В чем отличие коммутатора от маршрутизатора: чем отличаются роутер и свитч

Что такое коммутатор уровня 3?

A Переключатель уровня 3 — это тип сетевого коммутатора, который может выполнять функции маршрутизации. Он работает на сетевом уровне (уровень 3) в модели OSI и использует IP-адреса для принятия решений о маршрутизации.

В отличие от традиционного коммутатора, который перенаправляет трафик только на основе MAC-адресов, коммутатор уровня 3 может направлять трафик между различными виртуальными локальными сетями или подсетями. Это делает его идеальным выбором для организаций со сложными сетями, которым требуются более продвинутые возможности маршрутизации, чем те, которые может предоставить стандартный маршрутизатор.

Одним из ключевых преимуществ использования коммутатора уровня 3 является его способность повышать производительность сети за счет уменьшения широковещательного трафика. Благодаря сегментации сети на более мелкие подсети и использованию VLAN широковещательный трафик ограничивается каждой подсетью, что снижает перегрузку и повышает общую эффективность.

Еще одним преимуществом использования коммутатора уровня 3 является его гибкость. Благодаря поддержке нескольких протоколов, таких как OSPF и BGP, его можно использовать в самых разных средах, включая корпоративные сети, центры обработки данных и сети поставщиков услуг.

Если вам нужны расширенные возможности маршрутизации в вашей сетевой инфраструктуре без необходимости вкладывать средства в дорогие маршрутизаторы или другие специализированные устройства, рассмотрите возможность добавления в вашу установку одного или нескольких коммутаторов уровня 3.

Что такое роутер?

Маршрутизатор — это устройство, которое соединяет несколько сетей вместе и пересылает пакеты данных между ними. Он работает на сетевом уровне (уровень 3) модели OSI и использует таблицы маршрутизации для определения наилучшего пути для пересылки пакетов на основе их IP-адреса назначения.

Маршрутизаторы обычно используются в домах и на предприятиях для подключения локальных сетей (LAN) друг к другу или к глобальным сетям (WAN), таким как Интернет. Их также можно использовать для разделения больших локальных сетей на более мелкие подсети, что помогает повысить производительность и безопасность сети.

Одной из важных функций маршрутизаторов является NAT (трансляция сетевых адресов), которая позволяет устройствам с частными IP-адресами в локальной сети взаимодействовать с устройствами в общедоступном Интернете путем преобразования их частных IP-адресов в один общедоступный IP-адрес. Это сохраняет общедоступные IP-адреса, количество которых ограничено.

Еще одной ключевой особенностью маршрутизаторов является их способность реализовывать меры безопасности, такие как правила брандмауэра, списки контроля доступа (ACL) и подключения к виртуальной частной сети (VPN). Эти функции помогают защититься от несанкционированного доступа и атак из внешних источников.

Маршрутизаторы играют важную роль в современных сетях, обеспечивая связь между разрозненными сетями, поддерживая при этом стандарты безопасности и производительности.

Как коммутаторы и маршрутизаторы уровня 3 работают вместе?

Коммутаторы и маршрутизаторы 3-го уровня могут работать вместе для создания бесперебойной работы сети. Коммутаторы уровня 3 могут маршрутизировать трафик внутри локальной сети, а маршрутизаторы соединяют разные сети вместе.

Когда пакет поступает на коммутатор уровня 3, он проверяется, чтобы определить его IP-адрес назначения. Если этот адрес находится на другом устройстве, подключенном к тому же сетевому сегменту, что и коммутатор, то коммутатор пересылает пакет непосредственно на это устройство, не задействуя какие-либо другие устройства, такие как маршрутизаторы.

Однако, если IP-адрес назначения не находится ни в одном из этих сегментов, а полностью принадлежит другой сети, то здесь в игру вступают маршрутизаторы. Коммутатор уровня 3 отправляет этот пакет на один или несколько подключенных маршрутизаторов, которые выполняют свои функции маршрутизации, пересылая пакеты между отдельными сетями в соответствии с их конкретными правилами.

Благодаря совместной работе обоих уровней предприятия получают выгоду от повышения скорости и надежности, а также от более эффективного использования ресурсов, поскольку каждое устройство выполняет разные задачи в зависимости от своих возможностей.

Отличие свитча от хаба (сетевого концентратора)

Больше всего хаб похож на не управляемый коммутатор. Но у них есть различия. Хаб просто передает все полученные пакеты на все порты какие у него есть в наличии, кроме того откуда пакет пришел. Коммутатор же более умный – хранит таблицы MAC адресов и, после некоторого обучения, передает пакеты только на нужный порт, где находится адресат, не замусоривая лишним трафиком сеть.

Если к хабу подключено несколько устройств, то он работает со скоростью самого низкоскоростного подключенного устройства. В то время как на коммутаторе для каждого подключения на каждом порту выставляется своя скорость. То есть, если на одном порту в результате автопереговоров была выставлена скорость 100 Мбит в секунду, то на другом может быть и 1 Гбит в секунду. Конечно, если коммутатор поддерживает такую скорость.

Сейчас сложно найти в продаже хаб, так как их уже не производят, хотя они могут быть полезны для анализа обмена между двумя устройствами. Для этих целей сейчас покупают коммутаторы и роутеры с зеркалированием портов.

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).

Продолжая разбираться в различиях между устройствами связи нельзя оставить без внимания сравнение и отличие коммутатора от маршрутизатора, которые хоть и служат для создания определённой сети и даже схожи внешне, имеют разные характеристики и возможности.

Сетевой коммутатор по-другому ещё называют свитч (switch). Назначение такого оборудования – создание сети между несколькими компьютерами или серверами. При этом коммутатор использует мостовые технологии, а всю информацию передаёт только одному получателю. За счёт чего повышается безопасность и производительность сети. Ведь другим участникам не нужно принимать и обрабатывать пакеты данных, которые им не предназначаются.

Некоторые IT-специалисты довольно метафорично говорят о том, что коммутатор обладает «интеллектом». Уже после первой передачи, он составляет особую таблицу коммутации, куда заносится информация о соответствии МАС-адресов узлов и определенных портов свитча. Если говорить проще, то это оборудование различает все подключенные в сеть устройства и запоминает каким образом передавать данные в следующий раз.

Чем-то похоже на коммутатор и устройство, которое называется концентратор (хаб). Оно также соединяет несколько компьютеров в сеть LAN. Правда, сегодня концентраторы почти не применяются. Всё дело в том, что они не различают участников сети и каждому направляют пакеты данных. Всё это негативно сказывается на производительности и пропускной способности.

Роутер — соединяет вас с Интернетом

Роутеры (также называемые маршрутизатором) — это аппаратные устройства, используемые для маршрутизации пакетов между различными сетями для подключения вашей сети к Интернету. На самом деле, Интернет состоит из сотен тысяч маршрутизаторов.

Как работает роутер?

Роутер проверяет IP-адреса источника и назначения каждого пакета, ищет пункт назначения пакета в таблице IP-маршрутизации роутера и направляет пакет на другой роутер или коммутатор. Процесс продолжается до того, как IP-адрес достигнет и ответит. Когда есть несколько способов перехода на место направления IP-адреса, маршрутизатор может выбрать наиболее экономичный вариант. Когда назначение пакета не указан в таблице, пакет будет отправлен на роутер по умолчанию (если он есть). Если для пакета не существует пункта назначения, он будет отброшен.

Рисунок 3: Как роутеры маршрутизируют пакеты от источника к пункту назначения.

Как правило, ваш роутер предоставляется вашим провайдером интернет-услуг (ISP). Ваш интернет-провайдер назначает вам один IP-адрес, который является общедоступным IP-адресом. Когда вы просматриваете Интернет, вы идентифицируетесь с внешним миром по общедоступному IP-адресу, а ваш частный IP-адрес защищен. Однако частные IP-адреса вашего рабочего стола, ноутбука, iPad, телевизионного медиа-бокса, сетевого копира совершенно разные. В противном случае маршрутизатор не может узнать, Какое устройство запрашивает что-то.

Что делает роутер?

Роутеры интерпретируют разные сети. Помимо наиболее часто используемой сети Ethernet, существует множество других сетей, таких как ATM и Token Ring. Сети инкапсулируют данные различными способами, поэтому они не могут общаться напрямую. Маршрутизаторы могут “переводить” эти пакеты из разных сетей, чтобы они могли понимать друг друга.

Роутеры предотвращают широковещательный шторм. Без роутера широковещательный канал будет идти на каждый порт каждого устройства и обрабатываться каждым устройством. Когда количество широковещательного канала слишком велико, хаос может возникнуть во всей сети. Роутер подразделяет сеть на две или более меньшие сети, которые связаны с ним, и он не позволяет широковещательный канал проходить между подсетями.

Рисунок 4: Широковещательный шторм возникает при большом количестве широковещаний.

Коммутаторы vs Роутеры

Зачем сравнивать коммутаторы и роутеры? Потому что коммутаторы уровня 3 могут выполнять маршрутизацию. Кто-то может спросить, почему бы просто не использовать коммутатор L3, тогда вам вообще не нужно роутер. Каждое устройство имеет свои особенности, и выбор зависит от многих факторов. С одной стороны, например, для небольшой сети с 10-100 пользователями, коммутатор L3 является излишним с точки зрения стоимости или функциональности. Подходящий роутер может хорошо выполнять свою работу по справедливой цене. С другой стороны, у вас могут быть коммутационные модули на роутерах, чтобы он работал как коммутатор L3 в соответствии с вашими потребностями. Таким образом, вопрос о том, какое устройство использовать, должно учитывать его масштабируемость, отказоустойчивость, функции программного обеспечения, производительность оборудования и т. д.

Сравнение маршрутизации и коммутации

Маршрутизацию часто путают с коммутацией второго уровня, которая, как может показаться при поверхностном рассмотрении, выполняет те же функции. Принципиальное различие состоит в том, что коммутация реализована на втором уровне модели OSI, а маршрутизация – на третьем. Такое принципиальное отличие означает, что маршрутизация и коммутация используют разную информацию для организации передачи данных от отправителя получателю.

Коммутация — процесс обмена пакетами в пределах одного Layer2 сегмента (Ethernet, ppp, …). Если устройство видит, что получатель пакета находится с ним в одной Ethernet подсети, оно узнает mac адрес по протоколу arp и передает пакет напрямую, минуя маршрутизатор. У ppp (point-to-point) соединения может быть только два участника и пакет всегда отправляется на один адрес 0xff.

Маршрутизация — процесс передачи пакетов между Layer2 сегментами. Если устройство хочет отправить пакет, получатель которого находится за пределами Ethernet сегмента, оно смотрит в свою таблицу маршрутизации и передает пакет шлюзу, который знает куда отправить пакет дальше (а может и не знает, изначальный отправитель пакета про это не осведомлен).

Проще всего рассматривать маршрутизатор, как устройство подключенное к двум или более Layer2 сегментам и способное передавать пакеты между ними определяя оптимальный маршрут по таблице маршрутизации.

Когда говорят о коммутации второго уровня, применяемой в локальных сетях, ее часто связывают с таким понятием, как широковещательный домен (broadcast domain). Маршрутизация третьего уровня предназначена для передачи данных между широковещательными доменами и требует иерархической схемы адресации, что и реализовано в протоколах третьего уровня, как, например, в протоколе IP. Коммутатор второго уровня ничего не знает об IP-адресах и может работать только с локальными MAC-адресами узлов. Когда узел отправляет информацию нелокальному получателю, он адресует фрейм своему стандартному шлюзу-маршрутизатору, используя для этого MAC-адрес маршрутизатора.

Сравнение функций маршрутизатора и коммутатора

Функция	Маршрутизатор	Коммутатор
Скорость	Медленнее	Быстрее
Уровень OSI	Уровень 3	Уровень 2
Используемая адресация	IP	MAC
Широковещательные рассылки	Блокируются	Пропускаются
Безопасность	Выше	Ниже
Сегментация сетей	Сегментирует сеть на широковещательные домены	Сегментирует сеть на домены коллизий

Устройства для связи компьютерной техники

Чаще всего среднестатистический пользователь не понимает, что означает то или иное определение сетевого оборудования, и в чем отличия. Выделяют три основных типа устройств, которые используются для связи компьютеров:

маршрутизаторы;
коммутаторы;
концентраторы.

При выборе оборудования возникает ряд вопросов: чем отличается коммутатор от маршрутизатора? Что такое концентратор? В каких случаях используется каждое из устройств и возможно ли соединить между собой несколько компьютеров без их применения?

Каждое из перечисленных сетевых устройств играет свою роль в процессе создания связи между компьютерами в сети. Внешне они практически ничем не отличаются: коробочки небольшого размера, оснащенные соединителями и портами.

Для того чтобы понять, в чем разница между коммутатором и маршрутизатором, необходимо разобраться с самими понятиями, функциональными особенностями и характеристиками приборов.

Что такое маршрутизатор

Маршрутизатор – своеобразный сетевой компьютер. Он предназначен для связывания между собой нескольких сетей разных архитектур, а не отдельных компьютеров. Еще одно распространенное название устройства – роутер. Для него характерно наличие как минимум одного сетевого интерфейса, который рассылает пакеты данных между разными элементами сети. Информация передается на основании определенной типологии сети, а также правил, которые определены администратором.

Роутеры дают возможность обмениваться данными не только между компьютерами одной сети, но и между локальной сетью и интернетом. Сетевой трафик направляется по конкретному маршруту при помощи логической адресации, что определяется IP-адресом и пакетами.

Маршрутизаторы бывают двух типов:

Как правило, роутеры имеют встроенный брандмауэр, который обеспечивает безопасность сети. Для маршрутизатора характерна отличительная особенность, которая заключается в возможности настроить правила работы сетевых служб с помощью web-интерфейса или специализированного ПО. Данная характеристика в первую очередь позволяет объяснить, в чем отличие маршрутизатора от коммутатора.

Что такое коммутатор и концентратор

Концентраторы – это приборы, которые применяются для построения компьютерных сетей. На сегодняшний день концентраторы (хабы) практически не используются на практике, так как считаются морально устаревшими, примитивными устройствами. Передача информации осуществляется ко всем подключенным компьютерам. Хаб не в состоянии самостоятельно определить конечный источник для получения данных, что является основным недостатком прибора, замедляющим его работу.

На сегодняшний день функции концентраторов полностью выполняют сетевые коммутаторы, которые характеризуются повышенной эффективностью и более высокой скоростью обработки информации.

Это позволяет достичь высокого уровня производительности и получить повышенную безопасность за счет отсутствия необходимости обрабатывать ненужную информацию.

В памяти устройства хранится таблица коммутации, в которой находится информация о соответствии каждого МАС-адреса узлов определенным портам свитча.

Основные отличия коммутатора и роутера

Отличия между коммутатором и роутером заключаются в плоскости задач, которые они решают. Можно выделить основные особенности, определяющие, чем отличаются коммутатор от маршрутизатора:

Роутер самостоятельно определяет IP-адреса, анализирует данные пакета, а свитч работает только с МАС-адресами.
Технически роутер является более сложным устройством. Он имеет встроенную память, что позволяет назвать его мини-компьютером. Для свитчей характерен ограниченный функционал.
Свитчи работают на канальном уровне модели OSI, маршрутизаторы – на сетевом уровне.
Роутер подключается к интернету, свитч не подключается.
Для работы коммутаторов используются только LAN-порты, для роутеров – LAN и WAN.
Стоимость роутеров в несколько раз выше по сравнению с коммутаторами в силу сложности конструкции и расширенного функционала.

Рассмотрев особенности приборов и изучив их основные отличия, можно определить, что лучше приобрести в каждом отдельном случае: коммутатор или маршрутизатор. Если конечная цель заключается в элементарном соединении нескольких компьютеров между собой, лучше всего купить коммутатор. Если же компьютеры в сети нуждаются в подключении к интернету, идеальное решение – маршрутизатор.

Маршрутизатор

Основной функционал маршрутизаторов состоит в соединении не отдельных компьютеров, а самих сетей. Они помогают отправлять информацию по всему миру на устройства, с которыми у них нет прямого подключения.

К ключевым особенностям маршрутизатора относят следующие.

Может функционировать как при помощи проводного, так и беспроводного соединения.
В сети предполагается наличие только одного маршрутизатора.
Имеет подключение к модему через порт WAN.
Обеспечивает подключение выбранной локальной сети к интернету.
Способен разделить одно соединение сразу на несколько необъединенных между собой устройств.
Необходим для создания локальной сети и передачи данных внутри нее без потери качества.

Для стабильной работы в домашней сети маршрутизатор следует подключить к модему при помощи WAN-порта. После этого устройства, которым необходим доступ в интернет, получают его через Wi-Fi соединение или порты Ethernet LAN.

В чем различия

Коммутатор и маршрутизатор отличаются друг от друга типом назначения, режимом передачи и характеристиками активности.

Ключевые моменты:

если коммутатор не заменяет маршрутизатор, маршрутизатор с несколькими слотами используется в качестве коммутатора для устройств в одной домашней сети.
коммутатор соединяет гаджеты между собой в рамках одной сети, роутер обеспечивает соединение нескольких сетей;
коммутатор нельзя подключить к Интернету, он только соединяет устройства между собой;
роутер настроен на определенный тип передачи данных, обеспечивает сильный сигнал Wi-Fi;

Функции

маршрутизатор или маршрутизатор необходим для подключения к Интернету внутри здания. Обеспечивает подключение к глобальной сети и поддержку сигналов. Описание и характеристики:

есть дополнительные функции: родительский контроль, защита от атак, встроенный антивирус.
передает пакет трафика между провайдером и устройствами домашней группы;
строит пути для передачи данных;
шифрует пакетные данные;

Мнение эксперта Екатерина Владимировна Карнаух Окончила Национальный судостроительный университет по специальности «Экономика бизнеса». Для эффективной работы маршрутизатор снабжен отверстием для ADSL. Это основной порт, к которому подключен кабель LAN. Кроме того, на роутере есть кнопка включения и выключения, а также дополнительные порты для подключения различных устройств. Чаще всего в роутере есть антенна, которая помогает распределять сигнал Wi-Fi на разные расстояния.

Коммутатор или коммутатор соединяет устройства вместе, поэтому на панели гораздо больше отверстий, чем на маршрутизаторе. Напротив, свитч подключает гаджеты только по проводам, не умеет раздавать Wi-Fi.

Характеристики и описание:

используется провайдерами для подключения отдельных абонентов к локальной сети.
создать сетевое соединение внутри группы;
необходимо при подключении систем видеонаблюдения для трансляции записи с нескольких камер на компьютер;

Коммутатор выполнен в виде коробки с множеством разъемов для подключения, антенны не предусмотрено, так как он не улавливает и не передает беспроводной сигнал, в отличие от роутера.

Принцип работы

Сетевой коммутатор подключает несколько устройств к одному сетевому узлу. Данные передаются с помощью кадров, так называемых информационных блоков, с помощью которых формируется непрерывный поток. Простым примером того, как работает коммутатор, является передача изображений с камер наблюдения, когда они проходят через закрытую сеть и отображаются на экране консоли безопасности.

Сетевой коммутатор действует как промежуточное звено. Усиливайте сигнал и перенаправляйте кадры с одного устройства на другое. Этот процесс называется пересылкой. Принцип работы коммутатора осложняется загруженностью каналов данными, что, как следствие, снижает пропускную способность. Чем больше устройств подключено к коммутатору, тем меньше пропускная способность.

Мнение эксперта Екатерина Владимировна Карнаух Окончила Национальный судостроительный университет по специальности «Экономика бизнеса» В процессе работы автоматически заполняется внутренняя матрица или память переключателя и, благодаря наличию интеллектуального управления, кадры растворяются от источника к месту назначения через определенный канал, т.е они не идут непрерывным потоком.

Основная задача роутера — построить специальный путь для передачи информационных пакетов. Роутер работает по способу подключения:

Нормальное соединение. Предполагается проводное соединение с раздачей Wi-Fi или подключение к портам, помеченным как LAN.
Особый режим. Маршрутизатор принимает сигнал от провайдера по воздуху. Этот способ отлично подходит для тех населенных пунктов, где невозможно проложить кабель.
Повторить. Это метод перераспределения Wi-Fi на близлежащие устройства. Этот метод работает, когда Wi-Fi недостаточно для больших помещений.
Мостовой режим. Часто используемая манипуляция, когда маршрутизатор играет роль строителя локальной сети, то есть получает интернет-сигнал от модема ADSL.

Стоимость

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

Другие отличия

Устройства решают аналогичные проблемы. У них много общего, но они существенно отличаются. Коммутатор технически проще и с ограниченным функционалом. Роутер посложнее. Имеет возможность определять IP-адреса, коммутатор работает исключительно с MAC-адресами. Основное различие между маршрутизатором и коммутатором — это подключение к локальному Интернету.