Forskjellene mellom ruter, modem, svitsj og hub forklart enkelt

Informatec Digital » Ressurser » Forskjellene mellom ruter, modem, svitsj og hub forklart enkelt

Når du setter opp et nettverk hjemme eller på kontoret, begynner du plutselig å høre begreper som modem, ruter, svitsj og til og med hub . De ser alle ut som lignende enheter, fulle av Ethernet-porter og små lys, men rollene deres i nettverket er svært forskjellige. Å forstå disse forskjellene hjelper deg med å velge riktig utstyr og unngå flaskehalser eller sikkerhetsproblemer.

Gjennom denne artikkelen skal vi se nærmere på hva hver av disse enhetene gjør og hvordan de skiller seg fra hverandre , ved å bruke hverdagseksempler og forenkle den tekniske sjargongen. Du vil se når internettleverandørens ruter er tilstrekkelig, når det kan gi mening å legge til en svitsj, modemets rolle i alt dette, og hvorfor den gamle huben praktisk talt har blitt henvist til svært spesifikke bruksområder.

Hva er et modem, og hvilken rolle spiller det i nettverket?

Modemet er enheten som kobler nettverket ditt til internettleverandørens infrastruktur . Tradisjonelt modulerte og demodulerte det signalet (derav navnet), og selv om teknologien har endret seg (ADSL, kabel, fiber), er den grunnleggende funksjonen fortsatt den samme: å snakke samme «språk» som internettleverandørens nettverk.

I de fleste hjem leveres modemet direkte av internettleverandøren . Ofte er det integrert i ruteren de installerer, men i andre tilfeller er det en separat enhet som kobles til ruteren via en Ethernet- eller koaksialport.

Avhengig av modellen kan modemet tilordne IP-adresser til tilkoblede enheter , fungere som en veldig enkel ruter, eller ganske enkelt gi én IP-adresse til hovedruteren. I enkle oppsett kan spillkonsoller, datamaskiner eller mobile enheter koble seg direkte til modemet (spesielt når internettleverandøren tilbyr en hybrid modem-ruter).

En viktig detalj er at siden utstyret administreres av leverandøren, er konfigurasjonsalternativene vanligvis svært begrensede . I mange tilfeller vil du ikke kunne endre mye utover Wi-Fi-passordet eller noen få grunnleggende innstillinger, og det finnes avanserte innstillinger som operatøren blokkerer av støtte- eller sikkerhetshensyn.

Hva er en ruter, og hva brukes den egentlig til?

Ruteren er hjernen i hjemme- eller småkontornettverket ditt, og er ansvarlig for å videresende datapakker mellom forskjellige nettverk . Den kobler vanligvis lokalnettverket (LAN) til et eksternt nettverk: internettleverandørens nettverk eller et annet eksternt nettverk via WAN-porten.

Hovedfunksjonen er å bestemme den beste ruten for hver datapakke for å nå destinasjonen . For å gjøre dette bruker den en rutingsprotokoll og rutingstabeller, som lar den bestemme hvilket grensesnitt som skal brukes for hver pakke basert på destinasjonens IP-adresse. Selv om dette høres veldig teknisk ut, er det i praksis det som gjør det mulig for deg å åpne et nettsted, spille online spill eller få tilgang til bedriftens VPN.

På OSI-modellnivå fungerer en ruter primært på nettverkslaget (lag 3) , men moderne rutere integrerer funksjoner som også berører de fysiske lagene og datalinklagene, spesielt siden de vanligvis inkluderer flere Ethernet-porter og WiFi-tilkobling.

I et typisk hjemmeoppsett sørger ruteren for at alle enhetene dine kan koble seg til internett, ikke bare det lokale nettverket . Mobiltelefoner, TV-er, datamaskiner, spillkonsoller og IP-kameraer får en intern IP-adresse fra ruteren og får tilgang til internett via en enkelt delt ekstern tilkobling.

I tillegg til ruting inkluderer disse enhetene ekstra funksjoner som NAT, en DHCP-server, en grunnleggende DNS-server og en brannmur . NAT lar mange interne enheter dele en enkelt offentlig IP-adresse, DHCP tildeler automatisk IP-adresser i det lokale nettverket, og den maskinvarebaserte brannmuren filtrerer trafikk for å beskytte mot eksterne angrep som inntrengningsforsøk eller visse typer DDoS-angrep.

I mer avanserte nettverk kan ruteren bruke adaptiv eller statisk ruting . Adaptiv ruting oppdaterer rutingstabellene basert på nettverksforhold (koblingsfeil, overbelastning osv.), mens statisk ruting følger ruter som er manuelt definert av nettverksadministratoren.

Hva er en bryter, og hvordan fungerer den?

Svitsjen er ansvarlig for å bygge og organisere det lokale nettverket ved å koble til flere enheter . I motsetning til en ruter håndterer den ikke kommunikasjon med andre nettverk (som internett), men sørger snarere for at maskiner i samme LAN kan kommunisere raskt og effektivt.

En svitsj opererer primært på lag 2 i OSI-modellen , selv om mange moderne modeller også kan operere på lag 3 for å tilby avanserte funksjoner (disse kalles lag 3-svitsjer). Funksjonen er å motta rammer, analysere dem og videresende dem kun til porten som tilsvarer destinasjonsenheten.

For å oppnå dette bruker en svitsj MAC-adressene til tilkoblede enheter . Når den mottar trafikk, lærer den hvilken MAC-adresse som er på hver port og bygger en tabell som kartlegger dette forholdet. Når en ramme ankommer som er bestemt for en bestemt MAC-adresse, vet den nøyaktig hvilken port den skal sendes gjennom, uten å forstyrre andre enheter.

Takket være denne oppførselen blir ikke datapakker sendt av kildedatamaskinen replikert til alle datamaskiner på nettverket , men når i stedet bare den riktige enheten. Dette reduserer unødvendig trafikk, unngår kollisjoner og lar flere enheter kommunisere med hverandre samtidig mye mer effektivt enn med eldre teknologier som huber.

Kort sagt kan vi si at svitsjen oppretter en dedikert kommunikasjonskanal mellom sender og mottaker for hver overføring, noe som optimaliserer båndbreddebruken og forbedrer nettverksstabiliteten, spesielt når et stort antall enheter er tilkoblet.

Det gamle knutepunktet: hva det er og hvorfor det knapt brukes

Før svitsjer ble rimeligere, var den typiske enheten for å sette opp et enkelt nettverk huben ( nettverkskonsentrator ), et veldig grunnleggende utstyr som fungerer som et sentralt tilkoblingspunkt . Driften er utrolig enkel: alt den mottar gjennom én port blir replikert og sendt gjennom alle de andre, uten å skille mellom mottakere.

Når en datamaskin som er koblet til en hub sender data, kopierer huben denne informasjonen og sender den til alle datamaskinene på nettverket . Den kan ikke dirigere dataene til én enkelt mottaker; faktisk vet den ikke engang hvilken datamaskin som er den tiltenkte mottakeren. Det er sluttdatamaskinene som avgjør om trafikken er ment for dem eller om den forkastes.

Denne måten å jobbe på har noen klare ulemper. På den ene siden er båndbreddeforbruket mye høyere fordi hver bit du vil sende til en enhet ender opp med å sirkulere gjennom alle hubens porter. På den annen side, mens en overføring pågår, må de andre enhetene vente på at den skal fullføres før de kan sende data, noe som skaper flaskehalser så snart nettverket blir bare litt overbelastet.

Til tross for alt har huber hatt sine bruksområder, spesielt for nettverksanalyse og trafikkovervåking . Siden de formidler alt til alle, er det veldig enkelt å koble til et diagnostisk verktøy og se hva som sirkulerer på nettverket, oppdage feil eller studere oppførselen til bestemte enheter.

Med ankomsten av rimelige svitsjer har huben blitt praktisk talt foreldet i moderne nettverk, ettersom den tilbyr mindre ytelse, mindre effektivitet og null intelligens sammenlignet med fordelene en svitsj gir for samme scenario.

Forskjeller mellom en svitsj og en ruter

Den første grunnleggende forskjellen er den primære funksjonen til hver enhet i nettverket . Svitsjen er ansvarlig for å koble sammen enheter innenfor det samme lokale nettverket, mens ruteren kobler forskjellige nettverk til hverandre (for eksempel ditt lokale nettverk til Internett eller til et annet eksternt lokalnettverk).

For det andre må vi se på laget i OSI-modellen de opererer på . Svitsjen opererer primært på datalinklaget (lag 2) og, i noen avanserte modeller, også på lag 3, mens ruteren opererer på nettverkslaget (lag 3) og, ved å integrere fysiske porter og tilleggsfunksjoner, også berører de fysiske og datalinklaget.

En annen viktig forskjell ligger i hvordan de tar beslutninger om dataoverføring . Svitsjen bruker MAC-adresser til å bestemme hvilken port hver ramme skal videresendes gjennom, og skaper dermed logiske kretser mellom sender og mottaker. Ruteren, derimot, er avhengig av IP-adresser og rutetabellene sine for å bestemme hvilken vei hver pakke skal ta for å nå et annet nettverk.

Trafikktypen hver enhet håndterer varierer også. En svitsj fokuserer på intern trafikk i et lokalt nettverk , og kobler sammen datamaskiner, skrivere og servere slik at de kan dele ressurser. En ruter, derimot, administrerer trafikk mellom forskjellige nettverk, kommuniserer med andre rutere og velger den mest effektive ruten for data å nå eksterne nettverk.

Til slutt er det viktige forskjeller når det gjelder sikkerhet og tilleggsfunksjoner . Svitsjer, med unntak av administrerte modeller med avanserte alternativer, har en ganske nøytral rolle: de er begrenset til å svitsje rammer innenfor LAN-et. Rutere, derimot, integrerer vanligvis brannmurer, NAT, pakkefiltrering, trafikkprioritetskontroll og andre mekanismer som beskytter nettverket og optimaliserer forbindelsen til omverdenen.

Forskjeller mellom ruter og svitsj når det gjelder tilkoblingsmuligheter

Hvis du ser på en typisk hjemmeruter, vil du se at den har flere Ethernet LAN-porter. Dette betyr at den i tillegg til ruting også kan fungere som en liten integrert svitsj , slik at du kan koble til flere kablede enheter uten å trenge noe ekstra utstyr.

En svitsj, derimot, brukes primært til å utvide antallet tilgjengelige porter på en ruter eller et modem . Med andre ord, når ruterens LAN-porter ikke er tilstrekkelige, kobler du en svitsj til en av dem og får et ekstra sett med porter for å koble til flere datamaskiner, nettverksskrivere, IP-kameraer osv.

Selv om svitsjer er begrenset til det lokale nettverket, har rutere muligheten til å opprette både lokale nettverk og etablere kommunikasjon med eksterne nettverk . De er ansvarlige for å gjøre det mulig for ditt private nettverk å kommunisere med internett, og kan også koble sammen flere interne delnett hvis miljøet ditt krever det.

I hjem og små kontorer består det typiske oppsettet av en enkelt ruter som fungerer som en gateway, og om nødvendig en eller flere svitsjer for å utvide LAN-kapasiteten. Ruteren forblir det sentrale tilgangspunktet til internett , mens svitsjene fordeler forbindelser mellom de forskjellige arbeidsstasjonene.

I større bedriftsmiljøer kan designet være mer komplekst, med flere tilgangssvitsjer, distribusjonssvitsjer og én eller flere rutere som kobler alt dette til andre steder eller til leverandørnettverket, men logikken bak funksjonene forblir den samme: svitsjer bytter innenfor nettverket; rutere ruter mellom nettverk.

Ruter med integrert modem, frittstående ruter og dobbel NAT

Mange av enhetene som er installert av internettleverandøren din er faktisk hybridenheter som kombinerer et modem og en ruter i én enhet . Med andre ord kommuniserer de med internettleverandørens nettverk og oppretter og administrerer samtidig det lokale nettverket ditt ved hjelp av Wi-Fi- og Ethernet-porter.

Andre oppsett bruker et «rent» modem koblet til en separat tredjepartsruter. I dette tilfellet er modemet kun ansvarlig for å oversette internettleverandørens nettverkssignal og sørge for en tilkobling til ruteren, som administrerer interne IP-adresser, brannmur, Wi-Fi osv. Dette alternativet gir vanligvis mer konfigurasjonsfleksibilitet og bedre ytelse.

Når to rutere er koblet sammen i en kaskade uten riktig konfigurasjon, kan det oppstå det som kalles dobbel NAT . Dette betyr at hver ruter utfører NAT uavhengig, og lager to lag med IP-adresseoversettelse, det ene oppå det andre. Dette kan forårsake problemer med åpne porter, online spill eller tjenester som krever innkommende tilkoblinger.

Noen kabelrutere inkluderer også en internettilgangspunktfunksjon (kabelmodemruter) , noe som ytterligere forener utstyret: de administrerer forbindelsen med leverandøren, distribuerer interne IP-adresser, fungerer som en svitsj og tilbyr Wi-Fi, alt i ett. De er praktiske, men begrenser noen ganger den avanserte brukeren som ønsker finjustert nettverkskontroll.

Uansett er det viktig å forstå at modemet håndterer internettleverandørens nettverk og det fysiske tilgangslaget , mens ruteren håndterer hvordan data flyttes mellom nettverket ditt og resten av verden. Å velge en god ruter eller riktig konfigurering av den du har kan utgjøre en betydelig forskjell i stabilitet, sikkerhet og ytelse.

Forskjeller mellom hub, svitsj og ruter

Hvis vi plasserer en hub, svitsj og ruter side om side, ser vi at selv om de kan dele lignende kontakter, er funksjonene deres i nettverket ganske forskjellige . De to første fokuserer på lokale nettverk, mens den tredje kobler forskjellige nettverk sammen og tilbyr mange flere kontrollalternativer.

Huben er den enkleste av alle: den mottar rammer og videresender dem vilkårlig gjennom alle porter . Den forstår ikke MAC- eller IP-adresser; den replikerer bare det den mottar. Dette gjør den enkel å bruke, men ineffektiv, og genererer mye unødvendig trafikk og begrenser ytelsen når flere enheter kommuniserer.

Svitsjen er den «smarte søsken»: den lærer MAC-adressen på hver port og sender bare rammer til riktig destinasjon . Takket være denne grunnleggende intelligensen reduserer den kringkastingstrafikk, forbedrer båndbreddeutnyttelsen og tillater at flere samtaler kan foregå parallelt i nettverket.

Ruteren tar ting et skritt videre: den utfører lignende funksjoner som en svitsj i LAN-et (fordi den vanligvis integrerer en), og i tillegg ruter den pakker til andre nettverk, spesielt internett. Den legger til sikkerhetsfunksjoner, IP-administrasjon, trafikkprioritering og andre verktøy som gjør den til nøkkelkomponenten i nettverket.

Når det gjelder typen data de håndterer, fungerer huber og svitsjer med lag 2-rammer , mens rutere administrerer IP-pakker på lag 3. Huber sender disse rammene til alle tilkoblede enheter, svitsjer bare til den tiltenkte enheten, og rutere omdirigerer dem mellom forskjellige nettverk avhengig av destinasjons-IP-adressen.

Typiske bruksscenarier for modemer, rutere, svitsjer og huber

I typiske hjemmenettverk er ruteren (vanligvis med et integrert modem) nøkkelkomponenten, slik at du kan jobbe på et lokalt nettverk og få tilgang til internett uten problemer . Internettleverandøren din installerer og konfigurerer den, og bortsett fra å endre Wi-Fi-passordet trenger du ikke å gjøre mye annet.

Svitsjer blir stadig viktigere i mellomstore nettverk og kontorer med mange arbeidsstasjoner . De brukes til å koble et stort antall PC-er, skrivere, IP-telefoner og andre enheter til servere eller hovedruteren. I disse miljøene er svitsjens effektivitet og dens evne til å håndtere samtidig trafikk avgjørende.

Rutere brukes i alle skalaer: fra hjemmeruteren din til stamnettrutere som kobler sammen store nettverk på leverandørnivå . I trådløse nettverk er de også ansvarlige for å koble Wi-Fi-tilgangspunkter til resten av infrastrukturen og til internettforbindelsen.

Huber, selv om de er mindre vanlige i disse dager, kan fortsatt finnes i svært små nettverk, eldre industrimiljøer eller laboratorier der det er ønskelig å enkelt fange opp og analysere all trafikk. Likevel har de i de fleste tilfeller blitt erstattet av svitsjer, som tilbyr mye bedre ytelse til en lignende pris.

Når du velger hvilken enhet du trenger, er det viktig å vurdere størrelsen på nettverket ditt, ytelseskravene dine og funksjonene du ønsker . For et enkelt hjemmenettverk kan en god ruter (vanligvis den som tilbys av internettleverandøren din) være tilstrekkelig. Hvis du ønsker flere porter eller mer kontroll, kan det være et veldig godt trekk å legge til en administrert svitsj eller en frittstående ruter.

Kort sagt, det å forstå hvordan modemet, ruteren, svitsjen og den nå nesten historiske huben fordeler arbeidet, lar deg sette opp mer stabile, sikre og lett utvidbare nettverk , unngå problematiske konfigurasjoner som dobbel NAT og få mer ut av forbindelsen du betaler for fra internettleverandøren din.