В чем отличия между коммутатором и концентратором и для чего используются

Устройства для связи компьютерной техники

В чем отличие Коммутатора (Switch) от Концентратора (Hub)

Концентратор (Hub) — это сетевое устройство, позволяющее подключать несколько компьютеров к одной сети. Концентраторы могут быть основаны на соединениях Ethernet, Firewire или USB.

Коммутатор (Switch) — устройство управления, которое включает или выключает поток электроэнергии в цепи. Он также может использоваться для маршрутизации информационных шаблонов при потоковой передаче электронных данных, передаваемых по сетям. В контексте сети коммутатор — это компьютерное сетевое устройство, которое соединяет сегменты сети.

	Концентратор (Hub)	Коммутатор (Switch)
Уровень OSI	Физический: концентраторы классифицируются как устройства 1 уровня в соответствии с моделью OSI.	Канальный: сетевые коммутаторы работают на 2 уровне модели OSI.
Функционал	Для соединения сети персональных компьютеров их можно объединить через центральный концентратор.	Позволяет объединять несколько устройств, управлять портами и настройками безопасности VLAN
Форма передачи данных	Электрический сигнал или биты	Кадр (для L2 Switch) и Пакет ( для L3 switch)
Порты	4/12 портов	Коммутатор является многопортовым мостом. 24/48 портов
Тип передачи	Концентраторы всегда рассылают кадры на все порты (flooding), кроме того, с которого пришел; рассылка может быть одноадресной (unicast), многоадресной (multicast) или широковещательной (broadcast)	Первоначально широковещательная (broadcast) рассылка; затем одноадресная (unicast) и многоадресная (multicast) рассылка по мере необходимости.
Тип устройства	Пассивное устройство (без программного обеспечения)	Активное устройство (с программным обеспечением)
Used in (LAN, MAN, WAN)	LAN	LAN
Таблица сетевых адресов (MAC)	Сетевой концентратор не может узнавать или сохранять MAC-адрес.	Коммутаторы используют CAM-таблицу с доступной памятью, к которой обычно обращается ASIC (специализированные интегрированные микросхемы).
Режим передачи	Полудуплекс (Half duplex)	Полу-/полный дуплекс (Half/Full duplex)
Широковещательный домен	Концентратор имеет один широковещательный домен.	Коммутатор имеет один широковещательный домен
Определение	Электронное устройство, которое соединяет множество сетевых устройств вместе, чтобы устройства могли обмениваться данными	Сетевой коммутатор — это компьютерное сетевое устройство, которое используется для соединения множества устройств в компьютерной сети. Коммутатор считается более продвинутым, чем концентратор, потому что он будет отправлять сообщения на нужный порт устройства или запрашивать информацию с него.
Скорость	10Mbps	10/100 Mbps, 1 Gbps
Адрес, используемый для передачи данных	Использует MAC-адрес	Использует MAC-адрес
Необходимо для подключения к Интернету?	Нет	Нет
Категория устройства	Не интеллектуальное устройство	Интеллектуальное устройство
Производители	Sun Systems, Oracle, Cisco	Cisco, D-link, Juniper, MikroTik
Столкновения (Collisions)	Столкновения (Collisions) обычное явления в инфраструктурах, использующих концентраторы.	В полнодуплексном коммутаторе не происходит столкновений.
Spanning-Tree	Не используется Spanning-Tree	Возможно использование множества экземпляров Spanning-Tree

Различия в производительности концентраторов и коммутаторов

Коммутатор является эффективной альтернативой концентратору. Люди, как правило, выигрывают от использования свитча, если в их домашней сети четыре или более компьютеров. Также вы невооруженным взглядом заметите разницу при использовании в своей сети приложений, которые генерируют значительный объем сетевого трафика:

• таких как многопользовательские игры
• обмен тяжелыми музыкальными файлами.

Технически говоря, концентраторы работают с использованием широковещательной модели, а коммутаторы — с использованием модели виртуальных каналов. Например, когда четыре компьютера подключены к концентратору, и два из этих компьютеров взаимодействуют друг с другом, концентраторы просто передают весь сетевой трафик на каждый из четырех компьютеров. Коммутаторы, с другой стороны, способны определять пункт назначения каждого отдельного элемента трафика (такого как кадр Ethernet) и выборочно пересылать данные только на один компьютер, который действительно нуждается в этом. Вырабатывая меньше сетевого трафика при доставке сообщений, коммутатор работает лучше, чем концентратор в загруженных сетях.

В следующем видео сравниваются концентраторы, коммутаторы и маршрутизаторы.

Коммутатор – «умный» хаб

Внешне коммутатор (он также называется «свитчом» – от английского switch – «переключатель») выглядит как хаб с большим количеством портов. И даже используется он по тому же назначению – для «сбора» разрозненных машин в единую сеть с помощью проводного подключения.

Главное же отличие коммутатора от концентратора кроется в принципе работы. В его основе лежит все та же технология передачи сигнала фреймами, однако само устройство не просто слепо дублирует их, а анализирует и обрабатывает.

Свитч имеет собственную память, в которой содержится матрица (таблица) MAC-адресов. Изначально она пуста и коммутатор работает в режиме концентратора, но после начала передачи данных она начинает автоматически заполняться адресами на основании анализа решений о принятии и отказе получения фрейма подключенными машинами. Соответственно, через определенное время в матрице появляется информация обо всех находящихся в сети клиентах, и свитч может использовать ее в своей работе: вместо того, чтобы ретранслировать входящий фрейм на все порты, он отправляет его на конкретный порт, к которому подключена машина с указанным во фрейме адресом.

Подобная схема работы в разы снижает нагрузку на сеть и позволяет использовать ее практически на максимальной скорости, а точнее, на скорости установленных в свитче портов.

Вопрос-ответ:

Какая основная функция коммутатора?

Основная функция коммутатора — передача данных между компьютерами, сетевыми устройствами или сетевыми сегментами в компьютерной сети. Коммутатор выполняет передачу данных, используя информацию из MAC-адреса пакета данных.

А что такое концентратор?

Концентратор — это сетевое устройство, которое объединяет несколько сегментов сети в один, передавая данные между ними. Основная функция концентратора — усиление и ретрансляция сигнала, позволяющая увеличить длину сетевого сегмента.

В чем отличие коммутатора от концентратора?

Основное отличие между коммутатором и концентратором заключается в том, как они обрабатывают данные. Коммутатор передает данные только тому порту, который предназначен для получения, идентифицируя порты по MAC-адресу. Концентратор же передает данные на все порты одновременно, не имея информации о MAC-адресе.

Какую сеть лучше использовать: с коммутатором или с концентратором?

Сеть с коммутатором предпочтительнее, поскольку коммутатор позволяет установить более высокую пропускную способность, обеспечивает лучшую безопасность и меньшую коллизию в сети, чем концентратор. Кроме того, коммутатор позволяет работать с полнодуплексной передачей данных, что увеличивает скорость и эффективность сети.

Какую сеть лучше использовать: коммутатор или концентратор?

В современных сетях рекомендуется использовать коммутаторы, так как они обладают более высокой производительностью и возможностью управления трафиком в сети. Концентраторы устарели и редко используются в новых сетевых инфраструктурах.

Каковы основные функции и назначение коммутатора?

Коммутатор (сетевой коммутатор) – это устройство, которое используется в компьютерных сетях для передачи данных между различными узлами сети. Основная функция коммутатора — пересылка сетевых пакетов между сетевыми устройствами, такими как компьютеры, принтеры, маршрутизаторы и другие коммутаторы. Кроме того, коммутатор выполняет функции управления трафиком, фильтрации данных, автоматического определения сетевых устройств и контроля за полосой пропускания.

Отличие свитча от хаба (сетевого концентратора)

Коммутатор:

Основное отличие коммутатора от концентратора заключается в том, что коммутатор передает данные только тому компьютеру, для которого предназначены. Он анализирует MAC-адрес каждого устройства и пересылает данные только на нужный компьютер. Таким образом, коммутатор убирает коллизии, которые возникают при использовании концентратора.

Коммутатор имеет несколько портов, каждый из которых соединен с отдельным компьютером в локальной сети. Когда устройство отправляет данные, коммутатор получает их, проверяет MAC-адрес получателя и пересылает данные только на нужный порт, подключенный к компьютеру с этим MAC-адресом. В результате, коммутатор позволяет компьютерам в сети обмениваться данными намного быстрее и без коллизий.

Кроме того, коммутатор может использовать внутренние таблицы, чтобы определить, какой компьютер подключен к какому порту. Это позволяет коммутатору маршрутизировать данные без участия компьютера-хоста, что увеличивает скорость передачи данных и улучшает общую производительность сети.

Таким образом, использование коммутатора в сети позволяет снизить нагрузку на каналы связи, увеличить пропускную способность и обеспечить надежную передачу данных между компьютерами. Коммутатор является более современным и эффективным устройством для построения локальных сетей.

Функциональность коммутатора

Основные функции коммутатора:

1. Передача данных — коммутатор передает данные от отправителя к получателю сетевого сообщения. Он анализирует сетевые пакеты и перенаправляет их на соответствующие порты, что позволяет доставить сообщение только нужному устройству.
2. Разделение сети — коммутатор разделяет сеть на отдельные сегменты, что позволяет увеличить пропускную способность и уменьшить коллизии и помехи на сети.
3. Управление трафиком — коммутатор контролирует поток данных в сети и управляет передачей пакетов. Он может регулировать пропускную способность, приоритет и время передачи данных.
4. Фильтрация данных — коммутатор может фильтровать данные, блокировать нежелательные пакеты и защищать сеть от вредоносных атак.
5. Повышение производительности — коммутаторы обеспечивают более высокую скорость передачи данных, чем концентраторы. Они имеют большую пропускную способность и меньшую задержку передачи данных.
6. Поддержка виртуальных локальных сетей (VLAN) — коммутаторы позволяют создавать виртуальные сети внутри физической сети. Это позволяет разделять сеть на логические сегменты и повышает безопасность и эффективность передачи данных.

Функциональность коммутатора делает его важным элементом сетевой инфраструктуры. Он обеспечивает стабильность и эффективность работы локальной сети, повышает скорость передачи данных и обеспечивает безопасность сети.

Принцип работы коммутатора

Принцип работы коммутатора основан на использовании MAC-адресов, которые уникальны для каждого компьютера в сети. Коммутатор получает данные от подключенных компьютеров и осуществляет пересылку данных только тому компьютеру, для которого данные предназначены.

При получении данных от компьютера коммутатор смотрит на MAC-адрес получателя и создает таблицу соответствия MAC-адресов и портов, на которых подключены компьютеры. После этого коммутатор непосредственно передает данные только на тот порт, на котором находится компьютер-адресат. При этом остальные порты коммутатора не заняты передачей данных и могут использоваться другими компьютерами для своей работы.

Такой принцип работы коммутатора позволяет существенно улучшить производительность сети, поскольку данные не пересылаются на все компьютеры сегмента, а доставляются только на нужный.

Кроме основной функции пересылки данных коммутаторы также обладают рядом дополнительных возможностей. Например, коммутаторы могут поддерживать различные виды сетевой безопасности, такие как контроль доступа к сети и сегментирование сети на виртуальные сети.

Таким образом, коммутаторы являются важной составной частью современных компьютерных сетей и обеспечивают более эффективную передачу данных, а также обладают дополнительными функциями для обеспечения безопасности сети

Какие различия существуют между коммутатором и концентратором

Коммутатор является более развитым и интеллектуальным устройством по сравнению с концентратором. Он способен анализировать сетевой трафик и принимать решение о передаче данных только на нужные порты, оптимизируя тем самым пропускную способность сети. Коммутатор создает виртуальные каналы, где каждый порт получает отдельную емкость для передачи данных. Это позволяет избежать коллизий и повышает эффективность работы сети.

Концентратор, с другой стороны, является простым устройством, которое дублирует входящий сигнал на все выходы, не анализируя данные. Все устройства, подключенные к концентратору, находятся в одной коллизионной домене, что может привести к потерям данных и замедлению работы сети при одновременной передаче нескольких устройств. Кроме того, при использовании концентратора вся полоса пропускания сети делится между всеми подключенными устройствами.

Основные отличия между коммутатором и концентратором можно свести к следующим пунктам:

1. Коммутатор анализирует и пересылает данные только на нужные порты, позволяя полностью используется пропускную способность сети. Концентратор же дублирует входящий сигнал на все выходы, что может привести к потере данных и замедлению работы сети.
2. Коммутатор создает виртуальные каналы для каждого порта, чтобы избежать коллизий и повысить эффективность передачи данных. Концентратор распределяет всю полосу пропускания между подключенными устройствами, что может вызвать замедление работы сети при одновременной передаче данных несколькими устройствами.
3. Коммутатор поддерживает полнодуплексную передачу данных, что позволяет совместную работу устройств в полном режиме. Концентратор работает в полудуплексном режиме, что ограничивает скорость передачи данных.
4. Коммутатор обеспечивает более высокий уровень безопасности сети, так как он может настраивать фильтры для блокировки нежелательного трафика. Концентратор не имеет такой возможности.

Таким образом, выбор между коммутатором и концентратором зависит от требований и потребностей конкретной сети. Если необходимо обеспечить высокую пропускную способность, безопасность и эффективность передачи данных, рекомендуется использовать коммутатор. В случаях, когда требуется более простой и недорогой вариант, концентратор может быть более подходящим выбором.

Концентратор:

Основное отличие концентратора от коммутатора заключается в способе передачи данных. Концентратор работает на физическом уровне и пересылает все данные на все подключенные устройства, даже если получатель адресован только одному устройству. Это может привести к возникновению коллизий и значительно замедлить работу сети.

Концентратор также может работать только с устройствами, использующими одну и ту же скорость передачи данных. Если в сети есть устройства с разными скоростями, концентратор будет работать на наименьшей общей скорости.

Концентратор прост в использовании и удобен при подключении небольшого количества устройств. Однако с появлением более сложных сетей с большим количеством устройств, часто используется коммутатор, способный обрабатывать данные более эффективно и улучшать производительность сети.

Функциональность концентратора

Основным преимуществом концентратора является его способность распространять информацию на все подключенные к нему устройства, независимо от того, адресована ли она конкретному устройству или нет. Концентратор работает на физическом (канальном) уровне модели OSI и передает данные всем устройствам в одной локальной сети.

Кроме того, концентратор является пассивным устройством, это значит, что он не анализирует содержимое данных и не принимает решений о передаче данных. Он просто повторяет полученный сигнал на все выходы, что может привести к коллизиям и понижению производительности сети.

Для работы с концентратором требуется использовать коллизионную обнаруживающую среду, такую как CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), которая позволяет устройствам на локальной сети определять наличие коллизий на сетевой линии и корректно обрабатывать эту ситуацию.

Важно отметить, что в современных сетях концентраторы часто заменяются более функциональными и умными устройствами, такими как коммутаторы и маршрутизаторы, которые обладают более высокой производительностью и возможностью управления трафиком

Принцип работы концентратора

Принцип работы концентратора довольно прост: он работает на физическом уровне модели OSI (Open Systems Interconnection) и принимает информацию от одного устройства и передает ее всем остальным устройствам, подключенным к нему. Когда концентратор получает данные от одного устройства, он ретранслирует эти данные во все порты, кроме порта, с которого получил информацию.

В отличие от коммутатора, который имеет возможность создавать отдельные сегменты для каждого порта и пересылать информацию только к нужному устройству, концентратор распространяет информацию на все подключенные устройства, таким образом затрагивая пропускную способность сети. Это может привести к коллизиям, когда два или более устройств пытаются передать данные одновременно, что приводит к потере данных и уменьшению производительности сети.

Концентраторы используются в основном в небольших локальных сетях, где количество устройств невелико и нагрузка на сеть не высока. В современных сетях концентраторы могут быть заменены коммутаторами, которые предоставляют более эффективное использование пропускной способности и обеспечивают минимальное воздействие на сеть.

В чем различия

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.

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

Ответы:

Shurovik: Хаб (он же коммутатор) – устройство для объединения нескольких компов в сеть. Действие его простое: получив пакет данных с одного порта, он рассылает его по всем остальным. Если несколько пакетов идут в один порт одновременно, то они сталкиваются. Отсюда и т.н. “коллизии”, которые замедляют работу сети. Свитч (он же концентратор) – тот же хаб, только с “мозгами”. Он запоминает, какой адрес на каждом его порту, и когда приходит пакет данных (а в заголовке пакета есть информация, кому и от кого), он его отсылает на нужный порт. Роутер (он же маршрутизатор) – устройство, объединяющее в себе свитч и прокси-сервер. Т.е., это устройство может работать как сервер, объединяя несколько компьютеров и предоставляя им выход в Инет через один внешний адрес. Иногда роутером может служить один из компьютеров сети. Но в случае, если покупка отдельного компа под роутер нецелесообразна, ставится более простой вариант в виде отдельного устройства. Конечно, возможностей у него меньше, но и цена тоже.

Alex: Только немного наоборот: хаб – концентратор, свитч – коммутатор.

Far: Свич и коммутатор – это одно и тоже. Свич позволяет передавать инфу только по тем портам, по которым это необходимо, и не забивает другие порты инфой, в отличие от хаба, который дублирует инфу на все порты. А маршрутизатор отыскивает наиболее короткий и рациональный путь прохождения инфы. Для проектирования локальной сети лучше всего использовать коммутатор, он же свич. А хабы или же концентраторы вообще больше не выпускаются.

Dr.Boom: Управляемый свитч, он же роутер – это свитч с еще \”более умными мозгами\”, который помимо вышеуказанного умеет определять битые пакеты и отправлять их обратно от получаемого порта для повторной отправки этого пакета… Если и повторный пакет оказывается битым, он (упр. свитч) блочит порт, откуда идут битые пакеты… Не обязательно после второго битого пакета порт блочится, можно настроить кол-во попыток. Иногда маршрутизаторы называют роутерами, но это ошибочно… Ибо маршрутизатор имеет еще больше \”мозгов\”, чем роутер (упр. свитч).

Вопросы организации локальных сетей крупных корпораций чаще всего решают системные администраторы. В таком случае сотрудники-пользователи компьютеров не задействованы в решении вопросов, связанных с покупкой техники, и мало кого интересует, в чем заключается отличие коммутатора от маршрутизатора и концентратора. Но как только возникает необходимость приобрести устройство для домашнего пользования или небольшой компании, возникает путаница в терминах.

Отличие коммутатора от маршрутизатора

Поняв, что это за устройства, будет проще выявить и различия между ними. В качестве основных можно выделить следующее:

• Маршрутизатор – более сложное в техническом плане оборудование, которое имеет больше функций и возможностей. Для свитчей характерен ограниченный функционал.
• Маршрутизатор и коммутатор отличаются принципами работы. Первый использует канальный уровень OSI для передачи данных. Он считывает MAC-адреса, составляя специальные адресные таблицы. За счёт чего может правильно перенаправить полученную информацию. Его работу можно сравнить с оборудованием на АТС, которое перераспределяет поступившие звонки между абонентами. Тогда как коммутатор работает на третьем уровне сетевой модели OSI использованием протоколов TCP/IP. То есть он определяет IP-адреса, анализирует пакеты данных, фильтрует, ограничивает или дешифрует их.
• Маршрутизаторы соединяют 2 и более сегмента подсети. Коммутаторы на такое не способны. Их предел – обеспечить передачу данных в рамках конкретной подсети.
• Коммутатор в отличие от роутера самостоятельно к интернету не подключается. Поэтому для маршрутизатора обязательно наличие WAN-порта для подключения к глобальной сети. Тогда как у коммутатора имеются только LAN-разъёмы.
• Благодаря механизму NAT роутер преобразуют один IP-адрес, присваиваемый провайдером, в несколько, чтобы дать доступ к сети сразу нескольким устройствам. Естественно, свитч такой функцией не обладает.
• Разница между маршрутизатором и свитчем проявляется и в «начинке». Роутер как мини-компьютер имеет больший объём встроенной памяти и более мощный процессор. Также маршрутизатор обеспечивает поддержку большинства интерфейсных модулей. При этом некоторые модели роутеров оснащаются и сетевыми брандмауэрами.
• Отличие любого коммутатора от маршрутизатора можно найти в быстродействии. Свитч обладает очень высокой скоростью обработки данных. Ведь ему не нужно проверять и анализировать каждый пакет данных. Однако роутеры можно использовать в больших сетях. Тогда как применение коммутаторов довольно ограничено из-за небольших размеров таблицы маршрутизации.
• Отличаются оба устройства и своей стоимостью. Естественно, маршрутизатор в силу своего функционала и более сложной конструкции намного дороже, чем свитч.

Преимущества и недостатки концентраторов

• Преимущества:
  • Простота и низкая стоимость. Концентраторы являются одними из самых простых и доступных устройств для объединения устройств в локальной сети. Они не требуют сложной настройки и обладают относительно низкой стоимостью, что делает их популярными решениями для небольших сетей.
  • Широковещательная передача данных. Концентраторы передают все полученные данные на все порты в сегменте сети. Это позволяет обеспечить широковещательную передачу данных, что может быть полезно для некоторых сетевых приложений.
• Недостатки:
  • Ограниченная пропускная способность. Концентраторы работают в полудуплексном режиме передачи данных, что ограничивает пропускную способность сети. Кроме того, при увеличении количества подключенных устройств происходит увеличение коллизий и снижение пропускной способности.
  • Отсутствие управления трафиком. Концентраторы не имеют возможности управлять трафиком в сети. Все данные, поступающие на концентратор, передаются на все порты, независимо от целевого устройства. Это может привести к перегрузке сети и снижению производительности.
  • Уязвимость к ошибкам и отказам. Концентраторы не обладают высокой надежностью и не предоставляют механизмов для обнаружения и исправления ошибок. Если концентратор выходит из строя, он может привести к проблемам в работе всей сети.

Роутер – многофункциональное устройство

Роутер – самое технологичное устройство в тройке, которое выполняет сразу несколько функций.

Вообще, если одновременно взглянуть на современный коммутатор / роутер (маршрутизатор), отличия будут заметны практически сразу – общее количество портов в последнем существенно меньше (оно может быть сокращено до 1), но при этом всегда имеется порт, отличающийся цветом и маркировкой (WAN, Wide Area Network – «глобальная сеть») и служащий для подключения к Интернету. Также у роутера всегда есть антенны, причем даже тогда, когда они не вынесены наружу «усами» (они расположены на основной плате внутри корпуса), необходимые для создания беспроводной сети.

В плане создания и функционирования локальной сети отличие роутера от коммутатора минимально – он также передает данные на основании таблицы маршрутизации, то есть, от одного отправителя к конкретному получателю. Более того, к локальной сети добавляется и глобальная, то есть, сигналы от одного из компьютеров могут отправляться не только к другой машине в той же сети, но и в интернет, например, для доступа к определенному сайту. Собственно, в самой возможности выхода в интернет и кроется первое существенное отличие.

Второе – принцип работы с таблицей адресов. Маршрутизатор помимо MAC-адресов использует еще и IP-адреса, причем их он не узнает от устройств, а назначает сам. Назначение может осуществляться вручную, когда пользователь жестко закрепляет один адрес за конкретным оборудованием, или динамически – с помощью DHCP-сервера. Сервер в данном случае – это специальная программа, которая отслеживает появление новых подключений и присутствие в сети ранее подключенных клиентов, а также автоматически «раздает» им адреса.

Третье отличие и, наверное, самая очевидная разница между коммутатором и маршрутизатором кроется в возможности работы последнего с беспроводными клиентами, например, смартфонами или ультрабуками, которые нельзя физически подключить к сети кабелем из-за отсутствия разъема. При этом, несмотря на очевидную разницу в подключении, проводные и беспроводные устройства находятся в одной сети и получают последовательные IP-адреса.