Чем отличается свитч от роутера и хаба — разница между ними

Свитч и роутер – разница между ними

У большинства роутеров есть возможность организовать сеть Wi-Fi. Все устройства, подключенные к этой сети, также имеют доступ в Интернет через маршрутизатор. Как правило, все домашние маршрутизаторы имеют Wi-Fi, но те, которые предназначены для работы в офисах или на предприятиях, могут не работать.

Также следует отметить, что недорогие выключатели могут вообще не иметь дистанционного управления.

Коммутатор и роутер — разница между ними:

• Отсутствие WAN порта на свитче, так как он работает только в локальной сети. Роутер отвечает за передачу данных между разными сетями, но коммутатор этого делать не может.
• В свитче нет Wi-Fi, он только коммутирует пакеты по сети Ethernet.
• Может отсутствовать дистанционное управление и, соответственно, все функции, которые можно настроить, а также статистика.
• Коммутатор обычно имеет больше портов LAN, чем маршрутизатор.

 

 

 

 

Весь остальной функционал, предназначенный для организации локальной сети, аналогичен управляемым коммутаторам. То есть он также может поддерживать различные функции отображения статистики работы, зеркалирование портов, QoS (приоритеты трафика). Коммутатор также может выступать в качестве DHCP-сервера, если у него есть эта функция, хотя это случается редко.

Обычно на маршрутизаторе настроен DHCP-сервер, а на коммутаторе он отключен.

Разновидности

Выключатели бывают нескольких видов:

• Управляемые или программируемые — такие устройства также имеют внутри систему настройки портов. В такой системе системный администратор или инженер может назначить гибкую работу сети. С помощью коммутатора, например, можно разделить все подключенные устройства на разные подсети, чтобы информационные пакеты находились только в одной подсети и не выходили за ее пределы.

Например, в организации есть обычные менеджеры и аккаунты — и с помощью переключателя их можно разделить. Чтобы только ваш отдел имел доступ к документам.

• Неуправляемые — это обычные устройства, работающие по простому принципу, который я описал выше. Проблема таких юнитов в том, что они не имеют четкой границы и при желании все юниты имеют доступ друг к другу. Такие коммутаторы можно использовать в пределах определенной подсети или в небольших офисах. Часто используется дома, так как сегментов не так много.

Коммутаторы также могут различаться по уровню, на котором они работают в соответствии с моделью OSI. Эту модель должен знать любой уважающий себя IT-инженер или системный администратор. Но на всякий случай дам практический знак.

уровень 2 — работает с получением кадров и MAC-адресами. Они не работают с IP-адресами и понимают такую ​​информацию, как: MAC-адрес и тег приоритета (IEEE 802.1p).

уровень 3 — работает со всеми типами IP (IPv4, IPv6, IPX, IPSec), также может работать с защитой трафика на соответствующем уровне. Его также можно назвать маршрутизатором, так как это устройство может работать с протоколами: PPPTP, PPPoE, VPN и так далее

уровень 4 — более высокий уровень адресации, который можно настроить не только между устройствами, но и при использовании определенных приложений. Также работает со всеми остальными уровнями: 2 и 3.

Параметры

Итак, у нас есть вот такие простенькие коробочки с сетевыми портами. Как я уже говорил, порты могут быть разных типов. Это означает работу как с витой парой, так и с коаксиальными и оптоволоконными кабелями. Есть комбинированные выключатели.

Например, есть два офиса: центральный (где находится сервер) и дополнительный. Вторичную можно подключить с помощью оптоволокна. То есть порт связи будет оптическим. Но в дальнейшем все остальные локальные порты будут типа Ethernet.

Как видите, коммутаторы могут иметь разное количество портов — все зависит от потребностей пользователя. Маленькие обычно используются дома или в небольших офисах. Магазин часто используется в крупных организациях.

Также порты могут иметь разную скорость. Чаще используются шлюзы со скоростью 1000 Мбит/с, а локальные со 100 Мбит/с. Если ваша организация использует более загруженный трафик, локальные порты могут иметь пропускную способность 1–2 Гбит/с или даже использовать оптоволокно с более высокой скоростью.

PoE

Кроме того, некоторые модели имеют поддержку портов PoE. Порт PoE — это специальный вход, позволяющий запитать устройство по сетевому кабелю. Например, у вас есть камера, которую нужно установить в труднодоступном месте, где нет отдельных розеток. Затем питание может подаваться через выход PoE. То есть устройство будет подключено к сети и питанию одновременно.

SFP

Порты SFP позволяют использовать «оптику» для подключения внешних устройств. Обычно витая пара имеет небольшую дальность действия – 50-100 метров. Волоконная оптика может работать намного дольше. Оптический кабель также более надежно защищен от электромагнитного воздействия и имеет меньший диаметр.

Млн пакетов в секунду

Еще одной очень важной особенностью является скорость обслуживания пакетов. Из названия понятно, что этот параметр должен быть достаточно высоким в крупных локальных сетях. Измеряется в Mpps (миллионы пакетов в секунду). В небольших сетях используются слабые устройства от 2.0 до 10.0 Mpps. В крупных компаниях, работающих с трафиком, до 71,4 Мбит/с. Понятно, что чем выше этот показатель, тем переключатель дороже.

Размер стола

Мы используем таблицу точных MAC-адресов. Если локальная сеть слишком сложная и таблицы не хватает, то сеть может тормозить, так как коммутатору приходится перезаписывать новые адреса на старые. Адрес 48 бит. В некоторых случаях инженер должен сначала рассчитать размер таблицы.

Метод сборки

Его можно разделить на два вида: настольный и настенный. Первый вариант обычно устанавливается в серверных шкафах. Второй вариант можно монтировать где угодно и хоть к потолку прикручивать, хоть к стене. Такие типы используются именно вдали от сервера при подключении к большому количеству машин.

Возможности и функции

Если вам нужен сетевой коммутатор, советую посмотреть важные функции, которые должно поддерживать то или иное устройство. В зависимости от поддержки цена будет расти или падать. В некоторых случаях определенные функции не нужны и поэтому за них не стоит переплачивать. Все зависит от загруженности сети.

• Flow Control или управление потоком — есть во всех коммутаторах. Правильное управление потоком снижает риск перегрузки сети;
• Storm Control — или защита от широковещательного шторма. Шторм — это возникновение ситуации, когда в сети на коммутаторе появляется слишком много пакетов, в результате чего они начинают теряться, некоторая информация не доходит или вообще перестает передаваться. Очень часто возникает в результате петель. Важная функция для больших сетей.
• Jumbo Frame или большие кадры — используются только в больших сетях. Тогда есть реальная возможность увеличить размер пакета для ускорения передачи данных. Для этого требуется, чтобы принимающее устройство также поддерживало эту функцию, а канал имел определенный размер.
• IGMP Snooping — часто используется в IP-телевидении. Когда трафик распределяется по точкам для конкретного пользователя. С одной стороны, сеть находится в процессе разгрузки. С другой стороны, коммутатор должен быть достаточно мощным, чтобы постоянно рассчитывать траектории и реагировать на запросы новых пользователей.
• Поддержка режима:
  • Half duplex — поддержка отправки пакетов в обе стороны, но одновременная передача запрещена. То есть передается по очереди
  • Дуплекс — одновременная передача.

• Стекирование или расширение — используется, когда стандартному коммутатору не хватает портов. Затем подключаются один или несколько коммутаторов. Технологии у каждой компании разные и нужно учитывать скорость шины укладчика для конкретной модели.
• Поддержка QoS — приоритезация трафика по стандарту IEEE 802.1p. Когда трафик с более высоким приоритетом пропускают, а остальные стоят в очереди. Благодаря этой технологии выравнивается и скорость передачи данных в сети. В результате снижается вероятность заторов на линии.
• Агрегация ссылок по стандарту IEEE3ad. Поддерживаются только дорогие устройства. Возможность отправки пакетов данных по нескольким кабелям и портам для увеличения скорости;
• VLAN — разделение сети на подсети. Например, бухгалтерия не видит отдел кадров и не имеет доступа к их сети, и наоборот.
• Обнаружение петли — помогает защитить сеть от петель — когда пакеты начинают бесконечно зацикливаться в сети. Проблема в том, что отправитель тоже может бесконечно отправлять пакеты в сеть и засорять ее;
• Сегментация трафика — это разделение портов на отдельные сегменты. Разделение происходит на физическом уровне для большей надежности;
• Мониторинг трафика — это простая проверка всего трафика для обеспечения безопасности сети.
• Поддержка интернет-протоколов — тут все понятно, кроме обычных функций устройство должно уметь раздавать трафик из глобальной сети.
• Поддержка Wi-Fi — для подключения к локальной сети с помощью радиоволн по стандарту IEEE 802.11.

Назначение

• Домашнее — во многих статьях по тем или иным причинам сначала пишется домашнее использование. Да, в прошлом их действительно часто использовали дома и подключали соседи, а также друзья, чтобы взломать Counter Strike. Но сейчас, в век интернета, их уже редко увидишь, и на смену им пришли Wi-Fi роутеры.

• Малый бизнес — сеть ограничена только количеством компьютеров. Обычно это до 48+ сервера.

• Умный дом – эта система достаточно популярна в частных домах. Его также можно использовать в малом бизнесе.

• Видеонаблюдение — если система становится слишком большой, используются выключатели;

• Промышленные сети — для правильного распределения трафика между сложными устройствами.

Читайте также: ВАЗ 2112: обзор недостатков, технических характеристик и особенностей автомобиля

Коммутация и маршрутизация пакетов

Рассмотрим отличия коммутатора от роутера по их основным задачам:

Коммутация пакетов

 

 

 

 

Это передача пакетов внутри локальной сети, то есть между устройствами, находящимися недалеко друг от друга. В этом случае передача данных осуществляется путем отправки пакета с устройства с заданным MAC-адресом на другое устройство, также по MAC-адресу.

Если известен IP-адрес другого устройства, находящегося в той же локальной сети, с помощью ARP-запроса выясняется MAC-адрес, на который следует отправить пакет. Обработкой того, с какого порта отправить пакет, на основе их MAC-адресов, занимаются коммутаторы (коммутаторы).

Маршрутизация пакетов

Это их передача во внешнюю сеть. Процесс осуществляется с использованием IP-адресов и маски подсети. Если IP-адрес не из этой локальной сети (не соответствует маске), он отправляется на IP-адрес шлюза по умолчанию. Компьютер узнает MAC-адрес шлюза и отправляет на него пакет.

После этого маршрутизатор, получивший этот пакет, отправляет его во внешнюю сеть, к которой он подключен через порт WAN.

Пример

Допустим, компьютер отправляет задание на принтер. Принтер и компьютер подключены через маршрутизатор. В этом случае маршрутизатор выступает в роли коммутатора — он передает пакеты из LAN-порта, к которому подключен компьютер, в LAN-порт, к которому подключен принтер.

При просмотре страницы через браузер маршрутизатор осуществляет маршрутизацию пакетов, полученных с компьютера, во внешний Интернет и наоборот.

Коммутатор

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

Распространенное название переключателя — переключатель (от англ to switch — «переключатель»).

Сетевой коммутатор создает сеть из нескольких подключенных устройств, называемых узлами

Принцип работы

Принцип работы коммутатора основан на мостовых технологиях. Данные, поступающие от одного сетевого узла, передаются непосредственно на принимающий узел. При этом последний определяется с помощью специальной таблицы коммутации, где устройство хранит MAC-адреса узлов. Это обеспечивает скорость и безопасность сетевого соединения.

Ранее вместо коммутатора использовались концентраторы. Эти устройства реализовывали первый уровень сетевой модели OSI — они передавали данные от начального узла всем остальным в сети. Такой подход морально устарел, так как требовал от каждого из узлов сети обработки всего трафика вне зависимости от того, кто был получателем пакета данных.

Коммутатор оснащен однотипными портами — LAN (Local Area Network), которые подходят для подключения локальных устройств, физически расположенных недалеко друг от друга.

Маршрутизатор

Чаще всего маршрутизатор называют маршрутизатором (хотя более правильной транслитерацией является «маршрутизатор»). Это устройство предназначено для соединения нескольких сетей с различной архитектурой. Это означает, что маршрутизатор способен подключить вашу личную домашнюю сеть к глобальной сети (Интернету). Это взаимодействие является третьим (сетевым) уровнем модели OSI.

Особенностью роутера является возможность настройки правил передачи данных. Чаще всего это делается с помощью специального веб-интерфейса, доступ к которому осуществляется через браузер.

Почти все потребительские интернет-провайдеры используют аналогичный веб-интерфейс, позволяющий пользователю или администратору настраивать правила маршрутизатора

Безопасность этого устройства обеспечивается наличием встроенного межсетевого экрана, а также фильтрацией пакетов данных. Еще одна распространенная дополнительная функция — беспроводная точка доступа Wi-Fi.

Домашний роутер часто оснащается беспроводной точкой доступа

Маршрутизаторы используются не только для подключения к Интернету. Крупные компании часто выбирают маршрутизатор, чтобы снизить нагрузку на локальную сеть, разделив ее на широковещательные домены или домены коллизий.

Принцип работы

Если коммутатор использует таблицу коммутаторов для определения сетевых узлов, маршрутизатор использует таблицу маршрутизации. Он сложнее своего аналога коммутатора и содержит такую ​​информацию, как адрес, маска подсети назначения, шлюз, интерфейс и метрики для всех устройств в сети, включая другие маршрутизаторы.

Используя эту таблицу, маршрутизатор может определить кратчайший путь для передачи данных от одного сетевого устройства (например, сервера веб-сайта) к другому (например, вашему персональному компьютеру).

Маршрутизация (то есть определение атрибутов узлов в таблице) может быть динамической или статической. В быту чаще всего используется первый вариант — он прост, не требует от пользователя особых настроек сети. Маршрутизатор самостоятельно назначает динамические IP-адреса подключенным устройствам по протоколу DHCP.

Сам роутер получает IP-адрес от внешнего провайдера. Статическая маршрутизация, с другой стороны, позволяет четко указывать адреса для каждого устройства в сети. Этот метод используется для защиты пакетов данных и предотвращения их получения «неправильными» получателями.

Бытовой роутер оснащен несколькими портами LAN и WAN (Wide Area Network). Сетевой кабель от провайдера подключается к порту WAN, обеспечивающему доступ в Интернет. Пользовательские компьютеры подключаются к портам LAN.

Бытовой роутер обычно оснащен только одним портом WAN, через который роутер общается с глобальной сетью

С помощью веб-интерфейса вы можете ограничить доступ в Интернет для устройств, подключенных к определенным портам LAN. При этом эти компьютеры по-прежнему будут иметь доступ к локальной сети.

Стоимость

Маршрутизатор — более сложное устройство, чем коммутатор, предназначенное для внутреннего использования. Стоимость зависит от разновидности каждого устройства, но на самом деле роутер намного дороже коммутатора.

Другие отличия

Устройства выполняют схожие задачи. Они имеют много общего, но существенно различаются. Выключатель технически проще и ограничен по функционалу. Маршрутизатор сложнее. Имеет возможность определения IP-адресов, коммутатор работает только с MAC-адресами. Основное отличие маршрутизаторов от коммутаторов заключается в подключении к локальной сети Интернет.

Режимы работы

Коммутатор может передавать данные в трех режимах. Они отличаются друг от друга уровнем надежности и латентности.

1. В режиме Cut-Through, или как его еще называют end-to-end, коммутатор только считывает адрес получателя из входящих данных и отправляет информацию без проверок. В этом случае время ожидания наименьшее, но есть вероятность передачи информации с ошибками.
2. В режиме Store and Forward (также называемом промежуточным) коммутатор проверяет все данные на наличие ошибок и только после этого передает информацию приемнику. В этом режиме время ожидания максимальное.
3. Следующий режим называется Fragment-Free или без фрагментов. Он имеет функции в обоих описанных режимах. Коммутатор считывает адрес получателя и первые 64 байта, которые анализирует на наличие ошибок. Затем информация поступает к адресату.

Условия передачи информации онлайн меняются. Поэтому полезной функцией переключателя является возможность менять режим работы в зависимости от обстоятельств.

Во-первых, коммутатор работает в режиме Cut-Through. Если на порту возникает ошибка, он переводится в режим без фрагментов. Если количество ошибок продолжает расти, коммутатор переходит в режимы Store и Forward (с промежуточным хранилищем).

Что же выбрать – плюсы и минусы каждого устройства

Основная задача коммутаторов – объединить персональные компьютеры, телефоны, принтеры или камеры видеонаблюдения. Маршрутизатор необходим для передачи трафика между провайдером и устройством.

Кроме того, у роутера могут быть дополнительные функции, необходимые в каждом отдельном случае. Пример такого дополнения — наличие беспроводной точки доступа Wi-Fi, защита от внешних атак, антивирусная база и наличие USB-порта.

Прежде чем выбирать маршрутизаторы или коммутаторы, обязательно выберите поставщика. Чаще всего предлагают подключение по технологии GPON, поэтому провайдеры выдают собственное оборудование и сами решают, что подойдет клиенту. Подключиться к своему оборудованию можно только в том случае, если провайдер использует технологию Multicast.

Экспертное заключение Карнаух Екатерина Владимировна Окончила Национальный университет кораблестроения по специальности «Экономика предприятия». После этого необходимо подсчитать количество портов.

Лучше выбирать коммутаторы или маршрутизаторы с портами на 3-4 больше, чем необходимо. Это так называемый резерв. Особенно это необходимо в офисах, когда важно быстро оборудовать новые рабочие места и обеспечить стабильность в работе. Для домашнего использования достаточно купить устройство с портами на 1-2 больше, чем необходимо

.

При выборе нужно учитывать скорость передачи данных. У коммутаторов есть скорость порта, то есть скорость, с которой данные передаются в сети. Если вы используете коммутатор дома, скорость передачи этого устройства не так важна.

С роутером дела обстоят иначе. При выборе провайдера скорости лучше выбирать тех, которые предлагают 100 мегабит в секунду и более. Тогда можно дать домашней группе стабильный сигнал Wi-Fi и возможность подключения к Smart TV.

Если вы выбираете роутер, учитывайте, что у него есть дополнительные функции, например, встроенная точка доступа. Это означает, что маршрутизатор будет действовать как маршрутизатор Wi-Fi.

Если коммутатор поддерживает стандарты VLAN, он объединяет несколько портов в канал связи. Это практично, когда бухгалтерия подключена к портам 1-3, а менеджеры работают с портов 4-9. Эта техника подходит для офисной работы.

При подключении к сети дома через роутер учитываются частотные диапазоны. Показатель 5,4 ГГц обеспечит наличие свободных сигналов, а частота 2,4 ГГц обеспечит хорошее качество связи.

Для домашнего использования выключатель нужен только тогда, когда у владельца есть ноутбук, компьютер, телевизор и система видеонаблюдения. Это означает, что коммутатор будет соединять все устройства между собой, поддерживать технологию Poe и обеспечивать передачу данных по внутренней сети. То есть с помощью переключателя можно будет передавать видео и медиафайлы.

Так что для домашнего использования коммутатор нужен, если это система видеонаблюдения или IP-телефония. Во всех остальных случаях необходимо выбрать маршрутизатор, обеспечивающий подключение по локальной сети.

Экспертное мнение Карнаух Екатерина Владимировна Окончила Национальный университет кораблестроения по специальности «Экономика предприятия» В офисе нужен свитч для передачи информации по внутренней сети между вашими устройствами.

Это гораздо быстрее, чем ждать сигнала от интернет-провайдера. Помимо коммутатора офисным работникам потребуется роутер для связи с локальной сетью.

Офисные коммутаторы лучше выбирать на 10-16 портов. Внутренняя пропускная способность влияет на скорость передачи пакетов. Роутеры или роутеры для домашней сети рассчитаны на 5-8 портов. Больше никаких подключений не требуется.

Краткая сравнительная таблица

После понимания организационной структуры каждой организации выбор кажется очевидным. Сравнить маршрутизаторы со свитчами можно по основным критериям.

Маршрутизаторы	Переключатели
Подключиться к локальной сети	Соедините устройства в сети друг с другом
Заменить переключатели	Требуется подключение к роутеру
Необходимое для дома	Подходит для офисов
Стройте маршруты для передачи пакетов	Подключить устройства

Подведем итог

Устройства похожи внешне, но отличаются типом назначения и принципом работы. Свитчи соединяют гаджеты в сеть. При использовании роутеров происходит подключение к провайдеру. Это означает, что если вы используете свитч, вы можете получить соединение внутри одной ячеистой сети, тогда можно будет обмениваться медиафайлами между подключенным оборудованием.

С одной стороны кажется, что оба устройства одинаковые, но при ближайшем рассмотрении становится понятно, что роутер способен заменить коммутатор и используется как устройство для коммутации. Но коммутатор не подключается к провайдерам в одиночку и не способен раздавать пакетные данные.

Экспертное мнениеКарнаух Екатерина Владимировна Окончила Национальный университет кораблестроения по специальности «Экономика предприятия» Это означает, что внутри одной домашней сети используют роутер без коммутатора, если гаджетов не так много.

Но когда появляются камеры видеонаблюдения или подключается дополнительное оборудование друг к другу, помимо роутера, для интернет-связи нужен коммутатор, обеспечивающий раздачу пакетных данных.