Różnice między routerem, modemem, przełącznikiem i koncentratorem wyjaśnione w prosty sposób

Informatec Digital » Zasoby » Różnice między routerem, modemem, przełącznikiem i koncentratorem wyjaśnione w prosty sposób

Gdy konfigurujesz sieć w domu lub w biurze, nagle zaczynasz słyszeć słowa takie jak modem, router, przełącznik, a nawet hubWszystkie wyglądają jak podobne gadżety, pełne portów Ethernet i małych światełek, ale ich rola w sieci jest zupełnie inna. Zrozumienie tych różnic pomoże Ci wybrać odpowiedni sprzęt i uniknąć wąskich gardeł lub problemów z bezpieczeństwem.

W tym artykule spokojnie przeanalizujemy Co robi każde z tych urządzeń? i czym się one różnią?Na podstawie codziennych przykładów i uproszczonego żargonu technicznego wyjaśnimy, kiedy router Twojego dostawcy usług internetowych jest wystarczający, kiedy warto zainstalować przełącznik, jaką rolę w tym wszystkim odgrywa modem i dlaczego stary hub został praktycznie ograniczony do bardzo specyficznych zastosowań.

Czym jest modem i jaką rolę pełni w sieci

Modem to urządzenie, które odpowiada za połącz swoją sieć z infrastrukturą dostawcy InternetuTradycyjnie modulował i demodulował sygnał (stąd jego nazwa) i chociaż technologia uległa zmianie (ADSL, kabel, światłowód), jego podstawowa funkcja pozostała ta sama: komunikowanie się tym samym „językiem”, co sieć Twojego dostawcy usług internetowych.

W większości domów modem jest dostarczany bezpośrednio dostarczane przez operatora InternetuCzęsto jest to element zintegrowanego routera, który u Ciebie zainstalowano, ale w innych przypadkach jest to osobne urządzenie, które łączy się z routerem za pomocą portu Ethernet lub koncentrycznego.

W zależności od modelu modem może przypisać adresy IP do podłączonych urządzeńDziałając jako bardzo podstawowy router lub po prostu przypisując pojedynczy adres IP do głównego routera. W prostych konfiguracjach konsole do gier, komputery lub urządzenia mobilne mogą łączyć się bezpośrednio z modemem (zwłaszcza gdy dostawca internetu oferuje hybrydowy modem-router).

Ważnym szczegółem jest to, że jako urządzenie zarządzane przez dostawcę, Opcje konfiguracji są zazwyczaj bardzo ograniczone.W wielu przypadkach nie będziesz w stanie zmienić zbyt wielu ustawień poza hasłem do sieci Wi-Fi i podstawowymi ustawieniami, a niektóre zaawansowane ustawienia są blokowane przez operatora ze względów bezpieczeństwa lub ze względów wsparcia.

Czym jest router i do czego właściwie służy?

Router to mózg sieci domowej lub małego biura, który dba o przesyłać pakiety danych między różnymi sieciamiZazwyczaj łączy sieć lokalną (LAN) z siecią zewnętrzną: siecią Twojego dostawcy Internetu lub inną siecią zdalną za pośrednictwem portu WAN.

Jego kluczową funkcją jest podejmowanie decyzji Jaka jest najlepsza trasa dla każdego pakietu danych, aby dotrzeć do miejsca przeznaczenia?Aby to zrobić, używa protokół routingu oraz tabele routingu, które wskazują interfejs, przez który ma wysyłać każdy pakiet, na podstawie docelowego adresu IP. Choć brzmi to bardzo technicznie, w praktyce umożliwia to otwarcie strony internetowej, granie w gry online lub dostęp do firmowej sieci VPN.

Na poziomie modelu OSI router działa głównie w warstwa sieciowa (warstwa 3)Jednak nowoczesne routery integrują funkcje, które dotyczą również warstwy fizycznej i łącza danych, zwłaszcza że zazwyczaj zawierają kilka portów Ethernet i łączność WiFi.

W typowym użytkowaniu domowym router zajmuje się tym Podłącz wszystkie swoje urządzenia do Internetu, nie ograniczając się do sieci lokalnejTelefony komórkowe, telewizory, komputery, konsole i kamery IP uzyskują wewnętrzny adres IP z routera i uzyskują dostęp do Internetu poprzez pojedyncze współdzielone połączenie zewnętrzne.

Oprócz trasowania urządzenia te posiadają dodatkowe funkcje, takie jak: NAT, serwer DHCP, podstawowy serwer DNS i zaporaNAT umożliwia wielu urządzeniom wewnętrznym współdzielenie jednego publicznego adresu IP, DHCP automatycznie przypisuje adresy IP w sieci lokalnej, a sprzętowa zapora sieciowa filtruje ruch, chroniąc Cię przed atakami zewnętrznymi, takimi jak próby włamań lub niektóre typy ataków DDoS.

W bardziej zaawansowanych sieciach router może współpracować z routing adaptacyjny lub statycznyRouting adaptacyjny aktualizuje swoje tabele routingu zgodnie z warunkami sieciowymi (awarie łączy, przeciążenie itp.), podczas gdy routing statyczny podąża za trasami zdefiniowanymi ręcznie przez administratora sieci.

Czym jest przełącznik i jak działa?

Przełącznik jest odpowiedzialny za Zbuduj i zorganizuj sieć lokalną, łącząc ze sobą wiele urządzeń.W przeciwieństwie do routera nie zajmuje się komunikacją z innymi sieciami (takimi jak Internet), lecz zapewnia szybką i wydajną komunikację między urządzeniami w tej samej sieci LAN.

Przełącznik działa przede wszystkim na warstwa 2 modelu OSIChociaż wiele obecnych modeli może również działać w warstwie 3, oferując zaawansowane funkcje (tzw. przełączniki warstwy 3). Ich funkcją jest odbieranie ramek, ich analiza i przekazywanie wyłącznie do portu odpowiadającego urządzeniu docelowemu.

Aby to osiągnąć, przełącznik wykorzystuje Adresy MAC podłączonych urządzeńOdbierając ruch, dowiaduje się, który adres MAC znajduje się na każdym porcie i tworzy tabelę mapującą tę relację. Kiedy ramka dociera do określonego adresu MAC, dokładnie wie, przez który port ją wysłać, nie zakłócając pracy innych urządzeń.

Dzięki takiemu zachowaniu pakiety danych wysyłane przez komputer źródłowy Nie są one replikowane na wszystkie komputery w sieciZamiast tego docierają tylko do właściwego urządzenia. To ogranicza niepotrzebny ruch, zapobiega kolizjom i pozwala wielu urządzeniom komunikować się ze sobą jednocześnie, znacznie wydajniej niż w przypadku starszych technologii, takich jak koncentratory.

Krótko mówiąc, moglibyśmy powiedzieć, że przełącznik Tworzy ekskluzywny kanał komunikacji pomiędzy nadawcą i odbiorcą. dla każdej transmisji optymalizując wykorzystanie pasma i poprawiając stabilność sieci, zwłaszcza w przypadku dużej liczby podłączonych urządzeń.

Stary hub: czym jest i dlaczego jest rzadko używany

Zanim przełączniki stały się tańsze, typowym urządzeniem do konfiguracji prostej sieci był grzyby ( koncentrator sieciowy ), bardzo podstawowy element wyposażenia, który pełni funkcję centralnego punktu połączeniaJego działanie jest niezwykle proste: wszystko, co zostanie odebrane przez jeden port, jest powielane i wysyłane przez wszystkie pozostałe, bez rozróżniania odbiorców.

Gdy komputer podłączony do koncentratora wysyła dane, Koncentrator kopiuje te informacje i wysyła je do wszystkich urządzeń w sieciNie jest w stanie skierować danych do pojedynczego odbiorcy; w rzeczywistości nie wie nawet, który komputer jest docelowym odbiorcą. To komputery użytkowników końcowych decydują, czy ruch jest kierowany do nich, czy odrzucany.

Ten sposób pracy ma pewne wyraźne wady. Po pierwsze, zużycie pasma jest znacznie wyższePonieważ każdy bit, który chcesz wysłać do urządzenia, krąży po wszystkich portach huba. Co więcej, podczas transmisji pozostałe urządzenia muszą czekać na jej zakończenie, zanim będą mogły wysłać dane, co tworzy wąskie gardła, gdy tylko sieć zostanie choćby nieznacznie przeciążona.

Mimo wszystko piasty miały swoje zastosowanie, szczególnie w zadaniach analiza sieci i monitorowanie ruchuPonieważ powtarzają wszystko wszystkim, bardzo łatwo jest podłączyć narzędzie diagnostyczne i sprawdzić, co krąży w sieci, wykryć błędy lub zbadać zachowanie określonych urządzeń.

Wraz z pojawieniem się niedrogich przełączników, hub stał się praktycznie zbędny w nowoczesnych sieciach, ponieważ Oferuje niższą wydajność, efektywność i zerową inteligencję. w porównaniu do korzyści, jakie daje przełącznik w takim samym scenariuszu.

Różnice między przełącznikiem a routerem

Pierwszą zasadniczą różnicą jest główna funkcja każdego urządzenia w sieciPrzełącznik odpowiada za łączenie ze sobą urządzeń w obrębie tej samej sieci lokalnej, natomiast router łączy ze sobą różne sieci (na przykład Twoją sieć LAN z Internetem lub z inną odległą siecią LAN).

Po drugie, musimy przyjrzeć się Warstwa modelu OSI, nad którą pracująPrzełącznik działa przede wszystkim na warstwie łącza danych (warstwa 2), a w niektórych zaawansowanych modelach także na warstwie 3. Router natomiast działa na warstwie sieciowej (warstwa 3) i dzięki integracji portów fizycznych i dodatkowych funkcji ma kontakt zarówno z warstwą fizyczną, jak i łącza.

Inna kluczowa różnica polega na tym, że jak podejmują decyzje dotyczące wysyłania danychPrzełącznik wykorzystuje adresy MAC do określenia portu, przez który ma przekierować każdą ramkę, tworząc logiczne obwody między nadawcą a odbiorcą. Router natomiast opiera się na adresach IP i swoich tablicach routingu, aby zdecydować, którą ścieżką powinien podążać każdy pakiet, aby dotrzeć do innej sieci.

Zmienia się również rodzaj obsługiwanego przez każdy z nich ruchu. Przełącznik Koncentruje się na ruchu wewnętrznym sieci lokalnejŁączenie komputerów, drukarek i serwerów umożliwia im współdzielenie zasobów. Router z kolei zarządza ruchem między różnymi sieciami, komunikuje się z innymi routerami i wybiera najefektywniejszą trasę przesyłu danych do sieci zewnętrznych.

Wreszcie istnieją istotne różnice dotyczące bezpieczeństwo i dodatkowe funkcjePrzełącznik, z wyjątkiem modeli zarządzanych z zaawansowanymi opcjami, pełni dość neutralną rolę: po prostu przełącza ramki w sieci LAN. Router natomiast zazwyczaj integruje zapory sieciowe, NAT, filtrowanie pakietów, kontrolę priorytetów ruchu i inne mechanizmy, które chronią sieć i optymalizują połączenie z siecią zewnętrzną.

Różnice między routerem a przełącznikiem pod względem możliwości połączenia

Jeśli spojrzysz na typowy router domowy, zobaczysz, że zawiera on kilka portów Ethernet LAN. Oznacza to, że oprócz routingu, Może również pełnić rolę małego zintegrowanego przełącznikaumożliwiając podłączenie wielu urządzeń za pomocą kabla, bez konieczności używania dodatkowego sprzętu.

Przełącznik natomiast jest używany głównie do rozszerzyć liczbę dostępnych portów na routerze lub modemieInnymi słowy, gdy liczba portów LAN routera jest niewystarczająca, można podłączyć przełącznik do jednego z nich i uzyskać dodatkowy zestaw portów do podłączenia większej liczby komputerów, drukarek sieciowych, kamer IP itp.

Chociaż przełączniki są ograniczone do sieci lokalnej, routery mają możliwość tworzyć sieci lokalne i nawiązywać komunikację z sieciami zewnętrznymiOdpowiada za umożliwienie komunikacji Twojej sieci prywatnej z Internetem, a także może łączyć ze sobą kilka wewnętrznych podsieci, jeśli wymaga tego Twoje środowisko.

W domach i małych biurach typowa konfiguracja składa się z pojedynczego routera pełniącego funkcję bramy oraz, w razie potrzeby, jednego lub więcej przełączników, które zwiększają przepustowość sieci LAN. Router pozostaje centralnym punktem dostępu do Internetu., podczas gdy przełączniki odpowiadają za rozdzielanie połączeń pomiędzy różnymi stacjami roboczymi.

W większych środowiskach korporacyjnych projekt może być bardziej złożony, z wieloma przełącznikami dostępowymi, przełącznikami dystrybucyjnymi i jednym lub większą liczbą routerów łączących wszystko to z innymi lokalizacjami lub siecią dostawcy, ale logika funkcji pozostaje taka sama: Przełączniki przełączają się w obrębie sieci, routery kierują ruchem między sieciami..

Router ze zintegrowanym modemem, router autonomiczny i podwójny NAT

Wiele urządzeń instalowanych przez dostawcę Internetu to w rzeczywistości urządzenia hybrydowe, Łączą w sobie modem i router w jednej obudowie.Innymi słowy: komunikują się z siecią dostawcy usług internetowych i jednocześnie tworzą i zarządzają Twoją siecią lokalną z portami WiFi i Ethernet.

Inne konfiguracje wykorzystują „czysty” modem podłączony do oddzielnego, neutralnego routera. W takim przypadku modem jest odpowiedzialny wyłącznie za przetłumaczyć sygnał sieciowy operatora i zapewniają połączenie z routerem, który zarządza wewnętrznymi adresami IP, zaporą sieciową, siecią Wi-Fi itp. Ta opcja zazwyczaj zapewnia większą swobodę konfiguracji i lepszą wydajność.

Gdy z powodu braku wiedzy dwa routery są połączone kaskadowo bez prawidłowego dostosowania konfiguracji, może to spowodować tzw. podwójny NATInnymi słowy, każdy router samodzielnie wykonuje translację adresów IP, tworząc dwie warstwy translacji adresów IP jedna na drugiej. Może to powodować problemy z otwartymi portami, grami online lub usługami wymagającymi połączeń przychodzących.

Niektóre routery kablowe posiadają również funkcję Punkt połączenia internetowego (router modemu kablowego)Jeszcze bardziej ujednolicają system: obsługują połączenie z dostawcą, dystrybuują wewnętrzne adresy IP, działają jako przełącznik i zapewniają Wi-Fi – wszystko w jednym. Są praktyczne, ale czasami ograniczają zaawansowanego użytkownika, który chce mieć szczegółową kontrolę nad siecią.

W każdym razie ważne jest zrozumienie, że modem Zajmuje się siecią ISP i warstwą dostępu fizycznego.Router zarządza przepływem danych między siecią a resztą świata. Wybór dobrego routera lub prawidłowa konfiguracja posiadanego może znacząco wpłynąć na stabilność, bezpieczeństwo i wydajność.

Różnice między koncentratorem, przełącznikiem i routerem

Jeżeli umieścimy obok siebie koncentrator, przełącznik i router, zobaczymy, że chociaż mogą mieć podobne złącza, Ich funkcje w sieci są zupełnie różnePierwsze dwa skupiają się na sieciach lokalnych, trzeci zaś łączy ze sobą różne sieci i zapewnia o wiele więcej opcji kontroli.

Najprostsza ze wszystkich opcji to: Odbiera ramki i przesyła je bez rozróżnienia przez wszystkie porty.Nie rozumie adresów MAC ani IP; replikuje jedynie to, co otrzymuje. To sprawia, że ​​jest łatwy w użyciu, ale nieefektywny, generując dużo niepotrzebnego ruchu i ograniczając wydajność, gdy komunikuje się wiele urządzeń.

Przełącznik jest „mądrzejszym bratem”: Uczy się adresu MAC na każdym porcie i wysyła ramki tylko do właściwego miejsca docelowego.Dzięki tej podstawowej inteligencji zmniejsza się ruch rozgłoszeniowy, poprawia się wykorzystanie przepustowości i umożliwia prowadzenie wielu konwersacji równolegle w obrębie sieci.

Router robi kolejny krok naprzód: Pełni podobne funkcje jak przełącznik w sieci LAN. (ponieważ zazwyczaj integruje jeden) i dodatkowo odpowiada za kierowanie pakietów do innych sieci, zwłaszcza do Internetu. Dodaje funkcje bezpieczeństwa, zarządzanie adresami IP, priorytetyzację ruchu i inne narzędzia, które czynią go kluczowym elementem sieci.

Jeśli chodzi o rodzaj przetwarzanych danych, koncentratory i przełączniki współpracują z: ramki warstwy 2Router zarządza pakietami IP na warstwie 3. Koncentratory wysyłają te ramki do wszystkich podłączonych urządzeń, przełączniki tylko do urządzenia docelowego, a router przekierowuje je między różnymi sieciami w zależności od docelowego adresu IP.

Typowe scenariusze wykorzystania modemów, routerów, przełączników i koncentratorów

W typowych sieciach domowych absolutnym protagonistą jest router (zwykle z wbudowanym modemem), który Umożliwia pracę w sieci lokalnej i dostęp do Internetu bez komplikowania sobie życiaOperator zainstaluje i skonfiguruje urządzenie dla Ciebie, a Ty poza zmianą hasła do sieci WiFi nie będziesz musiał robić wiele więcej.

Przełączniki zaczynają zyskiwać na znaczeniu w sieci średniej wielkości i biura ze znaczną liczbą stanowisk roboczychSłużą do łączenia dużej liczby komputerów, drukarek, telefonów IP i innych urządzeń z serwerami lub głównym routerem. W takich środowiskach wydajność przełącznika i jego zdolność do obsługi jednoczesnego ruchu ma kluczowe znaczenie.

Routery są używane na wszystkich skalach: od routera domowego po routery szkieletowe, łączyć duże sieci na poziomie dostawcyW sieciach bezprzewodowych odpowiadają również za połączenie punktów dostępu WiFi z resztą infrastruktury oraz z łączem internetowym.

Piasty, choć obecnie mniej powszechne, nadal mogą występować w bardzo małe sieci, stare środowiska przemysłowe lub laboratoria gdzie celem jest łatwe przechwytywanie i analizowanie całego ruchu. Mimo to, w większości przypadków zostały one zastąpione przełącznikami, które oferują znacznie lepszą wydajność w podobnej cenie.

Wybierając urządzenie, którego potrzebujesz, warto wziąć pod uwagę rozmiar sieci, wymagania dotyczące wydajności i pożądane funkcjeW przypadku prostej sieci domowej dobry router (zazwyczaj ten dostarczony przez dostawcę internetu) może być wystarczający. Jeśli potrzebujesz więcej portów lub większej kontroli, dodanie przełącznika zarządzanego lub routera innej firmy może być bardzo dobrym rozwiązaniem.

Krótko mówiąc, zrozumienie, w jaki sposób modem, router, przełącznik i obecnie niemal historyczny hub dzielą pracę, pozwala budować bardziej stabilne, bezpieczne i łatwiejsze do rozbudowy sieciUnikaj problematycznych konfiguracji, np. podwójnego NAT-u, i wykorzystaj w pełni połączenie, za które płacisz swojemu dostawcy Internetu.