- A modem összeköti a hálózatot az internetszolgáltatóval, míg az útválasztó a forgalmat a helyi hálózat és a külső hálózatok között irányítja.
- A switch MAC-címek segítségével hozza létre és szervezi a helyi hálózatot, ellentétben a hubbal, amely az összes portra replikálja a forgalmat.
- A router általában integrálja a switch, a tűzfal, a NAT és a DHCP funkciókat, így az otthoni vagy kis irodai hálózat magjává válik.
- A megfelelő modem, router és switch kiválasztása és kombinálása javítja bármely hálózat teljesítményét, biztonságát és skálázhatóságát.
Amikor otthon vagy az irodában hálózatot állítunk be, hirtelen olyan kifejezésekkel találkozhatunk, mint a modem, router, switch, sőt még a hub is . Mindegyik hasonló eszköznek tűnik, tele Ethernet-portokkal és kis lámpákkal, de a hálózaton belüli szerepük nagyon eltérő. Ezen különbségek megértése segít a megfelelő berendezések kiválasztásában, és a szűk keresztmetszetek vagy biztonsági problémák elkerülésében.
Ebben a cikkben részletesen megvizsgáljuk, hogy mit csinálnak ezek az eszközök, és hogyan különböznek egymástól , hétköznapi példákon keresztül és a szakzsargon leegyszerűsítésével. Látni fogod, mikor elegendő az internetszolgáltatód routere, mikor lehet értelme egy switch hozzáadásának, mi a modem szerepe mindebben, és miért korlátozódott a régi hub gyakorlatilag nagyon specifikus felhasználási módokra.
Mi a modem, és mi a szerepe a hálózatban?
A modem az az eszköz, amely összeköti a hálózatodat az internetszolgáltatód infrastruktúrájával . Hagyományosan modulálta és demodulálta a jelet (innen ered a neve is), és bár a technológia megváltozott (ADSL, kábel, optikai kábel), az alapvető funkciója ugyanaz maradt: ugyanazt a „nyelvet” beszélni, mint az internetszolgáltatód hálózata.
A legtöbb otthonban a modemet közvetlenül az internetszolgáltató biztosítja . Gyakran be van építve a telepített routerbe, de más esetekben egy különálló eszközről van szó, amely Ethernet vagy koaxiális porton keresztül csatlakozik a routerhez.
A modelltől függően a modem képes IP-címeket rendelni a csatlakoztatott eszközökhöz , egy nagyon alapvető routerként működve, vagy egyszerűen csak egyetlen IP-címet biztosítani a fő routernek. Egyszerű beállítások esetén játékkonzolok, számítógépek vagy mobileszközök közvetlenül csatlakozhatnak a modemhez (különösen, ha az internetszolgáltató hibrid modem-routert biztosít).
Fontos részlet, hogy mivel az eszközt a szolgáltató kezeli, a konfigurációs lehetőségek általában nagyon korlátozottak . Sok esetben a Wi-Fi jelszón vagy néhány alapvető beállításon túl nem sokat lehet módosítani, és vannak olyan speciális beállítások is, amelyeket a szolgáltató támogatási vagy biztonsági okokból blokkol.
Mi is az a router, és mire használják valójában?
A router az otthoni vagy kis irodai hálózat agya, amely felelős az adatcsomagok különböző hálózatok közötti továbbításáért . Általában a helyi hálózatot (LAN) egy külső hálózathoz köti: az internetszolgáltató hálózatához vagy bármely más távoli hálózathoz a WAN-porton keresztül.
Fő funkciója, hogy meghatározza az egyes adatcsomagok számára a legjobb útvonalat a célállomás eléréséhez . Ehhez egy útválasztási protokollt és útválasztási táblázatokat használ, amelyek lehetővé teszik, hogy a cél IP-címe alapján meghatározza, hogy melyik interfészt használja az egyes csomagokhoz. Bár ez nagyon technikailag hangzik, a gyakorlatban ez teszi lehetővé weboldalak megnyitását, online játékok játszását vagy a cég VPN-jének elérését.
Az OSI modell szintjén egy router elsősorban a hálózati rétegen (3. réteg) működik , de a modern routerek olyan funkciókat integrálnak, amelyek a fizikai és az adatkapcsolati réteget is érintik, különösen mivel általában több Ethernet portot és WiFi-kapcsolatot tartalmaznak.
Egy tipikus otthoni rendszerben a router biztosítja, hogy minden eszköz csatlakozni tudjon az internethez, ne csak a helyi hálózathoz . A mobiltelefonok, televíziók, számítógépek, játékkonzolok és IP-kamerák belső IP-címet kapnak a routertől, és egyetlen megosztott külső kapcsolaton keresztül férnek hozzá az internethez.
Az útválasztás mellett ezek az eszközök olyan extra funkciókat is tartalmaznak, mint a NAT, egy DHCP-kiszolgáló, egy alapvető DNS-kiszolgáló és egy tűzfal . A NAT lehetővé teszi, hogy számos belső eszköz egyetlen nyilvános IP-címet osszon meg, a DHCP automatikusan kiosztja az IP-címeket a helyi hálózaton belül, a hardveres tűzfal pedig szűri a forgalmat, hogy védelmet nyújtson a külső támadások, például a behatolási kísérletek vagy bizonyos típusú DDoS-támadások ellen.
Fejlettebb hálózatokban a router adaptív vagy statikus útválasztást használhat . Az adaptív útválasztás a hálózati feltételek (kapcsolathibák, torlódás stb.) alapján frissíti az útválasztási táblázatait, míg a statikus útválasztás a hálózati rendszergazda által manuálisan meghatározott útvonalakat követi.
Mi az a kapcsoló és hogyan működik?
A switch felelős a helyi hálózat kiépítéséért és szervezéséért több eszköz összekapcsolásával . Egy routerrel ellentétben nem kezeli a más hálózatokkal (például az internettel) való kommunikációt, hanem biztosítja, hogy az ugyanazon a helyi hálózaton belüli gépek gyorsan és hatékonyan tudjanak kommunikálni.
Egy kapcsoló elsősorban az OSI modell 2. rétegében működik , bár sok modern modell a 3. rétegben is működhet, hogy fejlett funkciókat kínáljon (ezeket 3. rétegbeli kapcsolóknak nevezik). Feladata a keretek fogadása, elemzése és továbbítása csak a céleszköznek megfelelő portra.
Ennek eléréséhez a switch a csatlakoztatott eszközök MAC-címeit használja . Ahogy forgalmat fogad, megtudja, hogy melyik MAC-cím tartozik az egyes portokhoz, és egy táblázatot készít, amely feltérképezi ezt a kapcsolatot. Amikor egy adott MAC-címre szánt keret megérkezik, pontosan tudja, melyik porton keresztül kell küldenie, anélkül, hogy más eszközöket zavarna.
Ennek a viselkedésnek köszönhetően a forrásszámítógép által küldött adatcsomagok nem replikálódnak a hálózat összes számítógépére , hanem csak a megfelelő eszközhöz jutnak el. Ez csökkenti a felesleges forgalmat, elkerüli az ütközéseket, és lehetővé teszi, hogy több eszköz egyszerre sokkal hatékonyabban kommunikáljon egymással, mint a régebbi technológiák, például a hubok esetében.
Röviden azt mondhatnánk, hogy a switch minden egyes átvitelhez egy dedikált kommunikációs csatornát hoz létre a küldő és a vevő között , optimalizálva a sávszélesség-használatot és javítva a hálózat stabilitását, különösen akkor, ha nagyszámú eszköz van csatlakoztatva.
A régi hub: mi az, és miért alig használják
Mielőtt a switchek megfizethetőbbé váltak, az egyszerű hálózatok kiépítésének tipikus eszköze a hub ( hálózati koncentrátor ) volt, egy nagyon alapvető berendezés, amely központi csatlakozási pontként működik . Működése hihetetlenül egyszerű: minden, amit az egyik porton keresztül fogad, replikálódik és az összes többin keresztül elküldésre kerül, a címzettek közötti különbségtétel nélkül.
Amikor egy hubhoz csatlakoztatott számítógép adatokat küld, a hub lemásolja ezeket az információkat, és elküldi azokat a hálózaton lévő összes számítógépnek . Nem tudja egyetlen címzettnek irányítani az adatokat; sőt, azt sem tudja, hogy melyik számítógép a címzett. A végponti számítógépek döntik el, hogy a forgalom nekik szól-e, vagy elveti.
Ennek a működési módnak vannak egyértelmű hátrányai. Egyrészt a sávszélesség-fogyasztás sokkal nagyobb, mivel minden bit, amit egy eszköznek küldeni szeretnél, a hub összes portján keresztül kering. Másrészt, amíg átvitel zajlik, a többi eszköznek várnia kell a befejezésére, mielőtt adatokat küldhetnének, ami szűk keresztmetszeteket okoz, amint a hálózat akár csak kis mértékben is túlterhelődik.
Mindennek ellenére a huboknak megvolt a maguk felhasználási módja, különösen a hálózatelemzés és a forgalomfigyelés terén . Mivel mindent továbbítanak mindenkinek, nagyon könnyű csatlakoztatni egy diagnosztikai eszközt, és megnézni, mi kering a hálózaton, hibákat észlelni, vagy bizonyos eszközök viselkedését tanulmányozni.
A megfizethető switchek megjelenésével a hub gyakorlatilag elavulttá vált a modern hálózatokban, mivel kevesebb teljesítményt, kevesebb hatékonyságot és nulla intelligenciát kínál azokhoz az előnyökhöz képest, amelyeket egy switch nyújt ugyanebben a forgatókönyvben.
Különbségek a switch és a router között
Az első alapvető különbség a hálózaton belüli egyes eszközök elsődleges funkciója . A switch felelős az ugyanazon a helyi hálózaton belüli eszközök összekapcsolásáért, míg az útválasztó a különböző hálózatokat köti össze egymással (például a saját helyi hálózatodat az internettel vagy egy másik távoli helyi hálózattal).
Másodszor, meg kell vizsgálnunk az OSI modell azon rétegét, amelyen működnek . A kapcsoló elsősorban az adatkapcsolati rétegen (2. réteg), és néhány fejlett modellben a 3. rétegen is működik, míg az útválasztó a hálózati rétegen (3. réteg) működik, és a fizikai portok és további funkciók integrálásával a fizikai és az adatkapcsolati réteget is érinti.
Egy másik fontos különbség abban rejlik, hogyan hoznak döntéseket az adatátvitelről . A kapcsoló MAC-címek alapján határozza meg, hogy melyik porton keresztül továbbítsa az egyes kereteket, logikai áramköröket hozva létre a küldő és a fogadó között. A router ezzel szemben az IP-címek és az útválasztási táblázatai alapján dönti el, hogy az egyes csomagoknak melyik útvonalon kell eljutniuk egy másik hálózatra.
Az egyes eszközök által kezelt forgalom típusa is eltérő. Egy kapcsoló a helyi hálózaton belüli belső forgalomra összpontosít , számítógépeket, nyomtatókat és szervereket köt össze az erőforrások megosztása érdekében. Egy útválasztó ezzel szemben a különböző hálózatok közötti forgalmat kezeli, kommunikál más útválasztókkal, és kiválasztja a leghatékonyabb útvonalat az adatok külső hálózatok eléréséhez.
Végül fontos különbségek vannak a biztonság és a hozzáadott funkciók tekintetében . A switchek, a fejlett opciókkal rendelkező menedzselt modellek kivételével, meglehetősen semleges szerepet játszanak: a LAN-on belüli keretek kapcsolására korlátozódnak. A routerek ezzel szemben általában beépített tűzfalakat, NAT-ot, csomagszűrést, forgalomprioritás-vezérlést és egyéb mechanizmusokat tartalmaznak, amelyek védik a hálózatot és optimalizálják a külvilággal való kapcsolatot.
A router és a switch közötti különbségek a csatlakozási lehetőségek tekintetében
Ha megnézünk egy tipikus otthoni routert, láthatjuk, hogy több Ethernet LAN porttal rendelkezik. Ez azt jelenti, hogy az útválasztás mellett egy kis integrált switchként is működhet , amely lehetővé teszi több vezetékes eszköz csatlakoztatását további berendezések nélkül.
Egy switch ezzel szemben elsősorban a routeren vagy modemen elérhető portok számának bővítésére szolgál . Más szóval, ha a router LAN portjai nem elegendőek, akkor egy switchet csatlakoztatsz az egyikhez, és így egy extra portkészletet kapsz, amelyhez további számítógépeket, hálózati nyomtatókat, IP-kamerákat stb. csatlakoztathatsz.
Míg a kapcsolók a helyi hálózatra korlátozódnak, az útválasztók képesek helyi hálózatok létrehozására és külső hálózatokkal való kommunikációra . Felelősek azért, hogy a privát hálózat kommunikáljon az internettel, és több belső alhálózatot is összekapcsolhatnak, ha a környezet megkívánja.
Otthonokban és kisebb irodákban a tipikus beállítás egyetlen átjáróként működő routerből és szükség esetén egy vagy több switchből áll a LAN kapacitásának bővítésére. A router továbbra is az internethez való hozzáférés központi pontja , míg a switchek elosztják a kapcsolatokat a különböző munkaállomások között.
Nagyobb vállalati környezetekben a kialakítás összetettebb lehet, több hozzáférési kapcsolóval, elosztó kapcsolóval és egy vagy több routerrel, amelyek mindezeket más telephelyekhez vagy a gyártói hálózathoz csatlakoztatják, de a funkciók logikája ugyanaz marad: a kapcsolók a hálózaton belül kapcsolnak; az routerek a hálózatok között irányítanak.
Router integrált modemmel, önálló router és dupla NAT
Az internetszolgáltató által telepített eszközök közül sok valójában hibrid eszköz, amely egyetlen egységben egyesíti a modemet és a routert . Más szóval, ezek az eszközök kommunikálnak az internetszolgáltató hálózatával, és egyidejűleg Wi-Fi és Ethernet portokon keresztül létrehozzák és kezelik a helyi hálózatot.
Más beállítások egy „tiszta” modemet használnak, amely egy különálló, harmadik féltől származó routerhez csatlakozik. Ebben az esetben a modem csak az internetszolgáltató hálózati jelének fordításáért és a routerhez való kapcsolat biztosításáért felelős, amely a belső IP-címeket, a tűzfalat, a Wi-Fi-t stb. kezeli. Ez a lehetőség általában nagyobb konfigurációs rugalmasságot és jobb teljesítményt kínál.
Amikor két router kaszkádba van kötve megfelelő konfiguráció nélkül, létrejöhet az úgynevezett dupla NAT . Ez azt jelenti, hogy minden router függetlenül végzi a NAT-ot, két IP-címfordítási réteget hozva létre, az egyiket a másikon. Ez problémákat okozhat a nyitott portokkal, online játékokkal vagy bejövő kapcsolatokat igénylő szolgáltatásokkal.
Néhány kábeles router internet-hozzáférési pont (kábelmodem router) funkcióval is rendelkezik , ami tovább egységesíti az eszközöket: kezelik a szolgáltatóval való kapcsolatot, elosztják a belső IP-címeket, switchként működnek, és Wi-Fi-t biztosítanak, mindezt egyben. Praktikusak, de néha korlátozhatják a haladó felhasználókat, akik finomhangolt hálózati vezérlésre vágynak.
Mindenesetre fontos megérteni, hogy a modem az internetszolgáltató hálózatával és a fizikai hozzáférési réteggel foglalkozik , míg az útválasztó kezeli az adatok mozgását a hálózatod és a világ többi része között. Egy jó útválasztó kiválasztása vagy a meglévő megfelelő konfigurálása jelentős különbséget jelenthet a stabilitás, a biztonság és a teljesítmény szempontjából.
Különbségek a hub, a switch és a router között
Ha egymás mellé helyezünk egy hubot, egy switchet és egy routert, láthatjuk, hogy bár hasonló csatlakozókkal rendelkeznek, a hálózaton belüli funkcióik meglehetősen eltérőek . Az első kettő a helyi hálózatokra összpontosít, míg a harmadik különböző hálózatokat köt össze, és sokkal több vezérlési lehetőséget kínál.
A hub a legegyszerűbb: fogadja a kereteket, és megkülönböztetés nélkül továbbítja azokat az összes porton keresztül . Nem érti a MAC- vagy IP-címeket; egyszerűen csak replikálja, amit kap. Ezáltal könnyen használható, de nem hatékony, sok felesleges forgalmat generál, és korlátozza a teljesítményt, amikor több eszköz kommunikál.
A switch az „okos testvér”: megtanulja az egyes portok MAC-címét, és csak a megfelelő célállomásra küldi a kereteket . Ennek az alapvető intelligenciának köszönhetően csökkenti a szórt forgalmat, javítja a sávszélesség-kihasználást, és lehetővé teszi több beszélgetés párhuzamos lebonyolítását a hálózaton belül.
A router egy lépéssel tovább megy: hasonló funkciókat lát el, mint egy LAN-on belüli switch (mivel általában integrálva van egy), és ezen felül csomagokat irányít más hálózatokba, különösen az internetre. Biztonsági funkciókat, IP-kezelést, forgalompriorizálást és egyéb eszközöket ad hozzá, amelyek a hálózat kulcsfontosságú elemévé teszik.
Az általuk kezelt adattípus tekintetében a hubok és switchek 2. rétegbeli keretekkel dolgoznak , míg a routerek a 3. rétegbeli IP-csomagokat kezelik. A hubok ezeket a kereteket az összes csatlakoztatott eszköznek elküldik, a switchek csak a kívánt eszköznek, és a routerek a cél IP-címtől függően átirányítják őket a különböző hálózatok között.
Tipikus használati forgatókönyvek modemekhez, routerekhez, switchekhez és hubokhoz
A tipikus otthoni hálózatokban a router (általában integrált modemmel) a kulcsfontosságú elem, amely lehetővé teszi a helyi hálózaton való munkavégzést és az internet gondtalan elérését . Az internetszolgáltató telepíti és konfigurálja, és a Wi-Fi jelszó megváltoztatásán kívül nincs sok más tennivalód.
A switchek egyre fontosabbá válnak a közepes méretű hálózatokban és a sok munkaállomással rendelkező irodákban . Nagyszámú számítógép, nyomtató, IP-telefon és egyéb eszköz szerverekhez vagy a fő routerhez való csatlakoztatására szolgálnak. Ezekben a környezetekben a switch hatékonysága és az egyidejű forgalom kezelésére való képessége kulcsfontosságú.
A routerek minden szinten használatosak: az otthoni routertől kezdve a gerinchálózati routerekig, amelyek nagy szolgáltatói szintű hálózatokat kötnek össze . Vezeték nélküli hálózatokban a Wi-Fi hozzáférési pontok többi infrastruktúrához és az internetkapcsolathoz való csatlakoztatásáért is felelősek.
A hubok, bár manapság kevésbé elterjedtek, még mindig megtalálhatók nagyon kis hálózatokban, régebbi ipari környezetekben vagy laboratóriumokban, ahol kívánatos az összes forgalom egyszerű rögzítése és elemzése. Ennek ellenére a legtöbb esetben switchek váltották fel őket, amelyek hasonló árért sokkal jobb teljesítményt nyújtanak.
A szükséges eszköz kiválasztásakor fontos figyelembe venni a hálózat méretét, a teljesítményigényeket és a kívánt funkciókat . Egy egyszerű otthoni hálózathoz egy jó router (általában az internetszolgáltató által biztosított) elegendő lehet. Ha több portra vagy nagyobb vezérlésre van szüksége, egy felügyelt switch vagy egy önálló router hozzáadása nagyon jó lépés lehet.
Röviden, ha megértjük, hogyan osztja fel a modem, a router, a switch és a mára már szinte történelmi hub a munkát, akkor stabilabb, biztonságosabb és könnyebben bővíthető hálózatokat hozhatunk létre , elkerülhetjük a problémás konfigurációkat, mint például a dupla NAT, és többet hozhatunk ki az internetszolgáltatónktól fizetett kapcsolatból.