Что такое маршрутизатор? Устройство, которое получает пакеты трафика

Обновлено: 21.02.2024

Чтобы построить надежную сеть и защитить ее, вам необходимо понимать устройства, входящие в ее состав.

Что такое сетевые устройства?

Сетевые устройства или сетевое оборудование — это физические устройства, необходимые для связи и взаимодействия между оборудованием в компьютерной сети.

Типы сетевых устройств

Вот общий список сетевых устройств:

  • Центр
  • Переключиться
  • Маршрутизатор
  • Мост
  • Шлюз
  • Модем
  • Повторитель
  • Точка доступа

Концентраторы соединяют несколько компьютерных сетевых устройств вместе. Концентратор также действует как повторитель, поскольку он усиливает сигналы, которые ухудшаются после прохождения больших расстояний по соединительным кабелям. Концентратор является самым простым в семействе сетевых устройств, поскольку он соединяет компоненты локальной сети с одинаковыми протоколами.

Концентратор можно использовать как с цифровыми, так и с аналоговыми данными, при условии, что его настройки настроены для подготовки к форматированию входящих данных. Например, если входящие данные имеют цифровой формат, концентратор должен передавать их в виде пакетов; однако, если входящие данные являются аналоговыми, то концентратор передает их в форме сигнала.

Концентраторы не выполняют функции фильтрации или адресации пакетов; они просто отправляют пакеты данных на все подключенные устройства. Концентраторы работают на физическом уровне модели взаимодействия открытых систем (OSI). Существует два типа концентраторов: простые и многопортовые.

Переключить

Коммутаторы обычно играют более интеллектуальную роль, чем концентраторы. Коммутатор — это многопортовое устройство, повышающее эффективность сети. Коммутатор поддерживает ограниченную маршрутную информацию об узлах внутренней сети и позволяет подключаться к таким системам, как концентраторы или маршрутизаторы. Нити локальных сетей обычно подключаются с помощью коммутаторов. Как правило, коммутаторы могут считывать аппаратные адреса входящих пакетов, чтобы передавать их соответствующему адресату.

Использование коммутаторов повышает эффективность сети по сравнению с концентраторами или маршрутизаторами благодаря возможности виртуальных каналов. Коммутаторы также улучшают сетевую безопасность, поскольку виртуальные каналы труднее исследовать с помощью сетевых мониторов. Вы можете думать о коммутаторе как об устройстве, которое сочетает в себе лучшие возможности маршрутизаторов и концентраторов. Коммутатор может работать либо на канальном уровне, либо на сетевом уровне модели OSI. Многоуровневый коммутатор может работать на обоих уровнях, что означает, что он может работать и как коммутатор, и как маршрутизатор. Многоуровневый коммутатор — это высокопроизводительное устройство, поддерживающее те же протоколы маршрутизации, что и маршрутизаторы.

Коммутаторы могут подвергаться распределенным атакам типа "отказ в обслуживании" (DDoS); защита от наводнений используется для предотвращения остановки коммутатора вредоносным трафиком. Безопасность портов коммутатора важна, поэтому обязательно защитите коммутаторы: отключите все неиспользуемые порты и используйте отслеживание DHCP, проверку ARP и фильтрацию MAC-адресов.

Маршрутизатор

Маршрутизаторы помогают передавать пакеты к месту назначения, прокладывая путь через море взаимосвязанных сетевых устройств, использующих различные сетевые топологии. Маршрутизаторы — это интеллектуальные устройства, и они хранят информацию о сетях, к которым они подключены. Большинство маршрутизаторов можно настроить для работы в качестве брандмауэров с фильтрацией пакетов и использования списков контроля доступа (ACL). Маршрутизаторы в сочетании с блоком обслуживания канала/блоком обслуживания данных (CSU/DSU) также используются для перевода из кадрирования LAN в кадрирование WAN. Это необходимо, поскольку локальные и глобальные сети используют разные сетевые протоколы. Такие маршрутизаторы называются граничными маршрутизаторами. Они служат внешним соединением локальной сети с глобальной сетью и работают на границе вашей сети.

Маршрутизатор также используется для разделения внутренних сетей на две или более подсети. Маршрутизаторы также можно внутренне подключать к другим маршрутизаторам, создавая зоны, работающие независимо. Маршрутизаторы устанавливают связь, поддерживая таблицы о пунктах назначения и локальных соединениях. Маршрутизатор содержит информацию о подключенных к нему системах и о том, куда отправлять запросы, если пункт назначения неизвестен. Маршрутизаторы обычно передают маршрутную и другую информацию, используя один из трех стандартных протоколов: протокол маршрутной информации (RIP), протокол пограничного шлюза (BGP) или протокол открытия кратчайшего пути (OSPF).

Маршрутизаторы — это ваша первая линия защиты, и они должны быть настроены так, чтобы пропускать только тот трафик, который разрешен сетевыми администраторами. Сами маршруты могут быть настроены как статические или динамические. Если они статичны, их можно настроить только вручную, и они останутся такими до тех пор, пока не будут изменены. Если они динамические, они узнают о других маршрутизаторах вокруг них и используют информацию об этих маршрутизаторах для построения своих таблиц маршрутизации.

Маршрутизаторы – это устройства общего назначения, которые соединяют две или более разнородных сетей.Обычно они предназначены для компьютеров специального назначения с отдельными входными и выходными сетевыми интерфейсами для каждой подключенной сети. Поскольку маршрутизаторы и шлюзы являются основой больших компьютерных сетей, таких как Интернет, у них есть специальные функции, которые обеспечивают им гибкость и способность справляться с различными схемами сетевой адресации и размерами кадров посредством сегментации больших пакетов на более мелкие пакеты, соответствующие новой сети. компоненты. Каждый интерфейс маршрутизатора имеет собственный модуль протокола разрешения адресов (ARP), собственный адрес локальной сети (адрес сетевой карты) и собственный адрес интернет-протокола (IP). Маршрутизатор с помощью таблицы маршрутизации знает маршруты, по которым пакет может пройти от источника к месту назначения. Таблица маршрутизации, как и в мосте и коммутаторе, динамично растет. При получении пакета маршрутизатор удаляет заголовки и трейлеры пакета и анализирует заголовок IP, определяя адреса источника и получателя и тип данных, а также отмечая время прибытия. Он также обновляет таблицу маршрутизаторов новыми адресами, которых еще нет в таблице. Информация о заголовке IP и времени прибытия вводится в таблицу маршрутизации. Маршрутизаторы обычно работают на сетевом уровне модели OSI.

Мост

Мосты используются для соединения двух или более хостов или сегментов сети вместе. Основная роль мостов в сетевой архитектуре заключается в хранении и пересылке кадров между различными сегментами, которые соединяет мост. Они используют адреса аппаратного управления доступом к среде (MAC) для передачи кадров. Просматривая MAC-адреса устройств, подключенных к каждому сегменту, мосты могут пересылать данные или блокировать их передачу. Мосты также можно использовать для соединения двух физических локальных сетей в более крупную логическую локальную сеть.

Мосты работают только на физическом уровне и уровне канала данных модели OSI. Мосты используются для разделения больших сетей на более мелкие участки, располагаясь между двумя физическими сегментами сети и управляя потоком данных между ними.

Мосты во многом похожи на концентраторы, включая тот факт, что они соединяют компоненты локальной сети с одинаковыми протоколами. Однако мосты фильтруют входящие пакеты данных, известные как кадры, по адресам перед их пересылкой. Поскольку он фильтрует пакеты данных, мост не вносит изменений в формат или содержимое входящих данных. Мост фильтрует и пересылает кадры по сети с помощью таблицы динамического моста. Таблица мостов, которая изначально пуста, содержит адреса LAN для каждого компьютера в LAN и адреса каждого интерфейса моста, который соединяет LAN с другими LAN. Мосты, как и концентраторы, могут быть простыми или многопортовыми.

В последние годы мосты в основном потеряли популярность и были заменены коммутаторами, которые предлагают больше функций. На самом деле коммутаторы иногда называют «многопортовыми мостами» из-за того, как они работают.

Шлюз

Шлюзы обычно работают на транспортном и сеансовом уровнях модели OSI. На транспортном уровне и выше существует множество протоколов и стандартов от разных поставщиков; шлюзы используются для борьбы с ними. Шлюзы обеспечивают преобразование между сетевыми технологиями, такими как Open System Interconnection (OSI) и протокол управления передачей/Интернет-протокол (TCP/IP). По этой причине шлюзы соединяют две или более автономные сети, каждая со своими алгоритмами маршрутизации, протоколами, топологией, службой доменных имен, а также процедурами и политиками сетевого администрирования.

Шлюзы выполняют все функции маршрутизаторов и даже больше. По сути, маршрутизатор с добавленным функционалом трансляции является шлюзом. Функция, выполняющая преобразование между различными сетевыми технологиями, называется преобразователем протоколов.

Модем

Модемы (модуляторы-демодуляторы) используются для передачи цифровых сигналов по аналоговым телефонным линиям. Таким образом, цифровые сигналы преобразуются модемом в аналоговые сигналы различных частот и передаются на модем в месте приема. Принимающий модем выполняет обратное преобразование и предоставляет цифровой выход устройству, подключенному к модему, обычно компьютеру. Цифровые данные обычно передаются на модем или с него по последовательной линии через стандартный промышленный интерфейс RS-232. Многие телефонные компании предлагают услуги DSL, а многие кабельные операторы используют модемы в качестве оконечных терминалов для идентификации и распознавания домашних и личных пользователей. Модемы работают как на физическом уровне, так и на канальном уровне.

Повторитель

Ретранслятор – это электронное устройство, усиливающее принимаемый сигнал. Вы можете думать о повторителе как об устройстве, которое принимает сигнал и ретранслирует его на более высоком уровне или с большей мощностью, так что сигнал может покрывать большие расстояния, более 100 метров для стандартных кабелей LAN. Повторители работают на физическом уровне.

Точка доступа

Хотя точка доступа (AP) технически может включать проводное или беспроводное соединение, обычно это беспроводное устройство. Точка доступа работает на втором уровне OSI, уровне канала передачи данных, и может работать либо как мост, соединяющий стандартную проводную сеть с беспроводными устройствами, либо как маршрутизатор, передающий данные от одной точки доступа к другой.

Точки беспроводного доступа (WAP) состоят из передатчика и приемника (приемопередатчика), используемых для создания беспроводной локальной сети (WLAN). Точки доступа обычно представляют собой отдельные сетевые устройства со встроенной антенной, передатчиком и адаптером. Точки доступа используют сетевой режим беспроводной инфраструктуры для обеспечения точки соединения между WLAN и проводной локальной сетью Ethernet. У них также есть несколько портов, что дает вам возможность расширить сеть для поддержки дополнительных клиентов. В зависимости от размера сети для обеспечения полного покрытия может потребоваться одна или несколько точек доступа. Дополнительные точки доступа используются для обеспечения доступа к большему количеству беспроводных клиентов и расширения диапазона беспроводной сети. Каждая точка доступа ограничена своим диапазоном передачи — расстоянием, на котором клиент может находиться от точки доступа, при этом получая пригодную для использования скорость обработки сигнала и данных. Фактическое расстояние зависит от стандарта беспроводной связи, препятствий и условий окружающей среды между клиентом и точкой доступа. Точки доступа более высокого класса оснащены мощными антеннами, что позволяет им увеличить дальность распространения беспроводного сигнала.

Точки доступа также могут предоставлять множество портов, которые можно использовать для увеличения размера сети, возможностей брандмауэра и службы протокола динамической конфигурации хоста (DHCP). Таким образом, мы получаем точки доступа, которые являются коммутатором, DHCP-сервером, маршрутизатором и брандмауэром.

Для подключения к беспроводной точке доступа вам потребуется имя идентификатора набора услуг (SSID). Беспроводные сети 802.11 используют SSID для идентификации всех систем, принадлежащих к одной сети, и клиентские станции должны быть настроены с использованием SSID для аутентификации в точке доступа. Точка доступа может транслировать SSID, позволяя всем беспроводным клиентам в зоне видеть SSID точки доступа. Однако из соображений безопасности точки доступа можно настроить так, чтобы они не транслировали SSID, а это означает, что администратору необходимо предоставить клиентским системам SSID, а не разрешить его автоматическое обнаружение. Беспроводные устройства поставляются с SSID по умолчанию, настройками безопасности, каналами, паролями и именами пользователей. Из соображений безопасности настоятельно рекомендуется как можно скорее изменить эти настройки по умолчанию, поскольку на многих интернет-сайтах указаны настройки по умолчанию, используемые производителями.

Точки доступа могут быть толстыми или тонкими. Толстые точки доступа, иногда еще называемые автономными точками доступа, необходимо вручную настраивать сетевыми параметрами и параметрами безопасности; затем их, по сути, оставляют в покое для обслуживания клиентов до тех пор, пока они не перестанут функционировать. Тонкие точки доступа допускают удаленную настройку с помощью контроллера. Поскольку тонкие клиенты не нужно настраивать вручную, их можно легко перенастроить и контролировать. Точки доступа также могут быть на основе контроллера или автономными.

Заключение

Понимание типов доступных сетевых устройств может помочь вам спроектировать и построить безопасную сеть, которая будет хорошо служить вашей организации. Однако, чтобы обеспечить постоянную безопасность и доступность вашей сети, вам следует внимательно следить за своими сетевыми устройствами и активностью вокруг них, чтобы вы могли быстро обнаруживать проблемы с оборудованием, проблемы с конфигурацией и атаки.

Джефф — бывший директор по разработке глобальных решений в Netwrix. Он давний блогер Netwrix, спикер и ведущий. В блоге Netwrix Джефф делится лайфхаками, советами и рекомендациями, которые могут значительно улучшить ваш опыт системного администрирования.

<р>1. Повторитель — повторитель работает на физическом уровне. Его задача состоит в том, чтобы регенерировать сигнал по той же сети до того, как сигнал станет слишком слабым или искаженным, чтобы увеличить длину, на которую сигнал может передаваться по той же сети. Важный момент, который следует отметить в отношении повторителей, заключается в том, что они не усиливают сигнал. Когда сигнал становится слабым, они копируют сигнал по крупицам и восстанавливают его с исходной силой. Это двухпортовое устройство.

<р>2. Концентратор — концентратор — это, по сути, многопортовый повторитель. Концентратор соединяет несколько проводов, идущих от разных ответвлений, например, разъем в звездообразной топологии, соединяющий разные станции. Концентраторы не могут фильтровать данные, поэтому пакеты данных отправляются на все подключенные устройства. Другими словами, домен коллизий всех хостов, подключенных через Hub, остается единым. Кроме того, у них недостаточно интеллекта, чтобы найти лучший путь для пакетов данных, что приводит к неэффективности и потерям.

  • Активный концентратор. Это концентраторы с собственным источником питания, которые могут очищать, усиливать и передавать сигнал вместе с сетью. Он служит как ретранслятором, так и центром коммутации. Они используются для увеличения максимального расстояния между узлами.
  • Пассивный концентратор. Это концентраторы, которые собирают проводку от узлов и источник питания от активного концентратора.Эти концентраторы передают сигналы в сеть без их очистки и усиления, и их нельзя использовать для увеличения расстояния между узлами.
  • Интеллектуальный концентратор. Работает как активные концентраторы и включает возможности удаленного управления. Они также обеспечивают гибкие скорости передачи данных для сетевых устройств. Это также позволяет администратору отслеживать трафик, проходящий через концентратор, и настраивать каждый порт в концентраторе.
<р>3. Мост. Мост работает на канальном уровне. Мост — это повторитель с дополнительными функциями фильтрации содержимого путем считывания MAC-адресов источника и получателя. Он также используется для соединения двух локальных сетей, работающих по одному и тому же протоколу. Он имеет один входной и один выходной порт, что делает его двухпортовым устройством.

Типы мостов

  • Прозрачные мосты: это мосты, в которых станции совершенно не знают о существовании моста, т. е. независимо от того, добавлен или удален мост из сети, реконфигурация станций не требуется. Эти мосты используют два процесса: переадресацию моста и обучение моста.
  • Мосты исходной маршрутизации. В этих мостах операция маршрутизации выполняется исходной станцией, а кадр указывает, по какому маршруту следовать. Хост может обнаружить кадр, отправив специальный кадр, называемый кадром обнаружения, который распространяется по всей сети, используя все возможные пути к месту назначения.
<р>4. Коммутатор. Коммутатор представляет собой многопортовый мост с буфером и конструкцией, которая может повысить его эффективность (большое количество портов означает меньший трафик) и производительность. Коммутатор — это устройство канального уровня. Коммутатор может выполнять проверку на наличие ошибок перед пересылкой данных, что делает его очень эффективным, поскольку он не пересылает пакеты с ошибками и выборочно пересылает хорошие пакеты только на правильный порт. Другими словами, коммутатор делит коллизионный домен хостов, но широковещательный домен остается прежним.

<р>5. Маршрутизаторы. Маршрутизатор — это устройство, похожее на коммутатор, который маршрутизирует пакеты данных на основе их IP-адресов. Маршрутизатор в основном является устройством сетевого уровня. Маршрутизаторы обычно соединяют локальные и глобальные сети вместе и имеют динамически обновляемую таблицу маршрутизации, на основе которой они принимают решения о маршрутизации пакетов данных. Маршрутизатор разделяет широковещательные домены хостов, подключенных через него.

<р>6. Шлюз. Шлюз, как следует из названия, представляет собой проход для соединения двух сетей, который может работать с разными сетевыми моделями. В основном они работают как агенты обмена сообщениями, которые берут данные из одной системы, интерпретируют их и передают в другую систему. Шлюзы также называются преобразователями протоколов и могут работать на любом сетевом уровне. Шлюзы обычно более сложны, чем коммутаторы или маршрутизаторы. Шлюз также называют преобразователем протоколов.

<р>7. Броутер — он также известен как мостовой маршрутизатор — это устройство, которое сочетает в себе функции моста и маршрутизатора. Он может работать либо на канальном уровне, либо на сетевом уровне. Работая в качестве маршрутизатора, он может маршрутизировать пакеты по сетям, а в качестве моста он может фильтровать трафик локальной сети.

<р>8. Сетевая карта — сетевая карта или сетевая карта — это сетевой адаптер, который используется для подключения компьютера к сети. Он устанавливается на компьютер для создания локальной сети. Он имеет уникальный идентификатор, который написан на чипе, и имеет разъем для подключения к нему кабеля. Кабель действует как интерфейс между компьютером и маршрутизатором или модемом. Сетевая карта — это устройство уровня 2, что означает, что оно работает как на физическом, так и на канальном уровне сетевой модели.

Пожалуйста, напишите комментарии, если обнаружите что-то неправильное или хотите поделиться дополнительной информацией по теме, обсуждавшейся выше.

В сети термины коммутаторы , концентраторы и маршрутизаторы иногда используются взаимозаменяемо, что неверно.

Несмотря на то, что они похожи, существуют различия в том, как они обрабатывают данные. Эти три компонента могут быть интегрированы в одно устройство, что затрудняет их различение учащимся.

В этой статье мы обсудим каждое устройство и его функции в сети.

Оглавление

Что такое переключатель?

Коммутатор – это многоадресное сетевое устройство, работающее на уровне канала передачи данных модели OSI и соединяющее группу компьютеров или устройств в сети. Он в основном используется для отправки личных сообщений и не тратит данные впустую.

Коммутатор может легко определить, какое устройство к какому порту подключено, используя MAC-адрес, что дает ему возможность доставить сообщение на конкретную машину.

Преимущества использования переключателя

  • Это безопасно, поскольку доставляет данные на указанный узел.
  • Это снижает вероятность конфликтов доменов.
  • Увеличивает пропускную способность сети.
  • Это увеличивает количество портов, необходимых для подключения узлов, доступных в сети.
  • Он работает в полнодуплексном режиме.

Недостатки использования переключателей

  • Они дороже по сравнению с концентраторами и другими устройствами, используемыми в сети.
  • Для работы с многоадресными пакетами требуется надлежащее планирование.
  • Проблемы могут возникнуть при трансляции трафика.

Что такое концентратор?

Концентратор – это простое и дешевое сетевое устройство, которое работает на физическом уровне модели OSI и соединяет группу компьютеров в локальной сети (LAN). Он считается менее интеллектуальным, поскольку не фильтрует данные и не знает, куда данные должны быть отправлены.

Вся информация, отправляемая на концентратор, автоматически отправляется на все порты подключенных к нему устройств. Это приводит к потере пропускной способности.

Преимущества использования хабов

  • Они могут подключаться к сети с помощью различных физических носителей.
  • Их можно использовать для увеличения сетевого расстояния.
  • Концентраторы относительно дешевы по сравнению с коммутаторами и другими устройствами в сети.

Недостатки использования хаба

  • Это увеличивает вероятность коллизии доменов между пакетами при передаче с одного устройства на другое.
  • Концентраторы работают в полудуплексном режиме. Только одно устройство может отправлять или получать данные одновременно.
  • Концентраторы обмениваются данными со всеми устройствами в сети, что делает сеть небезопасной.
  • Концентраторы расходуют большую часть полосы пропускания при передаче данных.

Коммутатор или концентратор

  • Концентратор — это широковещательное устройство, которое отправляет данные с одного узла на все узлы, а коммутатор — это многоадресное устройство, которое может отправлять данные на определенный узел.
  • Концентратор поддерживает полудуплексный режим, т. е. только одно устройство может одновременно отправлять или получать данные, в то время как коммутатор поддерживает полнодуплексный режим, т. е. оба устройства могут отправлять и получать данные одновременно.
  • Коммутатор расположен на втором уровне модели OSI, а концентратор — на первом уровне.

Что такое маршрутизатор?

Маршрутизатор — это сетевое устройство, работающее на сетевом уровне модели OSI и используемое для соединения двух или более сетей. Это устройство, которое устанавливает общую связь между сетями для обеспечения обмена данными между ними.

Преимущества маршрутизаторов

  • С помощью алгоритмов динамической маршрутизации он может выбрать лучший путь в объединенной сети.
  • Он создает домены коллизий для уменьшения сетевого трафика.
  • Он обеспечивает связь между различными сетевыми архитектурами.

Недостатки маршрутизаторов

  • Они дороже по сравнению с концентраторами и коммутаторами.
  • Им нужно анализировать данные. Это делает их медленнее.
  • У них низкая пропускная способность из-за связи с динамическим маршрутизатором.

Давайте посмотрим на их различия в модели OSI.

Уровень компонента в модели OSI

Модель взаимодействия открытых систем (модель OSI) представляет собой 7-уровневую модель, которая используется для наглядного описания взаимодействия компьютерных систем. Коммутатор, маршрутизатор и концентратор работают на разных уровнях.

Коммутатор расположен на канальном уровне модели OSI, то есть на втором уровне. Канальный уровень специфичен для среды, по которой перемещается пакет. Ethernet и Mac-адрес являются частью этого уровня.

Маршрутизатор находится на сетевом уровне модели OSI, то есть на третьем уровне.

Концентратор расположен на физическом уровне модели OSI, т. е. на первом уровне.

Функции каждого устройства

Переключить

  • Он позволяет подключать множество устройств в одной сети и управлять настройками безопасности портов и VLAN.
  • Изучение. Это процесс сбора MAC-адресов связанных устройств.
  • Пересылка. Это процесс передачи сетевого трафика с одного устройства, подключенного к одному порту сетевого коммутатора, на другое устройство, подключенное к другому порту.
  • Предотвращение циклов коммутации уровня 2. В локальной сети создаются резервные соединения, чтобы предотвратить отказ всей сети в случае отказа одного канала. Петли переключения уровня 2 и широковещательные штормы могут быть вызваны избыточными соединениями. Задача сетевого коммутатора — предотвращать циклы коммутации второго уровня и широковещательные штормы.

Маршрутизатор

  • Его основная цель – одновременное подключение многих типов сетей с использованием адаптивной и неадаптивной маршрутизации.
  • Маршрутизатор подключен как минимум к двум сетям и решает, как доставить каждый пакет данных, в зависимости от текущих сведений о состоянии сети.
  • Если пакет отправляется в локальную сеть, маршрутизатор возвращает его обратно. Пакет будет перемещаться в зависимости от таблицы маршрутизации, если это не так.
  • Концентратор – это простое и недорогое сетевое устройство, позволяющее соединить несколько компьютеров в одну сеть.
  • Когда концентратор получает пакет данных (кадр Ethernet) от сетевого устройства на один из своих портов, он передает (повторяет) пакет на все свои порты, т. е. на все остальные сетевые устройства. Коллизия возникает, когда два сетевых устройства в одной сети пытаются отправить пакеты одновременно.

Приложения каждого устройства

Переключить

  • Обычно используется в локальных сетях для соединения множества узлов.
  • Перенаправляет сообщение на определенный хост. На каждом порту коммутатор, как и мост, использует одинаковую логику пересылки или фильтрации. Когда узел или коммутатор в сети передает сообщение другому узлу или переключателям в той же сети, коммутатор получает кадры и декодирует их для чтения компонента физического (MAC) адреса сообщения.
  • Увеличение пропускной способности локальной сети. Коммутатор делит локальную сеть на множество доменов коллизий, каждый со своим широкополосным соединением, что значительно увеличивает пропускную способность локальной сети.

Маршрутизатор

  • Он обычно используется в локальной и городской сети (MAN).
  • Он управляет трафиком, пересылая пакеты данных на соответствующие IP-адреса. Трафиком между этими сетями можно управлять.
  • Он определяет лучший путь для отправки пакетов.
  • Он похож на коммутатор, поскольку используется в локальной сети (LAN).
  • Используется для мониторинга сети.
  • Они также используются в организациях для обеспечения связи.
  • Его можно использовать для создания устройства, доступного по сети.

Способы передачи данных

Они определяют направление, в котором данные передаются между двумя взаимодействующими устройствами. Существует три типа режимов передачи:

  1. Симплекс. В этом режиме передачи данные могут передаваться только в одном направлении, т. е. устройство может только отправлять данные, но не может получать, а получатель может только получать, но не может отправлять данные.
  2. Полудуплекс. В этом режиме только одно устройство может одновременно отправлять или получать данные, но не оба одновременно.
  3. Полный дуплекс. В этом режиме устройство может отправлять и получать данные одновременно.

Прочитайте эту документацию для получения дополнительной информации о различных режимах передачи данных.

И коммутаторы, и маршрутизаторы поддерживают полнодуплексную передачу. Таким образом, несколько компьютеров могут отправлять данные одновременно.

Концентраторы поддерживают полудуплексную передачу. Таким образом, одновременно отправлять данные может только один узел.

Адреса, используемые на каждом устройстве

Коммутатор сохраняет и использует MAC-адрес устройства для передачи данных, а маршрутизатор использует IP-адрес устройства для передачи данных между сетями.

Концентратор, с другой стороны, не хранит MAC/IP-адреса для передачи данных.

Передача данных

Коммутатор передает данные от одного устройства к другому в виде кадров, а маршрутизатор передает данные из одной сети в другую в виде пакетов.

Концентратор передает данные с одного устройства на другое в виде двоичных битов.

Заключение

В этой статье мы рассмотрели концентраторы, коммутаторы и маршрутизаторы. Мы также рассмотрели их функциональные возможности и приложения каждого устройства, используемые в сети.

Маршрутизаторы, концентраторы, коммутаторы и мосты — это устройства для подключения к сети. Сетевое соединительное устройство – это устройство, которое соединяет вместе два или более устройств, находящихся в одной или разных сетях.

Устройством для подключения к сети может быть повторитель, концентратор, мост, коммутатор, маршрутизатор или шлюз. Но в этом блоге мы сосредоточимся на концентраторах, коммутаторах, маршрутизаторах и шлюзах. Мы также узнаем об их особенностях, преимуществах и недостатках в работе с сетями.

Все эти соединительные устройства работают на определенных уровнях модели OSI (взаимодействия открытых систем). Эти характеристики представлены на диаграмме ниже.


Теперь давайте по порядку узнаем об этих сетевых устройствах.

1. Хаб

Концентратор – это очень простое устройство для подключения к сети. В звездообразной/иерархической топологии повторитель называется концентратором. Его также называют многопортовым повторителем.

Концентратор — это устройство уровня 1, работающее только в физической сети модели OSI. Поскольку он работает на физическом уровне, он в основном имеет дело с данными в виде битов или электрических сигналов. Концентратор в основном используется для создания сети и подключения устройств только в одной сети.

Концентратор не является интеллектуальным устройством, он перенаправляет входящие сообщения на другие устройства, не проверяя их на наличие ошибок и не обрабатывая их. Он не поддерживает таблицу адресов для подключенных устройств. Он знает только, что устройство подключено к одному из его портов.

Когда пакет данных поступает на один из портов концентратора, он просто копирует данные на каждый порт. Другими словами, концентратор транслирует входящие пакеты данных в сеть. Из-за этого в хабе возникают различные проблемы с безопасностью. Трансляция также приводит к ненужному трафику данных на канале.

Концентратор использует полудуплексный режим связи. Он разделяет пропускную способность своего канала с подключаемыми устройствами. Он имеет только один домен коллизий, поэтому шансов коллизии и трафика на канале больше. Концентратор подключен к сети ограниченного размера. Если размер сети увеличивается, скорость сети замедляется. Кроме того, концентратор может подключать только устройства в одной сети с одинаковой скоростью передачи данных и форматом.

  1. Активный концентратор. Активный концентратор также известен как концентратор. Он требует источника питания и может работать как повторитель. Таким образом, он может анализировать пакеты данных и при необходимости усиливать передаваемые сигналы.
  2. Пассивный концентратор. Для работы пассивного концентратора не требуется источник питания. Он только обеспечивает связь между сетевыми устройствами и не усиливает сигналы передачи. Другими словами, он просто пересылает данные как есть.
  1. Это просто реализовать.
  2. Стоимость внедрения низкая.
  3. Для этого не требуется никакой специальной настройки системного администрирования. Мы можем просто подключить его и играть.
  1. Он может подключать устройства только из одной сети.
  2. Он использует полудуплексный режим связи.
  3. Он менее безопасен, так как передает пакеты данных.
  4. Его можно использовать только в сети ограниченного размера.
  5. Вещание вызывает ненужный трафик на канале.

2. Мост

Мост — это сетевое соединительное устройство уровня 2, т. е. оно работает на физическом уровне и уровне канала данных модели OSI. Он интерпретирует данные в виде фреймов данных. На физическом уровне мост действует как повторитель, который регенерирует слабые сигналы, а на канальном уровне он проверяет MAC-адрес (управление доступом к среде) кадров данных для его передачи.

Мост соединяет устройства, находящиеся в одной сети. Он в основном используется для сегментации сети, чтобы обеспечить большой размер сети. Он имеет два типа порта - входящий и исходящий. Он использует входящий порт для получения кадров данных и исходящий порт для отправки кадров данных на другие устройства. Он имеет два домена коллизий, поэтому вероятность коллизии и трафика в канале передачи данных все же есть.

Мост имеет фильтрующую способность. Это означает, что он может отбрасывать ошибочные кадры данных и разрешать в сети только безошибочные кадры данных. Кроме того, он может проверить MAC-адрес получателя кадра и выбрать порт, с которого должен быть отправлен кадр. Для этого он поддерживает таблицу, содержащую физические (MAC) адреса всех устройств в сети. Всякий раз, когда кадр данных поступает на входящий порт моста, он сначала проверяет кадр данных на наличие ошибок любого типа. Если кадр не содержит ошибок, он направляет кадр данных на указанный MAC-адрес (беря экземпляр из таблицы адресов), используя свой исходящий порт. Он не изменяет физический (MAC-адрес) кадров во время передачи. Другими словами, мост — это повторитель с возможностью фильтрации.

  1. Прозрачный мост. Прозрачный мост просто работает как среда передачи между двумя устройствами. На самом деле они прозрачны (они присутствуют, но функционально не видны устройствам) для сетевых устройств.
  2. Маршрутизирующий мост. Маршрутизирующие мосты имеют свои уникальные идентификаторы, их легко идентифицировать сетевые устройства. Исходная станция или отправитель могут отправлять пакеты данных через определенные мосты (используя уникальные идентификаторы мостов).
  1. Это не так сложно реализовать.
  2. Стоимость реализации средняя.
  3. Для этого не требуется никакой специальной настройки системного администрирования. Мы можем просто подключить его и играть.
  4. Повышает безопасность за счет ограничения объема фреймов данных.
  5. Есть возможность фильтрации.
  6. Его можно использовать в большой сети.
  1. Он может подключать устройства только из одной сети.
  2. Произошла задержка при пересылке кадров из-за проверки ошибок.
  3. Необходимо поддерживать таблицу адресов.

3. Переключить

Коммутатор — это сетевое соединительное устройство уровня 2, т. е. оно работает на физическом уровне и на канальном уровне модели OSI. Он интерпретирует данные в виде фреймов данных. Коммутатор действует как многопортовый мост в сети. Он обеспечивает функциональность моста с большей эффективностью.

Коммутатор поддерживает таблицу коммутаторов, в которой указаны MAC-адреса всех подключенных к нему устройств. Он более предпочтителен, чем концентратор, поскольку уменьшает любой ненужный трафик в канале передачи.Коммутатор может соединять устройства только в одной сети. Он использует полнодуплексный режим связи и экономит полосу пропускания. Таблица переключения обновляется каждые несколько секунд для лучшей обработки.

Коммутатор — это интеллектуальное устройство с возможностями фильтрации. Он может отбрасывать ошибочные кадры данных и разрешать в сети только безошибочные кадры данных. Кроме того, он будет пересылать кадры данных на конкретный узел на основе MAC-адреса (взятого из таблицы коммутаторов). Коммутатор имеет несколько доменов коллизий, поэтому он имеет наименьшее количество коллизий или вообще не имеет их в канале передачи. Фактически каждый порт коммутатора имеет отдельный домен коллизий.

Когда фрейм данных поступает на коммутатор, он сначала проверяет наличие ошибок во фрейме данных. Если кадр не содержит ошибок, он будет искать MAC-адрес получателя в таблице коммутаторов. Если адрес доступен в таблице коммутаторов, он перенаправит фрейм данных на этот конкретный узел, в противном случае коммутатор зарегистрирует MAC-адрес в таблице коммутаторов. Если адрес назначения не указан, кадр данных будет передан каждому узлу в сети.

Коммутатор может иметь 8/6/24/48 портов. Скорость передачи данных в коммутаторе низкая (около 10-100 Мбит/с). Кроме того, у него есть только один широковещательный домен.

  1. Переключатель сохранения и пересылки: это наиболее широко используемый переключатель. Он не пересылает кадры данных, если кадры не содержат ошибок и полностью не получены в буфере коммутатора. Он надежен по своей природе.
  2. Проходной переключатель. У сквозных переключателей нет проверки ошибок. Кроме того, он начинает отправлять фрейм данных узлу назначения, когда начинает его получать. Это ненадежно по своей природе.
  3. Переключатель без фрагментов. Это комбинация режима сохранения и пересылки и сквозного переключения. Он проверяет только начальные 64 байта (информация заголовка) кадра данных перед передачей кадра.
  4. Адаптивный переключатель: это самый продвинутый тип переключателя, который автоматически выбирает любой из трех вышеупомянутых переключателей в соответствии с необходимостью.
  1. Стоимость реализации средняя.
  2. Для этого не требуется никакой специальной настройки системного администрирования. Мы можем просто подключить его и играть.
  3. Повышает безопасность за счет ограничения объема фреймов данных.
  4. Есть возможность фильтрации.
  5. Его можно использовать в большой сети.
  6. Используется полнодуплексный режим связи.
  7. Он имеет несколько доменов коллизий, поэтому коллизий в канале минимум или совсем нет.
  1. Он может подключать устройства только из одной сети.
  2. Произошла задержка при пересылке кадров из-за проверки ошибок.
  3. Необходимо поддерживать таблицу Switch.

4. Маршрутизатор

Маршрутизатор — это сетевое соединительное устройство уровня 3, т. е. он работает на физическом, канальном и сетевом уровнях модели OSI. Он интерпретирует данные в виде пакетов данных. В основном это межсетевое устройство, которое может соединять устройства из разных сетей (с одинаковой архитектурой и протоколами). Другими словами, он может соединять друг с другом два физически и логически разных сетевых устройства. Маршрутизатор используется для соединения сетей или маршрутизации трафика между сетями. Другими словами, маршрутизатор является шлюзом сети.

Поскольку при подключении двух устройств из разных сетей подключаемое устройство должно использовать адрес Интернет-протокола (IP). Таким образом, маршрутизатор имеет физический и логический (интернет-протокол) адрес для каждого из своих интерфейсов. Он направляет или пересылает пакеты данных из одной сети в другую на основе их IP-адресов. Он изменяет физический адрес пакета данных (как источника, так и получателя) при пересылке пакетов данных.

Маршрутизатор поддерживает таблицу маршрутизации, используя алгоритмы маршрутизации. Когда пакет данных поступает на маршрутизатор, он сначала проверяет IP-адрес. Если IP-адрес совпадает с IP-адресом сети, она получает пакет данных, в противном случае пакет данных пересылается на IP-адрес назначения с использованием таблицы маршрутизации.

Маршрутизатор не выполняет адресацию. Он может иметь 2/4/8 портов для подключения устройств. Он может управлять как доменом коллизий (внутри сети), так и широковещательным доменом (вне сети). Имеет высокую скорость передачи данных (до 1 Гбит/с). Маршрутизатор может быть беспроводным маршрутизатором, основным маршрутизатором, пограничным маршрутизатором, виртуальным маршрутизатором и т. д.

  1. Статическая маршрутизация. При статической маршрутизации путь для пакетов данных задается вручную. Обычно используется для небольших сетей.
  2. Динамическая маршрутизация. В динамической маршрутизации используются различные алгоритмы маршрутизации для поиска наилучшего и кратчайшего пути для пакетов данных.
  1. Он может соединять устройства и предоставляет средства маршрутизации по разным сетям, использующим один и тот же протокол и структуру.
  2. Повышает безопасность за счет ограничения объема пакетов данных.
  3. Есть возможность фильтрации.
  4. Его можно использовать в большой сети.
  5. Используется полнодуплексный режим связи.
  6. Он контролирует как домен коллизий, так и широковещательный домен.
  1. Это очень сложно реализовать.
  2. Стоимость внедрения довольно высока.
  3. Необходимо поддерживать таблицу маршрутизации.
  4. Произошла задержка при пересылке пакетов из-за проверки ошибок.
  5. Для этого требуется специальная конфигурация системного администратора.

Это все о сетевых устройствах, соединяющих такие устройства, как маршрутизаторы, концентраторы, коммутаторы и мосты. Надеюсь, вы сегодня узнали что-то новое. Вот и все для этого блога.

Делитесь этим блогом со своими друзьями, чтобы распространять информацию. Посетите наш канал YouTube для получения дополнительной информации. Другие блоги можно прочитать здесь .

Читайте также: