Фильтрация трафика Данным функционалом наделены только маршрутизаторы. ПО содержит модуль сетевого протокола, который позволяет выполнять разбор и анализ отдельных полей пакетов и на основе полученной информации принимать решение о дальнейшем пропуске. Более того, интерфейс пользователя позволяет производить настройки его работы. Тем самым, администратор сети имеет право на задание правил пропуска трафика, например, для возможности оградить сеть от стороннего трафика пользователей, не принадлежащих сети предприятия.
- Дифференцированное обслуживание При обслуживании в сети разнородного трафика именно функционал маршрутизатора позволяет настроить различные схемы обслуживания, в том числе и приоритетную передачу (функция QoS и поддержка протокола IEEE802.1p). При работе в сильно загруженных сетях это позволяет добиться качественной обработки голосового и видео трафика, что востребовано при работе в приложениях реального времени. Даже 4-х портовый маршрутизатор D-Link серии DVG-5400 в небольших сетях обеспечит и качественную SIP-телефонию, и работу факсимильных устройств, без снижения производительности LAN-сети.
Коммутаторы Cisco для корпоративных сетей - Производительность Коммутатор работает, оперируя такими параметрами, как время ожидания и надежность передачи. Соответственно, отличается высокой производительностью. Маршрутизатор отслеживает время жизни пакета и на основании его значения может управлять скоростью передачи данных, отбрасывая или пропуская пакеты в сеть. Просмотр и содержимого пакета, и таблиц маршрутизации существенно замедляют обработку данных, что не лучшим образом складывается на производительности устройства.
- Конфигурирование и настройка Возможность конфигурирования параметров устройств и настройки режимов работы реализованы в управляемых коммутаторах. Ряд таких моделей, могут работать не только на канальном втором уровне, но и на сетевом. Здесь доступны управление доступом и настройка VLAN, агрегация и зеркалирование портов. То же самое касается и маршрутизаторов, сервис доступен для управляемых устройств. Здесь возможна настройка VPN-каналов и средств безопасности.
- Полоса пропускания Настройка полосы пропускания реализована в управляемых моделях коммутаторов и в маршрутизаторах, поддерживающих сервис QoS. По умолчанию, в сетевых устройствах Ethernet она будет равномерно распределяться между всеми активными пользователями сети.
- Количество портов Для возможности увеличения числа портов коммутаторы должны поддерживать функцию стекирования. При этом если максимальное количество и ограничено характеристикой устройства, например до 4 устройств в стеке, следует разумно подходить к полосе пропускание. В сетях Ethernet она разделяется между всеми пользователями. Для маршрутизаторов наращивание портов актуально при организации зоны DMZ и подключения сетевых периферийных устройств, например, принтеров или сетевых хранилищ данных.
