При построении локальной сети многие сталкиваются с двумя типами оборудования — коммутаторами и маршрутизаторами. Внешне устройства могут быть похожи: несколько сетевых портов, индикаторы активности и схожий внешний вид. Однако выполняют они разные задачи и работают на разных уровнях сети.
Если кратко, коммутатор предназначен для передачи данных внутри одной сети, а маршрутизатор обеспечивает обмен данными между различными сетями.
Именно поэтому в большинстве современных сетей используются оба устройства одновременно.
На каких уровнях работают коммутатор и маршрутизатор
Чтобы понять разницу между этими устройствами, необходимо вспомнить модель OSI.
Коммутатор работает преимущественно на втором уровне (Layer 2). Он принимает решения о передаче данных на основании MAC-адресов устройств.
Маршрутизатор работает на третьем уровне (Layer 3). Он анализирует IP-адреса и определяет, через какую сеть необходимо передать пакет данных дальше.
Если говорить проще, коммутатор отвечает за передачу данных внутри сети, а маршрутизатор — за передачу данных между сетями.
Поэтому в одной организации могут использоваться десятки коммутаторов, но всего один или несколько маршрутизаторов.
Как работает коммутатор
Представим небольшой офис, где имеются:
- компьютеры сотрудников;
- сервер;
- сетевой принтер;
- IP-телефоны.
Все устройства подключены к одному коммутатору и находятся в одной локальной сети.
Когда компьютер отправляет данные на принтер, коммутатор определяет, на каком порту находится нужное устройство, и передает трафик только ему.
При этом коммутатор не анализирует маршруты и не принимает решений о передаче данных в другие сети.
Основные задачи коммутатора:
- объединение устройств в локальную сеть;
- передача данных между устройствами;
- организация VLAN;
- управление сетевым трафиком;
- обеспечение высокой производительности сети.
Современные коммутаторы способны передавать данные практически без задержек на скорости всех портов одновременно.
Как работает маршрутизатор
Теперь рассмотрим другую ситуацию.
Компьютер в локальной сети пытается открыть сайт в интернете.
Пакет данных направляется на IP-адрес, который находится за пределами локальной сети.
Коммутатор не знает, где находится этот адрес и каким путем необходимо передавать данные дальше.
Поэтому пакет отправляется на маршрутизатор.
Маршрутизатор анализирует IP-адрес назначения, сверяется со своей таблицей маршрутизации и определяет дальнейший путь передачи данных через сеть провайдера или другие подключенные сети.
Основные задачи маршрутизатора:
- подключение локальной сети к интернету;
- соединение различных подсетей;
- маршрутизация трафика;
- выполнение NAT;
- организация VPN-соединений;
- фильтрация и защита трафика.
Именно маршрутизатор определяет, куда должен быть направлен каждый пакет данных за пределами локальной сети.
Почему домашний роутер совмещает оба устройства
Многие пользователи считают, что домашний Wi-Fi роутер является исключительно маршрутизатором.
На практике большинство домашних устройств объединяют сразу несколько функций:
- маршрутизатор;
- коммутатор;
- точку доступа Wi-Fi;
- DHCP-сервер;
- межсетевой экран.
Именно поэтому к домашнему роутеру можно одновременно подключить несколько компьютеров по кабелю и десятки устройств по Wi-Fi без использования дополнительного оборудования.
В корпоративных сетях эти функции чаще всего разделяются между специализированными устройствами.
Что быстрее: коммутатор или маршрутизатор
Сравнивать эти устройства напрямую не совсем корректно, поскольку они выполняют разные задачи.
Если речь идет о передаче данных внутри одной сети, коммутатор работает быстрее и эффективнее. Он выполняет коммутацию кадров на втором уровне модели OSI и не занимается анализом маршрутов передачи данных.
Маршрутизатор выполняет более сложную обработку:
- анализ IP-заголовков;
- поиск маршрута;
- применение правил безопасности;
- NAT;
- фильтрацию трафика.
Поэтому маршрутизация всегда требует больше вычислительных ресурсов, чем обычная коммутация.
Однако без маршрутизатора невозможно организовать взаимодействие между различными сетями и обеспечить доступ в интернет.
Сравнение коммутатора и маршрутизатора
Коммутатор
- Работает преимущественно на втором уровне модели OSI (L2).
- Передает данные на основе MAC-адресов.
- Объединяет устройства в одну локальную сеть.
- Обеспечивает высокую скорость обмена данными внутри сети.
- Поддерживает VLAN, QoS, агрегацию каналов и другие функции управления сетью.
- Не предназначен для организации доступа в интернет.
- Не выполняет NAT и маршрутизацию между внешними сетями.
Маршрутизатор
- Работает на третьем уровне модели OSI (L3).
- Принимает решения на основе IP-адресов.
- Соединяет различные сети и подсети.
- Обеспечивает доступ в интернет.
- Выполняет маршрутизацию трафика между сетями.
- Поддерживает NAT, VPN, межсетевое экранирование и политики безопасности.
- Управляет маршрутами передачи данных.
Как запомнить разницу за 30 секунд
- Коммутатор соединяет устройства.
- Маршрутизатор соединяет сети.
- Коммутатор работает с MAC-адресами.
- Маршрутизатор работает с IP-адресами.
- Коммутатор нужен внутри локальной сети.
- Маршрутизатор нужен для связи с другими сетями и интернетом.
Заключение
Коммутатор и маршрутизатор не являются взаимозаменяемыми устройствами.
Коммутатор обеспечивает взаимодействие компьютеров, серверов, принтеров и другого оборудования внутри локальной сети.
Маршрутизатор отвечает за связь этой сети с интернетом и другими подсетями, определяя маршруты передачи данных.
Поэтому практически любая современная сеть — от домашней до корпоративной — строится на совместной работе коммутаторов и маршрутизаторов, каждый из которых выполняет свою задачу.
Чем отличаются коммутаторы доступа, распределения и ядра, и когда использовать 2- и 3-уровневую архитектуру сети?
Читайте по ссылке: