Razlike između rutera, modema, switcha i hub-a objašnjene jednostavno

Informatec Digital » Resursi » Razlike između rutera, modema, switcha i hub-a objašnjene jednostavno

Kada postavljate mrežu kod kuće ili u kancelariji, odjednom počnete čuti termine poput modema, rutera, prekidača, pa čak i hub-a . Svi izgledaju kao slični uređaji, puni Ethernet portova i malih lampica, ali njihove uloge unutar mreže su veoma različite. Razumijevanje ovih razlika pomaže vam da odaberete pravu opremu i izbjegnete uska grla ili sigurnosne probleme.

U ovom članku ćemo detaljno pogledati šta svaki od ovih uređaja radi i kako se razlikuju , koristeći svakodnevne primjere i pojednostavljujući tehnički žargon. Vidjet ćete kada je ruter vašeg internet provajdera dovoljan, kada dodavanje switcha može imati smisla, ulogu modema u svemu ovome i zašto je stari hub praktično sveden na vrlo specifične namjene.

Šta je modem i koju ulogu igra u mreži

Modem je uređaj koji povezuje vašu mrežu s infrastrukturom vašeg internet provajdera . Tradicionalno, on je modulirao i demodulirao signal (otuda i naziv), i iako se tehnologija promijenila (ADSL, kabel, optički kabel), njegova osnovna funkcija ostaje ista: da govori istim "jezikom" kao i mreža vašeg internet provajdera.

U većini domova, modem obezbjeđuje direktno provajder internet usluga . Često je integriran u ruter koji instaliraju, ali u drugim slučajevima to je zaseban uređaj koji se povezuje s ruterom putem Ethernet ili koaksijalnog porta.

U zavisnosti od modela, modem može dodijeliti IP adrese povezanim uređajima , djelujući kao vrlo osnovni ruter, ili jednostavno dodijeliti jednu IP adresu glavnom ruteru. U jednostavnim postavkama, igraće konzole, računari ili mobilni uređaji mogu se direktno povezati s modemom (posebno kada internet provajder pruža hibridni modem-ruter).

Važan detalj je da, budući da opremu upravlja provajder, opcije konfiguracije su obično vrlo ograničene . U mnogim slučajevima nećete moći mnogo toga promijeniti osim lozinke za Wi-Fi ili nekoliko osnovnih postavki, a postoje i napredne postavke koje operater blokira iz razloga podrške ili sigurnosti.

Šta je ruter i čemu se zapravo koristi?

Ruter je mozak vaše kućne ili male kancelarijske mreže, odgovoran za prosljeđivanje paketa podataka između različitih mreža . Obično povezuje vašu lokalnu mrežu (LAN) sa vanjskom mrežom: mrežom vašeg internet provajdera ili bilo kojom drugom udaljenom mrežom putem WAN porta.

Njegova ključna funkcija je da odluči najbolju rutu za svaki paket podataka do odredišta . Da bi to učinio, koristi protokol usmjeravanja i tabele usmjeravanja, koje mu omogućavaju da odredi koji interfejs će koristiti za svaki paket na osnovu IP adrese odredišta. Iako ovo zvuči vrlo tehnički, u praksi je to ono što vam omogućava da otvorite web stranicu, igrate online igre ili pristupite VPN-u vaše kompanije.

Na nivou OSI modela, ruter prvenstveno radi na mrežnom sloju (sloj 3) , ali moderni ruteri integrišu funkcije koje se dotiču i fizičkog i sloja podatkovne veze, posebno zato što obično uključuju nekoliko Ethernet portova i WiFi povezivost.

U tipičnoj kućnoj konfiguraciji, ruter osigurava da se svi vaši uređaji mogu povezati na internet, ne samo na lokalnu mrežu . Mobilni telefoni, televizori, računari, igraće konzole i IP kamere dobijaju internu IP adresu od rutera i pristupaju internetu putem jedne zajedničke eksterne veze.

Pored usmjeravanja, ovi uređaji uključuju dodatne funkcije kao što su NAT, DHCP server, osnovni DNS server i zaštitni zid (firewall) . NAT omogućava mnogim internim uređajima da dijele jednu javnu IP adresu, DHCP automatski dodjeljuje IP adrese unutar lokalne mreže, a hardverski zaštitni zid filtrira promet kako bi zaštitio od vanjskih napada kao što su pokušaji upada ili određene vrste DDoS napada.

U naprednijim mrežama, ruter može koristiti adaptivno ili statičko rutiranje . Adaptivno rutiranje ažurira svoje tabele rutiranja na osnovu mrežnih uslova (kvarovi veze, zagušenje itd.), dok statičko rutiranje prati rute koje ručno definiše mrežni administrator.

Šta je prekidač i kako funkcioniše?

Prekidač je odgovoran za izgradnju i organizaciju lokalne mreže povezivanjem više uređaja . Za razliku od rutera, on ne obrađuje komunikaciju s drugim mrežama (kao što je internet), već osigurava da mašine unutar iste lokalne mreže mogu komunicirati brzo i efikasno.

Prekidač prvenstveno radi na drugom sloju OSI modela , iako mnogi moderni modeli mogu raditi i na trećem sloju kako bi ponudili napredne funkcije (oni se nazivaju prekidači trećeg sloja). Njegova funkcija je primanje okvira, njihova analiza i prosljeđivanje samo na port koji odgovara odredišnom uređaju.

Da bi se ovo postiglo, prekidač koristi MAC adrese povezanih uređaja . Dok prima promet, saznaje koja se MAC adresa nalazi na svakom portu i gradi tabelu koja mapira taj odnos. Kada okvir stigne namijenjen određenoj MAC adresi, tačno zna kroz koji port ga treba poslati, bez ometanja drugih uređaja.

Zahvaljujući ovom ponašanju, paketi podataka koje šalje izvorni računar ne repliciraju se na sve računare na mreži , već stižu samo do ispravnog uređaja. Ovo smanjuje nepotreban promet, izbjegava kolizije i omogućava više uređaja da istovremeno komuniciraju jedni s drugima mnogo efikasnije nego sa starijim tehnologijama poput hubova.

Ukratko, mogli bismo reći da prekidač stvara namjenski komunikacijski kanal između pošiljatelja i prijemnika za svaki prijenos, optimizirajući korištenje propusnog opsega i poboljšavajući stabilnost mreže, posebno kada je povezan veliki broj uređaja.

Stari centar: šta je to i zašto se jedva koristi

Prije nego što su prekidači postali pristupačniji, tipičan uređaj za postavljanje jednostavne mreže bio je hub ( koncentrator mreže ), vrlo osnovni dio opreme koji djeluje kao centralna tačka povezivanja . Njegov rad je nevjerovatno jednostavan: sve što primi kroz jedan port replicira se i šalje kroz sve ostale, bez razlikovanja primalaca.

Kada računar povezan na hub šalje podatke, hub kopira te informacije i šalje ih svim računarima na mreži . Ne može usmjeriti podatke jednom primaocu; u stvari, ne zna ni koji je računar namijenjeni primalac. Krajnji računari su ti koji određuju da li je promet namijenjen njima ili ga odbacuju.

Ovakav način rada ima neke očite nedostatke. S jedne strane, potrošnja propusnog opsega je mnogo veća jer svaki bit koji želite poslati uređaju na kraju cirkuliše kroz sve portove hub-a. S druge strane, dok se prenos odvija, ostali uređaji moraju čekati da se završi prije nego što mogu poslati podatke, što stvara uska grla čim mreža postane i malo preopterećena.

Uprkos svemu, hubovi su imali svoju upotrebu, posebno za analizu mreže i praćenje prometa . Budući da prenose sve svima, vrlo je lako povezati dijagnostički alat i vidjeti šta cirkuliše mrežom, otkriti greške ili proučiti ponašanje određenih uređaja.

Pojavom pristupačnih switcheva, hub je postao praktično zastario u modernim mrežama, jer nudi manje performanse, manju efikasnost i nikakvu inteligenciju u poređenju s prednostima koje switch pruža u istom scenariju.

Razlike između switcha i rutera

Prva fundamentalna razlika je primarna funkcija svakog uređaja unutar mreže . Prekidač je odgovoran za međusobno povezivanje uređaja unutar iste lokalne mreže, dok ruter povezuje različite mreže jednu s drugom (na primjer, vašu lokalnu mrežu s internetom ili s drugom udaljenom lokalnom mrežom).

Drugo, moramo pogledati sloj OSI modela na kojem rade . Prekidač prvenstveno radi na sloju podatkovne veze (sloj 2), a u nekim naprednim modelima i na sloju 3, dok ruter radi na mrežnom sloju (sloj 3) i, integrirajući fizičke portove i dodatne funkcije, također dodiruje fizički i sloj podatkovne veze.

Druga ključna razlika leži u načinu na koji donose odluke o prijenosu podataka . Prekidač koristi MAC adrese da odredi kroz koji port će proslijediti svaki okvir, stvarajući logičke krugove između pošiljatelja i primatelja. S druge strane, ruter se oslanja na IP adrese i svoje tabele usmjeravanja kako bi odlučio kojim putem svaki paket treba ići da bi stigao do druge mreže.

Vrsta prometa koju svaki uređaj obrađuje također se razlikuje. Prekidač se fokusira na interni promet unutar lokalne mreže , povezujući računare, štampače i servere kako bi mogli dijeliti resurse. S druge strane, ruter upravlja prometom između različitih mreža, komunicira s drugim ruterima i bira najefikasniju rutu za podatke da dođu do vanjskih mreža.

Konačno, postoje važne razlike u pogledu sigurnosti i dodatnih funkcija . Prekidači, osim managed modela s naprednim opcijama, imaju prilično neutralnu ulogu: ograničeni su na prebacivanje okvira unutar LAN mreže. S druge strane, ruteri obično integriraju zaštitne zidove (firewall), NAT, filtriranje paketa, kontrolu prioriteta prometa i druge mehanizme koji štite mrežu i optimiziraju vezu s vanjskim svijetom.

Razlike između rutera i switcha u pogledu mogućnosti povezivanja

Ako pogledate tipičan kućni ruter, vidjet ćete da uključuje nekoliko Ethernet LAN portova. To znači da, pored usmjeravanja, može djelovati i kao mali integrirani prekidač , što vam omogućava povezivanje više žičnih uređaja bez potrebe za dodatnom opremom.

S druge strane, prekidač se prvenstveno koristi za proširenje broja dostupnih portova na ruteru ili modemu . Drugim riječima, kada LAN portovi rutera nisu dovoljni, povezujete prekidač na jedan od njih i dobijate dodatni set portova za priključivanje više računara, mrežnih štampača, IP kamera itd.

Dok su prekidači ograničeni na lokalnu mrežu, ruteri imaju mogućnost kreiranja i lokalnih mreža i uspostavljanja komunikacije s vanjskim mrežama . Oni su odgovorni za omogućavanje komunikacije vaše privatne mreže s internetom, a mogu i međusobno povezati više internih podmreža ako vaše okruženje to zahtijeva.

U domovima i malim kancelarijama, tipična konfiguracija se sastoji od jednog rutera koji djeluje kao gateway i, ako je potrebno, jednog ili više switcheva za proširenje kapaciteta LAN mreže. Ruter ostaje centralna tačka pristupa internetu , dok switchevi distribuiraju veze između različitih radnih stanica.

U većim poslovnim okruženjima, dizajn može biti složeniji, s više pristupnih prekidača, distribucijskih prekidača i jednim ili više rutera koji sve to povezuju s drugim lokacijama ili s mrežom dobavljača, ali logika funkcija ostaje ista: prekidači se preključuju unutar mreže; ruteri usmjeravaju između mreža.

Ruter sa integrisanim modemom, samostalni ruter i dvostruki NAT

Mnogi uređaji koje instalira vaš internet provajder su zapravo hibridni uređaji koji kombinuju modem i ruter u jednoj jedinici . Drugim riječima, oni komuniciraju s mrežom internet provajdera i istovremeno kreiraju i upravljaju vašom lokalnom mrežom koristeći Wi-Fi i Ethernet portove.

Druge postavke koriste "čisti" modem povezan na zaseban ruter treće strane. U ovom slučaju, modem je odgovoran samo za prevođenje mrežnog signala internet provajdera i obezbjeđivanje veze sa ruterom, koji upravlja internim IP adresama, zaštitnim zidom, Wi-Fi-jem itd. Ova opcija obično nudi veću fleksibilnost konfiguracije i bolje performanse.

Kada su dva rutera povezana u kaskadu bez odgovarajuće konfiguracije, može doći do onoga što se naziva dvostruki NAT . To znači da svaki ruter samostalno vrši NAT, kreirajući dva sloja prevođenja IP adresa, jedan na drugom. To može uzrokovati probleme s otvorenim portovima, online igrama ili uslugama koje zahtijevaju dolazne veze.

Neki kablovski ruteri također uključuju funkciju internet pristupne tačke (kablovski modem ruter) , što dodatno ujedinjuje opremu: oni upravljaju vezom s provajderom, distribuiraju interne IP adrese, djeluju kao prekidač i pružaju Wi-Fi, sve u jednom. Praktični su, ali ponekad ograničavaju naprednog korisnika koji želi fino podešenu kontrolu mreže.

U svakom slučaju, važno je razumjeti da modem upravlja mrežom provajdera internet usluga i fizičkim pristupnim slojem , dok ruter upravlja načinom na koji se podaci kreću između vaše mreže i ostatka svijeta. Odabir dobrog rutera ili pravilna konfiguracija onog koji već imate može značajno uticati na stabilnost, sigurnost i performanse.

Razlike između hub-a, switch-a i rutera

Ako postavimo hub, switch i ruter jedan pored drugog, vidimo da, iako mogu dijeliti slične konektore, njihove funkcije unutar mreže su prilično različite . Prva dva se fokusiraju na lokalne mreže, dok treći povezuje različite mreže i nudi mnogo više opcija kontrole.

Hub je najjednostavniji od svih: prima okvire i prosljeđuje ih kroz sve portove bez razlike . Ne razumije MAC ili IP adrese; jednostavno replicira ono što primi. Zbog toga je jednostavan za korištenje, ali neefikasan, generira mnogo nepotrebnog prometa i ograničava performanse kada više uređaja komunicira.

Prekidač je "pametni brat": uči MAC adresu na svakom portu i šalje okvire samo na ispravnu destinaciju . Zahvaljujući ovoj osnovnoj inteligenciji, smanjuje emitirani promet, poboljšava iskorištenost propusnog opsega i omogućava paralelno odvijanje više razgovora unutar mreže.

Ruter ide korak dalje: obavlja slične funkcije kao i switch unutar LAN mreže (jer ga obično integrira) i, osim toga, usmjerava pakete prema drugim mrežama, posebno internetu. Dodaje sigurnosne funkcije, upravljanje IP adresama, prioritizaciju prometa i druge alate koji ga čine ključnom komponentom mreže.

Što se tiče vrste podataka koje obrađuju, hubovi i switchevi rade s okvirima drugog sloja (Layer 2 frame ), dok ruteri upravljaju IP paketima trećeg sloja (Layer 3 IP). Hubovi šalju ove okvire svim povezanim uređajima, switchevi samo namijenjenom uređaju, a ruteri ih preusmjeravaju između različitih mreža ovisno o odredišnoj IP adresi.

Tipični scenariji upotrebe modema, rutera, prekidača i hubova

U tipičnim kućnim mrežama, ruter (obično s integriranim modemom) je ključna komponenta, koja vam omogućava rad na lokalnoj mreži i pristup internetu bez ikakvih problema . Vaš internet provajder ga instalira i konfigurira, i osim promjene lozinke za Wi-Fi, ne morate učiniti mnogo više.

Prekidači postaju sve važniji u mrežama srednje veličine i kancelarijama sa mnogo radnih stanica . Koriste se za povezivanje velikog broja računara, štampača, IP telefona i drugih uređaja sa serverima ili glavnim ruterom. U ovim okruženjima, efikasnost prekidača i njegova sposobnost da obrađuje istovremeni saobraćaj su ključni.

Ruteri se koriste na svim nivoima: od vašeg kućnog rutera do backbone rutera koji međusobno povezuju velike mreže na nivou provajdera . U bežičnim mrežama, oni su također odgovorni za povezivanje Wi-Fi pristupnih tačaka sa ostatkom infrastrukture i internet vezom.

Čvorišta, iako danas rjeđa, još uvijek se mogu naći u vrlo malim mrežama, starijim industrijskim okruženjima ili laboratorijama gdje je poželjno jednostavno hvatanje i analiziranje cjelokupnog prometa. Uprkos tome, u većini slučajeva zamijenjeni su prekidačima, koji nude mnogo bolje performanse za sličnu cijenu.

Prilikom odabira uređaja koji vam je potreban, važno je uzeti u obzir veličinu vaše mreže, vaše zahtjeve u pogledu performansi i funkcije koje želite . Za jednostavnu kućnu mrežu, dobar ruter (obično onaj koji vam je obezbijedio vaš internet provajder) može biti dovoljan. Ako želite više portova ili veću kontrolu, dodavanje upravljanog prekidača ili samostalnog rutera može biti vrlo dobar potez.

Ukratko, razumijevanje kako modem, ruter, prekidač i sada već gotovo historijski hub dijele posao omogućava vam da postavite stabilnije, sigurnije i lakše proširive mreže , izbjegnete problematične konfiguracije poput dvostrukog NAT-a i izvučete više iz veze koju plaćate od svog internet provajdera.