Коммутатор и концентратор являются устройствами из категории сетевого оборудования. Каждый из них функционирует по своему принципу.
Коммутатор – прибор, служащий для соединения элементов локальной компьютерной сети. Технологии, которые использовались при разработке таких устройств, позволяют называть их многопортовыми мостами.
Коммутатор
Концентратор – простой вариант оборудования, применяемого для создания компьютерной сети.
Концентратор Приборы внешне могут выглядеть очень похоже: компактные коробочки, на одной из сторон которых располагаются выходы для подключения соединительных кабелей. Общим для двух устройств является и то, что они связывают только отдельные компьютеры, а не сети, как в случае с маршрутизатором.
Между тем отличие коммутатора от концентратора заключается в том, что второй прибор является довольно примитивным вариантом и обладает меньшими возможностями. Действие концентратора соответствует первому, физическому, уровню согласно модели OSI. Подобное устройство не способно распознавать взаимодействующие с ним компьютеры. Получив от одного из них данные, концентратор отправляет их на все рабочие порты. Таким образом, пакет приходит и по месту назначения, и на остальные компьютеры.
Такой подход влечет за собой массу недостатков. В их числе угроза безопасности и зависимость пропускной способности от количества подсоединенных узлов. В определенный момент концентратор выполняет только один вид операций: получение или передачу информации. При этом процесс осуществляется со скоростью наиболее медленно работающего элемента группы. Все это снижает производительность описанного аппарата.
Концентраторы в настоящее время утратили былую актуальность. Для построения сети сейчас в основном используются коммутаторы. Они функционируют на втором, канальном, уровне. Такой прибор настроен на запоминание компьютерных адресов и способен фиксировать, к какому из портов подключен каждый отдельный узел.
Пакет данных, проходящий через коммутатор, доставляется только на нужное устройство. Остальные компьютеры эту информацию не видят. Поскольку здесь отсутствуют ненужные передачи, производительность внутри сети повышается. Связующий прибор работает сразу в двух направлениях: приема и трансляции данных избранным устройствам. К тому же коммутатор отлично справляется с большими объемами информации, обрабатывая и пересылая ее намного быстрей.
В чем разница между коммутатором и концентратором? В том, что именно первое из этих устройств является наиболее эффективным и лучше обеспечивает безопасность сформированной компьютерной 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 - 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 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.
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.
Теперь, когда мы знаем основные характеристики и особенности маршрутизатора и коммутатора, выделить их различия несложно:
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.
Для организации локальной сети с более чем двумя узлами требуется дополнительное оборудование. Тем, кто живет по принципу “необходимо и достаточно”, предстоит выбирать устройство объединения компьютеров в сеть в соответствии с конкретными задачами, а сделать это без минимального набора знаний невозможно. Внимание пользователей сегодня привлекают два типа устройств – свитч и роутер, и каждый из них обладает своими достоинствами и недостатками.
Свитч
– сетевой коммутатор, обеспечивающий взаимодействие напрямую нескольких компьютеров в одном сегменте локальной сети посредством преимущественно интерфейса Ethernet.
Роутер
– сетевое устройство или отдельный компьютер, объединяющий узлы сети и передающий пакеты данных между ними на основе правил.
Разница между свитчем и роутером – в функциональности каждого из устройств. Свитч на сегодняшний день – простейшее сетевое оборудование, позволяющее двум или более компьютерам в сети обмениваться информацией. Свитч направляет пакеты в соответствии с запросом отправителя именно на тот компьютер, которому они предназначены, тем самым обеспечивая минимальную безопасность в сети. Роутер поддерживает взаимодействие всех компьютеров в сети посредством интерфейса Ethernet или беспроводной связи, одновременно подключая локальную сеть к сети провайдера, что дает возможность выхода в Интернет всем участникам. Свитч самостоятельно к глобальной сети не подключается.
Функциональность роутера намного выше, чем свитча. Передачу данных он осуществляет в соответствии с таблицами маршрутизации. Кроме того, современные роутеры могут выступать в качестве файрволла, обеспечивая защиту подключений, дают возможность шифрования данных и трансляции адресов.
Свитч работает на втором (канальном) уровне модели OSI, что означает прием не только сигналов, но и мониторинг содержимого пакетов для выявления MAC-адреса адресата. Роутер работает на третьем уровне модели OSI, осуществляя мониторинг пакетов для выявления сетевых адресов. Таблицы маршрутизации более сложные и весят больше, чем таблицы коммутации, с которыми работает свитч.
Свитч элементарное устройство, роутер – более сложное.
Свитч не может подключаться к сети Интернет.
Роутер работает с таблицами маршрутизации.
Роутер представляет элемент третьего уровня модели OSI, свитч – второго (канального).
Свитч работает с MAC-адресами, роутер – с IP-адресами.
Роутер обеспечивает безопасность передачи данных на более высоком уровне.
Многие юзеры не знают, в чём состоит разница между маршрутизаторами и коммутаторами, ошибочно думая, что устройства имеют одинаковый принцип работы и служат для одних и тех же целей. Чтобы понять отличие, необходимо изучить, для чего используются гаджеты, где чаще всего их устанавливают, на чем основано их функционирование. Главный вывод, который можно сделать, - маршрутизатор и коммутатор - это устройства, применяемые для различных задач и целей. При этом они имеют разную стоимость. Стоит отметить, что оба гаджета используются для . Иногда их сравнивают с третьим видом гаджетов - концентратором, который на сегодняшний день является устаревшим и не соответствует современным технологическим требованиям. Информация, приведённая в статье, будет интересна людям, которым интересен принцип построения сети. В некоторых случаях нужно применять один тип устройств, в то время как в других целесообразно установить второй тип.
Switch и маршрутизатор выполняют различные функции внутри сети
Чтобы понять, в чем разница между коммутатором и маршрутизатором, необходимо изучить основы работы этих устройств. Стоит отметить, что коммутатор, который устанавливается для компьютерных сетей, называется сетевым. Такой прибор применяется для подключения разнообразных компьютеров в сеть в пределах нескольких либо одного сегмента. При этом стоит отметить, что используется канальный, то есть второй уровень модели OSI. Первый уровень применяют устаревшие концентраторы. При этом девайс передаёт информацию непосредственно получателю, что повышает безопасность и производительность устройства по сравнению с концентратором. Коммутатор сохраняет специальные таблицы коммутации. Это сведения о соответствии MAC-адресов узлов к портам гаджета. В процессе работы девайс устанавливает MAC-адрес хоста-отправителя и заносит информацию в таблицу.
Другими словами, любой фрагмент Ethernet, то есть фрагмент пакетной передачи данных, имеет MAC-адрес. Гаджет фиксирует данные о нем и осуществляет работу своеобразного регулировщика, то есть определяет компьютер, на который можно пересылать информацию. Соответственно, на другие компьютеры данные не могут быть переданы. Таким образом, сетевой девайс такого типа гарантирует прямое подключение между передающим и принимающим ноутбуком, компьютером.
Такой девайс не всегда удобно применять при работе с крупными сетями, поскольку память таблиц, с которыми он работает, является лимитированной. При этом такие устройства имеют невысокую цену и обладают прекрасной скоростью функционирования . Очень часто их применяют в крупных компаниях для построения сетей, поскольку такой вариант является недорогим.
Маршрутизатор - это знакомый многим роутер. Такие приборы обладают большим объёмом памяти и фактически представляют мини компьютер. Это позволяет роутеру работать с трафиком до 1 гигабайта. Преимуществом является то, что маршрутизатор совместим со всеми видами интерфейсных модулей. Стоит отметить, что устройство позволяет подключать неограниченное число маршрутов.
Не всегда юзеров удовлетворяет скорость работы, поскольку маршрутизатор проверяет полностью все данные, а не только MAC- и IP-адрес. Такие гаджеты обладают расширенным набором функций , например, могут определить различные программы, которые поступают в качестве входящей информации. Стоит отметить, что девайс функционирует на третьем, более продвинутом уровне OSI. Маршрутизатор позволяет связывать несовместимые по протоколу и архитектурам сети. Такие современные и удобные устройства, безусловно, стоят дороже. При этом девайсы прекрасно справляются с созданием крупных сетей.
Очень часто роутеры применяются для домашнего использования. Обычно гаджет получает IP-адрес от поставщика услуг интернет, а сам проводит IP-адресацию по локальной сети. Множество продвинутых приборов позволяет пользователю ощутить преимущество использования дополнительных функций. Среди них встроенная защита от опасных вредоносных программ, удобный веб-интерфейс, в который можно зайти с помощью любого компьютера либо ноутбука, и даже возможность подсоединения принтера.
Разница между двумя приборами может быть не очень ясна простому обывателю на первый взгляд. Стоит отметить, что они могут использоваться для одних и тех же функций. При этом гаджеты отличаются по своим принципам работы, стоимости, скорости работы и прочим параметрам. Маршрутизатор как бы «додумывает» маршруты передачи данных в то время, как коммутатор ретранслирует их.
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.
