Нет, коммутаторы - это не просто упрощенные маршрутизаторы. Хотя многие устройства объединяют функции как маршрутизации, так и коммутации, эти две функции различны. Коммутаторы создают сети, маршрутизаторы соединяют разные сети вместе. Коммутаторы работают с использованием только MAC-адресов, а маршрутизаторы также используют IP-адреса. Коммутаторы имеют много портов в одной подсети, в то время как маршрутизаторы могут иметь только один порт на подсеть. Устройства, которые объединяют эти функции, по-прежнему поддерживают различие между маршрутизацией и коммутацией, поскольку они будут отделять «коммутируемые» порты от «маршрутизируемых» портов в соответствии с требованиями различных функций и оборудования.
Чтобы показать некоторые нюансы: маршрутизаторы профессионального уровня будут выполнять внутренние функции коммутации (например, CEF), а некоторые «уровни 3» переключают маршрут (если они являются коммутаторами уровня 3), но операции различны.
Всем, кто интересуется сетевыми технологиями, полезно ознакомиться с моделью OSI, которая описывает, как компьютеры и другие устройства взаимодействуют друг с другом. Модель OSI разделяет коммуникацию на семь уровней, включая прикладной уровень, с которым вы работаете, человек, сетевой уровень или уровень 3, который работает с IP-адресами и маршрутизацией, и уровень канала передачи данных , или Уровень 2, который имеет дело с физическими аппаратными адресами. Кроме того, когда вы слышите такие термины, как TCP, порты, сокеты, сеансы и т.д., Они также представлены моделью OSI, поэтому полезно их изучить.
Маршрутизаторы работают с IP-адресами на уровне OSI 3 или сетевом уровне, а коммутаторы работают с MAC-адресами на уровне 2 OSI или канальном уровне.
Некоторые устройства, такие как потребительские Wi-Fi-маршрутизаторы, объединяют коммутатор и маршрутизатор в одном устройстве (например, Wi-Fi-маршрутизатор с 5 дополнительными портами на задней панели). Другие устройства, такие как кабельные или DSL-модемы, по-прежнему функционируют в качестве маршрутизатора, поскольку они маршрутизируют пакеты между вашей локальной сетью и удаленной сетью и выполняют функции уровня 3, такие как NAT.
Однако операции маршрутизации и коммутации различны и работают на разных уровнях инкапсуляции, разных уровнях OSI и с разными адресами, как описано ниже:
В деталях:
Переключение
Мы начнем с Layer-2 Switch. Это стандартный коммутатор, который включает в себя все неуправляемые коммутаторы и даже управляемые коммутаторы, которые работают только на уровне канала передачи данных. Этот коммутатор получает кадры и сравнивает их с таблицей MAC-Address-Table (которая отличается от таблицы ARP тем, что имеет MAC-адреса и порты, а не MAC-адреса и IP-адреса). Он использует эту информацию для пересылки кадров на один, несколько или все порты в зависимости от того, является ли это одноадресным, многоадресным или широковещательным кадром. Если это одноадресный кадр, но он не знает, на какой порт его отправлять, он переполняет его на ВСЕ порты, кроме порта, на который коммутатор получил кадр. Конечно, есть больше деталей с таблицами CAM и VLANS, но вкратце: переключение перемещает кадры на основе аппаратных адресов, переключение может перемещать только кадры в пределах одной подсети.
маршрутизация
Маршрутизатор маршрутов между подсетями. Фактически, на маршрутизаторе вы не можете разместить несколько маршрутизируемых интерфейсов в одной подсети - потому что функция маршрутизатора заключается в перемещении пакетов между подсетями уровня 3. Таким образом, маршрутизатор получает кадры, содержащие пакеты от порта. Если назначение фрейма (mac-адрес) соответствует маршрутизатору (как одноадресному или широковещательному), маршрутизатор затем просматривает IP-пакет, содержащийся внутри кадра, и принимает решение о маршрутизации на основе IP-адреса и подсетей. После принятия решения о маршрутизации принимается решение о переключении, чтобы определить, в какой порт и пункт назначения уровня 2 отправлять пакет, чтобы он мог быть повторно инкапсулирован на уровне 2. Для получения дополнительной информации о коммутации, проводимой маршрутизатором, см., Например, Cisco Express Forwarding .
Как компьютер проходит через шлюз:
Итак, как компьютер достигает своего шлюза? У самого компьютера есть маршрут к его шлюзу. Он знает, что «если IP-адрес отсутствует в моей подсети, мне нужно отправить пакет на этот адрес шлюза, чтобы выйти из него». Таким образом, поскольку все устройства обрабатывают модель сверху вниз через OSI-модель, компьютер выполнит внутреннюю маршрутизацию. сначала ищите (уровень 3), чтобы решить, находится ли устройство в его подсети. Если нет, он будет arp (layer-2), чтобы найти mac-адрес шлюза по умолчанию, и инкапсулирует IP-пакет для удаленного хоста в кадр, адресованный маршрутизатору. Кадр будет переключаться по сети с использованием заголовков уровня 2 и MAC-адресов в пределах одной подсети до тех пор, пока он не достигнет маршрутизатора, где просматриваются его IP-адреса уровня 3, и декапсулированный пакет направляется между подсетями.
Коммутаторы уровня 3
Другой сценарий, который я не рассмотрел, это переключатель уровня 3. Эти переключатели работают так же, как описано выше. Это коммутаторы, но они могут иметь определенные порты, физические или виртуальные, обозначенные как маршрутизируемые порты. Эти маршрутизируемые порты работают как шлюзы между подсетями (часто это VLAN внутри коммутатора), в то время как коммутируемые порты продолжают работать только на уровне 2.
Часть различий между устройствами уровня 2 и уровня 3 отражается в аппаратных средствах и памяти устройств. Как объясняет Cisco , устройства только уровня 2 имеют таблицу CAM (адресная память контента), содержащую таблицу MAC-адресов. Устройства уровня 3 дополнительно имеют таблицу TCAM, которая обрабатывает сопоставление между адресами маршрутизации, уровня 2 и уровня 3. Из-за различий в физическом оборудовании вы увидите разницу в цене на оборудование, которое представляет собой коммутатор уровня 2, коммутатор уровня 3 и маршрутизатор.
