Сравнение устройств — свитч, роутер и хаб – в чем разница и как они работают?

Свитч, роутер и хаб – это ключевые устройства в современных компьютерных сетях, но каждое из них выполняет свои уникальные функции. Отличить эти устройства друг от друга может быть сложно, но понимание их особенностей позволяет оптимально настроить сеть и повысить ее эффективность.

Свитч и хаб относятся к устройствам, которые используются для соединения нескольких устройств в локальной сети. Однако, в отличие от хаба, свитч способен анализировать и пересылать данные только на нужное устройство, что делает передачу информации более эффективной.

Роутер же является устройством, которое обеспечивает соединение между различными сетями, например, между локальной сетью и интернетом. Он принимает данные от различных устройств в сети и перенаправляет их по оптимальному пути к месту назначения.

Чем отличается свитч от роутера и хаба?

• Хаб: устаревшее устройство, которое просто повторяет сигналы на все порты, не имеет интеллектуальных функций, работает на физическом уровне сети.
• Свитч: более современное устройство, которое имеет возможность изучать адреса MAC устройств в сети и направлять данные только на нужный порт, что улучшает производительность сети.
• Роутер: устройство, работающее на более высоком уровне (сетевом и транспортном), способное принимать решения о направлении пакетов данных между различными сетями.

Таким образом, хаб просто повторяет сигналы, свитч умеет направлять данные на нужный порт, а роутер способен принимать сложные решения о маршрутизации данных.

Основные характеристики свитча

• Много портов для подключения устройств в локальной сети.
• Осуществляет коммутацию кадров на уровне канала передачи данных (Data Link Layer).
• Работает на основе MAC-адресов устройств.
• Лучше обрабатывает трафик внутри сегмента сети.
• Повышает скорость передачи данных в локальной сети.

Работа на канальном уровне

Свитч: на канальном уровне свитч работает на основе MAC-адресов. Он изучает и запоминает MAC-адреса устройств, подключенных к портам, и пересылает кадры только тем устройствам, для которых они предназначены. Это позволяет повысить производительность и уменьшить поток лишних данных в сети.

Роутер: на канальном уровне роутер играет роль фильтра для сетевых данных. Он проверяет MAC-адреса и принимает решения о пересылке данных на основе IP-адресов. Роутер определяет маршрут, по которому будут переданы данные, и обеспечивает связь между разными сегментами сети.

Хаб: на канальном уровне хаб просто повторяет сигналы, полученные с одного порта, на все другие порты. Это означает, что все устройства, подключенные к хабу, видят все передаваемые данные, даже если они не предназначены для них. Это может привести к перегрузке сети и ухудшению производительности.

Уникальные особенности роутера

Умение фильтровать трафик	Роутер может применять фильтры для управления трафиком, блокирования определенных портов или протоколов, а также для обеспечения безопасности сети.
Наличие NAT	Роутер может выполнять преобразование сетевых адресов (NAT), позволяя скрыть внутренние IP-адреса от внешней сети и обеспечивая безопасность внутренних устройств.
Возможность создания виртуальных сетей	Роутер поддерживает создание виртуальных локальных сетей (VLAN), что позволяет разделять сеть на логические сегменты с разными уровнями доступа и безопасности.

Маршрутизация и пересылка данных

В процессе маршрутизации данные могут преобразовываться, проверятся на наличие ошибок, конвертироваться для совместимости различных сетей. Роутер принимает решение о перенаправлении пакета данных в зависимости от информации о сетях и правилах маршрутизации, которые предопределены настройками устройства.

Роутеры	Свитчи	Хабы
Основная функция — маршрутизация данных	Основная функция — коммутация каналов	Простое устройство, просто усиливает сигнал
Анализирует IP-адреса и маршрутизирует данные	Перенаправляет кадры внутри одной сети	Отправляет данные всем устройствам в сети

Основная функция хаба в сети

Особенности хаба: хаб работает на физическом уровне OSI модели и не имеет возможности определять адреса устройств; хаб увеличивает коллизии на сети из-за того, что передает данные всем устройствам без учета назначения.

Хабы часто используются в простых сетях, где требуется простое и недорогое решение для объединения нескольких компьютеров в локальную сеть.

Распределение сигнала без учета адресации

Свитч: Анализирует адреса пакетов и маршрутизирует их только к нужному получателю, что помогает снизить загруженность сети и сделать передачу данных более эффективной.

Роутер: Принимает данные, анализирует адреса и выбирает оптимальный маршрут для передачи пакета к его адресату в другой сети.

Видео:

Hub (концентратор) Switch (коммутатор). Отличия. Особенность работы ARP протокола. Курс Cisco.