¿Cuál es la diferencia entre un enrutador y un conmutador y cuál es mejor para la red doméstica?
Muchas personas se preguntan qué son los conmutadores, concentradores y enrutadores, cuáles son sus funciones y cuáles son las diferencias. El autor responderá brevemente a estas preguntas.
En primer lugar, hablemos de HUB, que es el centro. Su función puede entenderse simplemente como conectar algunas máquinas para formar una red de área local. Un conmutador (también conocido como concentrador de conmutación) funciona aproximadamente de la misma manera que un concentrador. Sin embargo, existen diferencias en el rendimiento entre los dos: el concentrador adopta un método de trabajo de ancho de banda compartido, mientras que el conmutador adopta un ancho de banda exclusivo. De esta forma, cuando haya muchas máquinas o una gran cantidad de datos, ambas cosas serán más evidentes. El enrutador es obviamente diferente de los dos anteriores. Su función es conectar diferentes segmentos de la red y encontrar la ruta más adecuada para la transmisión de datos en la red. Se puede decir que en circunstancias normales, los usuarios individuales tienen poca demanda. Los enrutadores vienen después de los conmutadores, al igual que los conmutadores vienen después de los concentradores, por lo que los enrutadores y los conmutadores también están relacionados entre sí y no son dos dispositivos completamente independientes. Los enrutadores superan principalmente las deficiencias de los conmutadores que no pueden enrutar ni reenviar paquetes de datos.
En general, las principales diferencias entre enrutadores y conmutadores se reflejan en los siguientes aspectos:
(1) Diferentes niveles de trabajo
El conmutador original funciona. en la capa de enlace de datos de la arquitectura abierta OSI/RM, que es la segunda capa, y el enrutador fue diseñado para funcionar en la capa de red del modelo OSI desde el principio. Dado que el conmutador funciona en la segunda capa de OSI (capa de enlace de datos), su principio de funcionamiento es relativamente simple, mientras que el enrutador funciona en la tercera capa de OSI (capa de red) y puede obtener más información de protocolo, y el enrutador puede hacer Decisiones de reenvío más inteligentes.
(2) El reenvío de datos se basa en diferentes objetos.
El conmutador utiliza la dirección física o dirección MAC para determinar la dirección de destino de los datos reenviados. El enrutador utiliza los números de identificación (es decir, direcciones IP) de diferentes redes para determinar la dirección para el reenvío de datos. Las direcciones IP se implementan en software y describen la red donde se encuentra el dispositivo. A veces, estas direcciones de tercera capa también se denominan direcciones de protocolo o direcciones de red. La dirección MAC generalmente viene con el hardware y la asigna el fabricante de la tarjeta de red. Se ha solidificado en la tarjeta de red y generalmente no se puede cambiar. Las direcciones IP generalmente las asigna automáticamente el administrador de la red o el sistema.
(3) Los conmutadores tradicionales solo pueden dividir dominios de colisión, no dominios de transmisión; los enrutadores pueden dividir dominios de transmisión.
Los segmentos de red conectados por conmutadores todavía pertenecen al mismo dominio de transmisión. se propaga en todos los segmentos de la red a los que está conectado el conmutador, provocando congestión del tráfico y violaciones de seguridad en algunos casos. Los segmentos de red conectados al enrutador se asignarán a diferentes dominios de transmisión y los datos de transmisión no pasarán a través del enrutador. Aunque los conmutadores de la tercera capa y superiores tienen funciones VLAN y también pueden dividir dominios de transmisión, la comunicación entre dominios de subdifusión no se puede comunicar y la comunicación entre ellos aún requiere enrutadores.
(4) El enrutador proporciona un servicio de firewall.
El enrutador solo reenvía paquetes de datos con direcciones específicas y no transmite paquetes de datos que no admiten protocolos de enrutamiento ni datos de red de destino desconocidos. paquetes, evitando así tormentas de transmisión.
Los conmutadores se utilizan generalmente para conexiones LAN-WAN. Los conmutadores se clasifican como puentes y son dispositivos en la capa de enlace de datos. Algunos conmutadores también pueden implementar conmutación de tercera capa. Los enrutadores se utilizan para conexiones WAN-WAN. Pueden reenviar paquetes entre redes heterogéneas y actuar en la capa de red. Simplemente aceptan paquetes de entrada de una línea y los reenvían a otra línea. Las dos líneas pueden pertenecer a redes diferentes y utilizar protocolos diferentes. En comparación, los enrutadores son más potentes que los conmutadores, pero son relativamente lentos y costosos. Los conmutadores de capa 3 tienen tanto la capacidad de reenvío de paquetes a velocidad de línea de los conmutadores como las buenas funciones de control de los enrutadores, por lo que se utilizan ampliamente.
Actualmente, el método de acceso a banda ancha más popular para particulares es el ADSL, por lo que explicaré brevemente el acceso ADSL. La mayoría de los gatos ADSL adquiridos ahora tienen funciones de enrutamiento (los fabricantes a menudo bloquean la función de enrutamiento al salir de fábrica, porque la mayoría de las instalaciones de telecomunicaciones no habilitan la función de enrutamiento, habiliten DHCP. Active la función de enrutamiento ADSL), si un individuo accede a Internet o una pequeña cantidad de computadoras se pueden conectar a través del propio ADSL. Si hay más computadoras, solo necesita comprar uno o más concentradores o conmutadores.
Teniendo en cuenta que la diferencia de precio entre concentradores y conmutadores es muy pequeña hoy en día, compre un conmutador sin ningún motivo especial. No es necesario perseguir precios altos, porque hoy en día la homogeneidad del producto es muy grave y mi interruptor más barato ahora no tiene problemas. Para darle una cotización de referencia, le sugiero que compre un modelo de 8 puertos para satisfacer las necesidades de expansión. El precio general es de unos 100 yuanes. Simplemente conecte el conmutador y conecte todas las computadoras al conmutador. Lo único que queda por hacer es conectar los cables de red de cada máquina a la interfaz del conmutador y conectar el cable de red del gato a la interfaz de enlace ascendente. Luego configure la función de enrutamiento, DHCP, etc., y podrá disfrutar de Internet.
Después de leer la explicación anterior, los lectores deberían tener cierta comprensión de los conmutadores, concentradores y enrutadores. El uso actual se basa principalmente en la combinación de conmutadores y enrutadores. El método de combinación específico puede basarse en lo específico. condiciones de la red y necesidades a determinar.
La diferencia entre conmutadores y enrutadores
Las redes informáticas suelen estar conectadas mediante muchos tipos diferentes de interconexiones de red. Si varias redes informáticas sólo están conectadas físicamente entre sí y no pueden comunicarse entre sí, esta "interconexión" no tiene importancia práctica. Por lo tanto, cuando se habla de "interconexión", se suele dar a entender que estas computadoras interconectadas pueden comunicarse, es decir, funcional y lógicamente, estas redes de computadoras han formado una gran red de computadoras, o se llama Internet, y también puede serlo. denominado Internet o Internet.
Para conectar redes entre sí se utilizan algunos dispositivos intermedios (o sistemas intermedios), en la terminología ISO se denominan sistemas de retransmisión. Según el nivel del sistema de retransmisión, pueden existir los siguientes cinco tipos de sistemas de retransmisión:
1. Sistema de retransmisión de capa física (a menudo llamada primera capa, capa L1), es decir, repetidor (repetidor). ).
2. Capa de enlace de datos (es decir, segunda capa, capa L2), es decir, puente o puente de red.
3. Sistema de retransmisión de la capa de red (tercera capa, capa L3), es decir, enrutador.
4. Una mezcla de puente y enrutador. Un puente (brouter) tiene las funciones de puente y enrutador.
5. El sistema de retransmisión por encima de la capa de red, es decir, la puerta de enlace.
Cuando el sistema de retransmisión es un repetidor, generalmente no se denomina interconexión de red, porque es simplemente. a Expande una red, pero sigue siendo una red. Actualmente, las puertas de enlace de alto nivel se utilizan menos debido a su complejidad. Por lo tanto, cuando se habla de interconexión de redes, generalmente se hace referencia a redes interconectadas por conmutadores y enrutadores. Este artículo explica principalmente conmutadores y enrutadores y sus diferencias.
2 Conmutadores y enrutadores
"Conmutación" es la palabra que aparece con mayor frecuencia en la red actual, desde puentes hasta enrutamiento, cajeros automáticos y sistemas telefónicos, y puede usarse en cualquier situación. Parafraseando, no está claro cuál es el verdadero intercambio. De hecho, la palabra conmutación apareció por primera vez en el sistema telefónico, refiriéndose concretamente al intercambio de señales de voz entre dos teléfonos diferentes. El equipo que completa esta labor es un conmutador telefónico. Entonces, desde el punto de vista original, la conmutación es solo un concepto técnico, que consiste en completar el reenvío de señales desde la entrada del dispositivo hasta la salida. Por lo tanto, cualquier dispositivo que sea y cumpla con esta definición puede denominarse dispositivo de conmutación. Se puede ver que "conmutación" es una palabra con un significado amplio. Cuando se usa para describir la segunda capa de equipos de red de datos, en realidad se refiere a un dispositivo puente. Dispositivo de red, también se refiere a un dispositivo de enrutamiento.
El conmutador Ethernet del que hablamos a menudo es en realidad un dispositivo de red de capa 2 multipuerto basado en tecnología de puente que proporciona baja latencia para reenviar tramas de datos de un puerto a otro, rutas de bajo costo. .
Se puede ver que debe haber una matriz de conmutación en el núcleo del conmutador para proporcionar una ruta para la comunicación entre dos puertos cualesquiera, o un bus de conmutación rápido para que las tramas de datos recibidas por cualquier puerto puedan ser transmitido desde otros puertos. En los equipos reales, las funciones de la matriz de conmutación suelen ser completadas por chips especializados (ASIC).
Además, existe una suposición importante en la filosofía de diseño de los conmutadores Ethernet, es decir, la velocidad del núcleo de conmutación es tan rápida que el gran flujo de datos habitual no causará congestión. En otras palabras, la capacidad de conmutación es relativa. la cantidad de información transmitida. E infinito (por el contrario, los conmutadores ATM están diseñados con la idea de que la capacidad de conmutación está limitada en relación con la cantidad de información transmitida).
Aunque los conmutadores Ethernet de Capa 2 se desarrollan en base a puentes multipuerto, la conmutación tiene características más ricas después de todo, lo que la convierte no solo en la mejor manera de obtener más ancho de banda, sino también en que la red sea más fácil de administrar.
Un enrutador es un dispositivo de conmutación de paquetes (o dispositivo de retransmisión de capa de red) en la capa de red del modelo de protocolo OSI. La función básica de un enrutador es transmitir datos (paquetes IP) a la red correcta. incluyendo:
1. Reenvío de datagramas IP, incluido el enrutamiento y transmisión de datagramas;
2. Aislamiento de subred para suprimir tormentas de transmisión.
3. e intercambiar información de enrutamiento con otros enrutadores, que es la base para el reenvío de paquetes IP.
4. Manejo de errores y control de congestión simple de datagramas IP;
5. Implementar filtrado y contabilidad de datagramas IP.
Para redes de diferentes tamaños, el papel de los routers tiene diferentes enfoques.
En la red troncal, la función principal del router es la selección de enrutamiento. Los enrutadores de la red troncal deben conocer las rutas a todas las redes de capa inferior. Esto requiere mantener grandes tablas de enrutamiento y reaccionar lo más rápido posible a los cambios en el estado de la conexión. La falla del enrutador causará graves problemas de transmisión de información.
En la red regional, la función principal del enrutador es la conexión de red y la selección de enrutamiento, es decir, conectar las distintas unidades de red de nivel inferior: la red del campus, y también es responsable del reenvío de datos entre niveles inferiores. -Redes de nivel.
En la red del campus, la función principal de los enrutadores es separar subredes. Una de las primeras infraestructuras de Internet fue la red de área local (LAN), en la que todos los hosts estaban en la misma red lógica. A medida que la escala de la red continúa expandiéndose, la red de área local ha evolucionado hasta convertirse en una red de campus compuesta por múltiples subredes conectadas por enrutadores y troncales de alta velocidad. Entre ellas, las subredes son lógicamente independientes y el enrutador es el único dispositivo que puede separarlas. Es responsable del reenvío de paquetes y el aislamiento de transmisión entre subredes, y el enrutador en el borde es responsable de la conexión con la red de capa superior. .
3 La diferencia entre conmutadores y enrutadores de Capa 2
Los conmutadores tradicionales evolucionaron a partir de puentes y pertenecen a la segunda capa de OSI, el dispositivo de capa de enlace de datos. Se dirige según la dirección MAC y selecciona el enrutamiento a través de la tabla de estaciones. El establecimiento y mantenimiento de la tabla de estaciones lo realiza automáticamente el conmutador. El enrutador pertenece a la tercera capa de OSI, que es el dispositivo de la capa de red. Se direcciona según la dirección IP y se genera a través del protocolo de enrutamiento de la tabla de enrutamiento. La mayor ventaja de un conmutador es su velocidad. Dado que el conmutador solo necesita identificar la dirección MAC en la trama y generar y seleccionar directamente el puerto de reenvío en función de la dirección MAC, el algoritmo es simple y fácil de implementar mediante ASIC, por lo que el La velocidad de reenvío es extremadamente alta. Pero el mecanismo de funcionamiento del interruptor también trae algunos problemas.
1. Bucle: De acuerdo con el algoritmo de aprendizaje de direcciones de conmutador y establecimiento de tabla de estaciones, no se permiten bucles entre conmutadores. Una vez que existe un bucle, se debe iniciar el algoritmo de árbol de expansión para bloquear el puerto donde se produce el bucle. El protocolo de enrutamiento del enrutador no tiene este problema. Puede haber múltiples rutas entre enrutadores para equilibrar la carga y mejorar la confiabilidad.
2. Concentración de carga: solo hay una ruta entre los conmutadores, por lo que la información se concentra en un enlace de comunicación y no se puede asignar dinámicamente para equilibrar la carga. El algoritmo del protocolo de enrutamiento del enrutador puede evitar esto. El algoritmo del protocolo de enrutamiento OSPF no solo puede generar múltiples rutas, sino también seleccionar diferentes rutas óptimas para diferentes aplicaciones de red.
3. Control de transmisión: el conmutador solo puede reducir el dominio de colisión, pero no el dominio de transmisión. Toda la red conmutada es un gran dominio de difusión y los mensajes de difusión se encuentran dispersos por toda la red conmutada. El enrutador puede aislar el dominio de transmisión y los mensajes de transmisión no pueden continuar transmitiéndose a través del enrutador.
4. Subredes: el conmutador solo puede reconocer la dirección MAC. La dirección MAC es una dirección física y utiliza una estructura de dirección plana, por lo que las subredes no se pueden dividir según la dirección MAC.
El enrutador reconoce la dirección IP. La dirección IP la asigna el administrador de la red. Es una dirección lógica y la dirección IP tiene una estructura jerárquica. Se divide en un número de red y un número de host. dividir subredes La función principal del enrutador es conectarse a diferentes redes.
5. Problema de confidencialidad: aunque los conmutadores también pueden filtrar tramas según la dirección MAC de origen, la dirección MAC de destino y otros contenidos de la trama, los enrutadores filtran tramas según la dirección IP de origen, la dirección IP de destino y TCP. La dirección del puerto y otros contenidos se utilizan para filtrar paquetes, lo que lo hace más intuitivo y conveniente.
6. Relacionado con los medios: como dispositivo puente, el conmutador también puede completar la conversión entre diferentes capas de enlace y capas físicas. Sin embargo, este proceso de conversión es complicado y no es adecuado para la implementación de ASIC, lo que inevitablemente reducirá. la velocidad de avance del conmutador. Por lo tanto, los conmutadores actuales completan principalmente la interconexión de red de medios físicos y protocolos de enlace iguales o similares, y no se utilizan para interconectar redes con medios físicos y protocolos de capa de enlace muy diferentes. El enrutador es diferente. Se utiliza principalmente para la interconexión entre diferentes redes, por lo que puede conectar redes con diferentes medios físicos, protocolos de capa de enlace y protocolos de capa de red. Aunque los enrutadores tienen ventajas en cuanto a funcionalidad, son caros y tienen bajas velocidades de reenvío de paquetes.
En los últimos años, los conmutadores han realizado muchas mejoras para mejorar el rendimiento, las más destacadas son las redes virtuales y la conmutación de capa 3.
Dividir subredes puede reducir el dominio de transmisión y reducir el impacto de las tormentas de transmisión en la red. Cada interfaz del enrutador está conectada a una subred y los mensajes de transmisión no se pueden transmitir a través del enrutador. Las subredes conectadas a diferentes interfaces del enrutador pertenecen a diferentes subredes y el rango de subred está dividido físicamente por el enrutador. Para los conmutadores, cada puerto corresponde a un segmento de red. Dado que una subred se compone de varios segmentos de red, las subredes se pueden dividir lógicamente combinando los puertos del conmutador. Los mensajes de difusión solo se pueden transmitir dentro de una subred y no se pueden difundir a otras subredes. Al dividir razonablemente las subredes lógicas, se logra el propósito de controlar las transmisiones. Dado que las subredes lógicas son cualquier combinación de puertos de conmutador y no tienen correlación física, se denominan subredes virtuales o redes virtuales. La tecnología de red virtual resuelve el problema de aislamiento de los paquetes de transmisión sin usar enrutadores, y los segmentos de red en la red virtual no tienen nada que ver con sus ubicaciones físicas, es decir, los segmentos de red adyacentes pueden pertenecer a diferentes redes virtuales y dos segmentos de red lo son. dos segmentos de red que están muy separados pueden pertenecer a la misma red virtual. Los terminales de diferentes redes virtuales no pueden comunicarse entre sí, lo que mejora el control de acceso a los datos dentro de la red.
Los conmutadores y los enrutadores son contradictorios en cuanto a rendimiento y función. Los conmutadores tienen una velocidad de conmutación rápida pero una función de control débil. Los enrutadores tienen un rendimiento de control fuerte pero una velocidad de reenvío de paquetes lenta. La tecnología que resuelve esta contradicción es la conmutación de tres capas, que tiene tanto la capacidad de reenvío de paquetes a velocidad de cable del conmutador como las buenas funciones de control del enrutador.
4 La diferencia entre conmutadores y enrutadores de Capa 3
Antes de la aparición de la tecnología de conmutación de Capa 3, casi no había necesidad de distinguir los dispositivos funcionales de enrutamiento de los enrutadores. Eran exactamente iguales. .: Proporcionar funciones de enrutamiento es trabajo de los enrutadores; sin embargo, los conmutadores de capa 3 ahora son completamente capaces de realizar la mayoría de las funciones de los enrutadores tradicionales. Como dispositivo de interconexión de red, los conmutadores de Capa 3 tienen las siguientes características:
1. Flujos comerciales directos basados en direcciones de Capa 3
2. p>3. Puede completar servicios especiales, como filtrado de paquetes o autenticación;
4.
Los conmutadores de capa 3 tienen las siguientes ventajas en comparación con los enrutadores tradicionales:
1. El ancho de banda de transmisión entre subredes se puede asignar arbitrariamente: cada interfaz de un enrutador tradicional está conectada a una subred, y la subred. La velocidad de transmisión a través del enrutador está limitada por el ancho de banda de la interfaz. El conmutador de Capa 3 es diferente. Puede definir múltiples puertos en una red virtual y utilizar la red virtual compuesta de múltiples puertos como una interfaz de red virtual. La información en la red virtual se puede enviar al conmutador de Capa 3 a través de los puertos que forman. la red virtual Dado que el número de puertos se puede especificar arbitrariamente, no hay límite para el ancho de banda de transmisión entre subredes.
2. Asignación razonable de recursos de información: dado que no existe diferencia entre la tasa de acceso de los recursos en la subred y la tasa de acceso de los recursos en la red global, tiene poca importancia establecer una cuenta separada. servidor en la subred Al configurar un grupo de servidores en la red global, no solo ahorra costos y asigna racionalmente recursos de información.
3. Reducir costos: los diseños de redes comunes utilizan conmutadores para formar subredes y enrutadores para interconectar subredes.
Actualmente, se utilizan conmutadores de tres capas para el diseño de redes, que no solo pueden dividir subredes virtuales arbitrarias, sino también completar la comunicación entre subredes a través de la función de enrutamiento de tres capas del conmutador, ahorrando así costosos enrutadores.
4. Conexiones flexibles entre conmutadores: Como conmutadores, no se permiten bucles entre ellos, pero como enrutadores, pueden tener múltiples rutas para mejorar la confiabilidad y equilibrar las cargas. Los conmutadores de capa 3 utilizan el algoritmo de árbol de expansión para bloquear los puertos que causan bucles, pero cuando realizan la selección de enrutamiento, aún usan las rutas bloqueadas como rutas opcionales para participar en la selección de enrutamiento.
5 Conclusión
En resumen, los conmutadores se utilizan generalmente para conexiones LAN-WAN. Los conmutadores se clasifican como puentes y son dispositivos en la capa de enlace de datos. Algunos conmutadores también pueden implementar la tercera. conmutación de capa 3. Los enrutadores se utilizan para conexiones WAN-WAN. Pueden reenviar paquetes entre redes heterogéneas y actuar en la capa de red. Simplemente aceptan paquetes de entrada de una línea y los reenvían a otra línea. Las dos líneas pueden pertenecer a redes diferentes y utilizar protocolos diferentes. En comparación, los enrutadores son más potentes que los conmutadores, pero son relativamente lentos y costosos. Los conmutadores de capa 3 tienen tanto la capacidad de reenvío de paquetes a velocidad de línea de los conmutadores como las buenas funciones de control de los enrutadores, por lo que pueden usarse en aplicaciones de transmisión.
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