Forskellene mellem router, modem, switch og hub forklares enkelt

Informatic Digital » Recursos » Forskellene mellem router, modem, switch og hub forklares enkelt

Når du opretter et netværk derhjemme eller på kontoret, begynder du pludselig at høre begreber som modem, router, switch og endda hub . De ligner alle lignende enheder, fulde af Ethernet-porte og små lys, men deres roller i netværket er meget forskellige. Forståelse af disse forskelle hjælper dig med at vælge det rigtige udstyr og undgå flaskehalse eller sikkerhedsproblemer.

Igennem denne artikel vil vi se nærmere på, hvad hver af disse enheder gør , og hvordan de adskiller sig , ved hjælp af hverdagseksempler og forenkling af den tekniske jargon. Du vil se, hvornår din internetudbyders router er tilstrækkelig, hvornår det kan give mening at tilføje en switch, modemets rolle i alt dette, og hvorfor den gamle hub praktisk talt er blevet henvist til meget specifikke anvendelser.

Hvad er et modem, og hvilken rolle spiller det i netværket

Modemet er den enhed, der forbinder dit netværk til din internetudbyders infrastruktur . Traditionelt modulerede og demodulerede det signalet (deraf navnet), og selvom teknologien har ændret sig (ADSL, kabel, fiber), forbliver dets grundlæggende funktion den samme: at tale det samme "sprog" som din internetudbyders netværk.

I de fleste hjem leveres modemet direkte af internetudbyderen . Ofte er det integreret i den router, de installerer, men i andre tilfælde er det en separat enhed, der opretter forbindelse til routeren via en Ethernet- eller koaksialport.

Afhængigt af modellen kan modemet tildele IP-adresser til tilsluttede enheder , fungere som en meget simpel router, eller blot give en enkelt IP-adresse til hovedrouteren. I simple opsætninger kan spillekonsoller, computere eller mobile enheder oprette direkte forbindelse til modemet (især når internetudbyderen leverer en hybridmodem-router).

En vigtig detalje er, at da udstyret administreres af udbyderen, er konfigurationsmulighederne normalt meget begrænsede . I mange tilfælde vil du ikke kunne ændre meget ud over Wi-Fi-adgangskoden eller et par grundlæggende indstillinger, og der er avancerede indstillinger, som operatøren blokerer af support- eller sikkerhedsmæssige årsager.

Hvad er en router, og hvad bruges den egentlig til?

Routeren er hjernen i dit hjemme- eller lille kontornetværk og er ansvarlig for at videresende datapakker mellem forskellige netværk . Den forbinder typisk dit lokale netværk (LAN) med et eksternt netværk: din internetudbyders netværk eller et andet fjernt netværk via WAN-porten.

Dens nøglefunktion er at bestemme den bedste rute for hver datapakke til sin destination . For at gøre dette bruger den en routingprotokol og routingtabeller, som gør det muligt at bestemme, hvilken grænseflade der skal bruges til hver pakke baseret på destinationens IP-adresse. Selvom dette lyder meget teknisk, er det i praksis det, der gør det muligt for dig at åbne et websted, spille onlinespil eller få adgang til din virksomheds VPN.

På OSI-modelniveau arbejder en router primært på netværkslaget (lag 3) , men moderne routere integrerer funktioner, der også berører de fysiske lag og datalinklaget, især da de normalt inkluderer flere Ethernet-porte og WiFi-forbindelse.

I en typisk hjemmeopsætning sikrer routeren, at alle dine enheder kan oprette forbindelse til internettet, ikke kun det lokale netværk . Mobiltelefoner, fjernsyn, computere, spillekonsoller og IP-kameraer får en intern IP-adresse fra routeren og får adgang til internettet via en enkelt, delt ekstern forbindelse.

Ud over routing inkluderer disse enheder ekstra funktioner såsom NAT, en DHCP-server, en grundlæggende DNS-server og en firewall . NAT tillader mange interne enheder at dele en enkelt offentlig IP-adresse, DHCP tildeler automatisk IP-adresser inden for det lokale netværk, og den hardwarebaserede firewall filtrerer trafik for at beskytte mod eksterne angreb såsom indtrængningsforsøg eller visse typer DDoS-angreb.

I mere avancerede netværk kan routeren bruge adaptiv eller statisk routing . Adaptiv routing opdaterer sine routingtabeller baseret på netværksforhold (linkfejl, overbelastning osv.), mens statisk routing følger ruter, der manuelt er defineret af netværksadministratoren.

Hvad er en switch, og hvordan fungerer den?

Switchen er ansvarlig for at opbygge og organisere det lokale netværk ved at forbinde flere enheder . I modsætning til en router håndterer den ikke kommunikation med andre netværk (som internettet), men sikrer snarere, at maskiner inden for det samme LAN kan kommunikere hurtigt og effektivt.

En switch fungerer primært på lag 2 i OSI-modellen , selvom mange moderne modeller også kan fungere på lag 3 for at tilbyde avancerede funktioner (disse kaldes lag 3-switche). Dens funktion er at modtage frames, analysere dem og videresende dem kun til den port, der svarer til destinationsenheden.

For at opnå dette bruger en switch MAC-adresserne på tilsluttede enheder . Når den modtager trafik, lærer den, hvilken MAC-adresse der er på hver port, og opbygger en tabel, der kortlægger dette forhold. Når en frame ankommer, der er bestemt til en bestemt MAC-adresse, ved den præcis, hvilken port den skal sendes igennem, uden at forstyrre andre enheder.

Takket være denne adfærd replikeres datapakker sendt af kildecomputeren ikke til alle computere på netværket , men når i stedet kun den korrekte enhed. Dette reducerer unødvendig trafik, undgår kollisioner og giver flere enheder mulighed for at kommunikere med hinanden samtidigt meget mere effektivt end med ældre teknologier som hubs.

Kort sagt kan vi sige, at switchen opretter en dedikeret kommunikationskanal mellem sender og modtager for hver transmission, hvilket optimerer båndbreddeforbruget og forbedrer netværksstabiliteten, især når et stort antal enheder er tilsluttet.

Den gamle hub: hvad den er, og hvorfor den næsten ikke bruges

Før switche blev mere overkommelige, var den typiske enhed til opsætning af et simpelt netværk en hub ( netværkskoncentrator ), et meget grundlæggende stykke udstyr, der fungerer som et centralt forbindelsespunkt . Dens funktion er utrolig enkel: alt, hvad den modtager gennem én port, replikeres og sendes gennem alle de andre, uden at skelne mellem modtagere.

Når en computer, der er tilsluttet en hub, sender data, kopierer hubben disse oplysninger og sender dem til alle computere på netværket . Den kan ikke dirigere dataene til en enkelt modtager; faktisk ved den ikke engang, hvilken computer der er den tiltænkte modtager. Det er slutcomputerne, der afgør, om trafikken er beregnet til dem, eller om den skal kasseres.

Denne arbejdsmetode har nogle klare ulemper. På den ene side er båndbreddeforbruget meget højere, fordi hver en bit, du vil sende til en enhed, ender med at cirkulere gennem alle hubbens porte. På den anden side, mens en transmission finder sted, skal de andre enheder vente på, at den er færdig, før de kan sende data, hvilket skaber flaskehalse, så snart netværket bliver bare en smule overbelastet.

Trods alt har hubs haft deres anvendelser, især til netværksanalyse og trafikovervågning . Da de videresender alt til alle, er det meget nemt at tilslutte et diagnostisk værktøj og se, hvad der cirkulerer på netværket, opdage fejl eller studere bestemte enheders opførsel.

Med ankomsten af ​​overkommelige switche er hubben praktisk talt blevet forældet i moderne netværk, da den tilbyder mindre ydeevne, mindre effektivitet og nul intelligens sammenlignet med de fordele, som en switch giver i samme scenarie.

Forskelle mellem en switch og en router

Den første grundlæggende forskel er den primære funktion for hver enhed i netværket . Switchen er ansvarlig for at forbinde enheder inden for det samme lokale netværk, mens routeren forbinder forskellige netværk med hinanden (for eksempel dit LAN til internettet eller til et andet fjernt LAN).

For det andet skal vi se på det lag i OSI-modellen, hvor de opererer . Switchen opererer primært på datalinklaget (lag 2) og i nogle avancerede modeller også på lag 3, mens routeren opererer på netværkslaget (lag 3) og ved at integrere fysiske porte og yderligere funktioner også berører de fysiske lag og datalinklaget.

En anden vigtig forskel ligger i, hvordan de træffer beslutninger om datatransmission . Switchen bruger MAC-adresser til at bestemme, hvilken port hver frame skal videresendes igennem, hvilket skaber logiske kredsløb mellem afsender og modtager. Routeren er derimod afhængig af IP-adresser og dens routingtabeller for at bestemme, hvilken vej hver pakke skal tage for at nå et andet netværk.

Den type trafik, som hver enhed håndterer, varierer også. En switch fokuserer på intern trafik inden for et lokalt netværk og forbinder computere, printere og servere, så de kan dele ressourcer. En router derimod administrerer trafik mellem forskellige netværk, kommunikerer med andre routere og vælger den mest effektive rute for data til at nå eksterne netværk.

Endelig er der vigtige forskelle med hensyn til sikkerhed og ekstra funktioner . Switche, bortset fra administrerede modeller med avancerede muligheder, har en forholdsvis neutral rolle: de er begrænset til at switche frames inden for LAN'et. Routere integrerer derimod normalt firewalls, NAT, pakkefiltrering, trafikprioritetskontrol og andre mekanismer, der beskytter netværket og optimerer forbindelsen til omverdenen.

Forskelle mellem router og switch med hensyn til tilslutningsmuligheder

Hvis du ser på en typisk hjemmerouter, vil du se, at den har flere Ethernet LAN-porte. Det betyder, at den udover routing også kan fungere som en lille integreret switch , der giver dig mulighed for at tilslutte flere kablede enheder uden behov for yderligere udstyr.

En switch bruges derimod primært til at udvide antallet af tilgængelige porte på en router eller et modem . Med andre ord, når routerens LAN-porte er utilstrækkelige, tilslutter du en switch til en af ​​dem og får et ekstra sæt porte til at tilslutte flere computere, netværksprintere, IP-kameraer osv.

Selvom switche er begrænset til det lokale netværk, har routere mulighed for at oprette både lokale netværk og etablere kommunikation med eksterne netværk . De er ansvarlige for at gøre det muligt for dit private netværk at kommunikere med internettet, og de kan også forbinde flere interne undernet, hvis dit miljø kræver det.

I hjem og små kontorer består den typiske opsætning af en enkelt router, der fungerer som gateway, og om nødvendigt en eller flere switche for at udvide LAN'ets kapacitet. Routeren forbliver det centrale adgangspunkt til internettet , mens switchene fordeler forbindelser mellem de forskellige arbejdsstationer.

I større virksomhedsmiljøer kan designet være mere komplekst med flere adgangsswitche, distributionsswitche og en eller flere routere, der forbinder alt dette til andre steder eller til leverandørens netværk, men funktionernes logik forbliver den samme: switche skifter inden for netværket; routere routerer mellem netværk.

Router med integreret modem, standalone-router og dobbelt NAT

Mange af de enheder, der er installeret af din internetudbyder, er faktisk hybridenheder, der kombinerer et modem og en router i én enhed . Med andre ord kommunikerer de med internetudbyderens netværk og opretter og administrerer samtidig dit lokale netværk ved hjælp af Wi-Fi- og Ethernet-porte.

Andre opsætninger bruger et "rent" modem, der er tilsluttet en separat tredjepartsrouter. I dette tilfælde er modemet kun ansvarligt for at oversætte internetudbyderens netværkssignal og oprette forbindelse til routeren, som administrerer interne IP-adresser, firewall, Wi-Fi osv. Denne mulighed tilbyder normalt mere konfigurationsfleksibilitet og bedre ydeevne.

Når to routere er forbundet i en kaskade uden korrekt konfiguration, kan det skabe det, der kaldes dobbelt NAT . Det betyder, at hver router udfører NAT uafhængigt og skaber to lag af IP-adresseoversættelse, det ene oven på det andet. Dette kan forårsage problemer med åbne porte, onlinespil eller tjenester, der kræver indgående forbindelser.

Nogle kabelroutere inkluderer også en internetadgangspunktsfunktion (kabelmodemrouter) , der yderligere forener udstyret: de administrerer forbindelsen til udbyderen, distribuerer interne IP-adresser, fungerer som en switch og leverer Wi-Fi, alt sammen. De er praktiske, men begrænser nogle gange den avancerede bruger, der ønsker finjusteret netværkskontrol.

Under alle omstændigheder er det vigtige at forstå, at modemet håndterer internetudbyderens netværk og det fysiske adgangslag , mens routeren håndterer, hvordan data bevæger sig mellem dit netværk og resten af ​​verden. At vælge en god router eller korrekt konfigurere den, du har, kan gøre en betydelig forskel i stabilitet, sikkerhed og ydeevne.

Forskelle mellem hub, switch og router

Hvis vi placerer en hub, switch og router side om side, ser vi, at selvom de deler lignende stik, er deres funktioner inden for netværket ret forskellige . De to første fokuserer på lokale netværk, mens den tredje forbinder forskellige netværk sammen og tilbyder mange flere kontrolmuligheder.

Hubben er den enkleste af alle: den modtager frames og videresender dem vilkårligt gennem alle porte . Den forstår ikke MAC- eller IP-adresser; den replikerer blot det, den modtager. Dette gør den nem at bruge, men ineffektiv, hvilket genererer en masse unødvendig trafik og begrænser ydeevnen, når flere enheder kommunikerer.

Switchen er den "smarte søskende": den lærer MAC-adressen på hver port og sender kun frames til den korrekte destination . Takket være denne grundlæggende intelligens reducerer den broadcast-trafik, forbedrer båndbreddeudnyttelsen og tillader flere samtaler at forekomme parallelt i netværket.

Routeren går et skridt videre: den udfører lignende funktioner som en switch i LAN'et (fordi den normalt integrerer en), og derudover router den pakker til andre netværk, især internettet. Den tilføjer sikkerhedsfunktioner, IP-styring, trafikprioritering og andre værktøjer, der gør den til netværkets nøglekomponent.

Med hensyn til den type data, de håndterer, fungerer hubs og switches med Layer 2-rammer , mens routere administrerer Layer 3 IP-pakker. Hubs sender disse rammer til alle tilsluttede enheder, switches sender kun til den tilsigtede enhed, og routere omdirigerer dem mellem forskellige netværk afhængigt af destinations-IP-adressen.

Typiske brugsscenarier for modemer, routere, switche og hubs

I typiske hjemmenetværk er routeren (normalt med et integreret modem) nøglekomponenten, der giver dig mulighed for at arbejde på et lokalt netværk og få adgang til internettet uden besvær . Din internetudbyder installerer og konfigurerer den, og udover at ændre Wi-Fi-adgangskoden behøver du ikke at gøre meget mere.

Switche bliver stadig vigtigere i mellemstore netværk og kontorer med mange arbejdsstationer . De bruges til at forbinde et stort antal pc'er, printere, IP-telefoner og andre enheder til servere eller hovedrouteren. I disse miljøer er switchens effektivitet og dens evne til at håndtere samtidig trafik afgørende.

Routere bruges i alle størrelser: fra din hjemmerouter til backbone-routere, der forbinder store netværk på udbyderniveau . I trådløse netværk er de også ansvarlige for at forbinde Wi-Fi-adgangspunkter til resten af ​​infrastrukturen og til internetforbindelsen.

Hubs, selvom de er mindre almindelige i disse dage, kan stadig findes i meget små netværk, ældre industrielle miljøer eller laboratorier, hvor det er ønskeligt at registrere og analysere al trafik nemt. Alligevel er de i de fleste tilfælde blevet erstattet af switche, som tilbyder meget bedre ydeevne til en lignende pris.

Når du vælger, hvilken enhed du har brug for, er det vigtigt at overveje størrelsen på dit netværk, dine krav til ydeevne og de funktioner, du ønsker . Til et simpelt hjemmenetværk kan en god router (normalt den, der leveres af din internetudbyder) være tilstrækkelig. Hvis du ønsker flere porte eller mere kontrol, kan det være et rigtig godt træk at tilføje en administreret switch eller en separat router.

Kort sagt, hvis du forstår, hvordan modemet, routeren, switchen og den nu næsten historiske hub fordeler arbejdet, kan du oprette mere stabile, sikre og let udvidelige netværk , undgå problematiske konfigurationer som dobbelt NAT og få mere ud af den forbindelse, du betaler for fra din internetudbyder.