Отличие коммутатора (Switch) от маршрутизатора (Router) и хаба: ответ Бородача

Всем привет! Сегодня я постараюсь ответить на вопрос – чем отличается коммутатор от маршрутизатора и хаба? Сначала я коротко расскажу про каждое устройство, а в самом конце приведу точные отличия. Постараюсь все объяснять простыми словами, если у вас возникнут какие-то вопросы – то пишите в комментариях, и я постараюсь вам помочь.

Если объяснять совсем по-человечески, то хаб – это «разветвитель, который кричит всем сразу», коммутатор – «умный разветвитель для локальной сети», а маршрутизатор – «главный распределитель между разными сетями и интернетом». Внешне эти устройства иногда похожи: коробка, несколько портов, индикаторы, питание. Но внутри они работают по-разному. Именно из-за этого новички часто путаются и покупают не то устройство.

СОВЕТ! Если вы хотите полностью понять все нюансы данного вопроса, то я советую читать все статьи по дополнительным ссылкам. Здесь я буду объяснять простыми словами, без перегруза сетевой теорией. Но в сетях мелкие детали важны: LAN, WAN, MAC, IP, DHCP, NAT, VLAN – все это влияет на то, какое устройство вам нужно. Поэтому сначала читаем общую логику, а потом уже выбираем железо под свою задачу.

Хаб или концентратор

Это очень старое сетевое устройство, которое сейчас почти никто не использует, но оно нам необходимо для понимания всей сути построения сетей. Хаб (Hub) или концентратор – это устройство с несколькими сетевыми портами, которое начинает транслировать данные сразу от одного порта на все остальные. Пока ничего не понятно? Сейчас расскажу на примере.

Представим, что у нас есть сеть из 5 компьютеров, которые подключены сразу к одному хабу. Чисто внешне он ничем не отличается от коммутатора или даже роутера. Вот у нас есть 5 портов, и к каждому подключен свой ПК.

Если один компьютер попытается отправить письмо или сообщение на третий комп, то когда сообщение достигнет сетевого хаба – он продублирует это сообщение и отправит на все компьютеры разом. Получается, что нужный компьютер сообщение примет, а остальные тоже его увидят, но должны будут отбросить. Проблема такой сети в том, что если компьютеры будут активно общаться, сеть может в какой-то момент начать зависать и тупить из-за того, что хаб будет умножать каждое сообщение на несколько портов. Именно поэтому его перестали использовать, и сейчас это устройство крайне редко встречается в нормальных сетях.

Хаб работает очень примитивно, примерно как удлинитель для сетевого сигнала. Он не понимает, кому конкретно нужно отправить данные, не хранит таблицу адресов и не умеет разделять трафик. В старых сетях это еще как-то терпели, потому что устройств было мало, а скорости были ниже. В современной домашней или офисной сети хаб только создаст лишний шум, коллизии и проблемы. Поэтому если вы где-то нашли старую коробочку с надписью «Hub», для нормального интернета и локальной сети лучше ее не использовать.

Хаб работает на физическом уровне модели OSI. Если совсем просто, он не думает о том, что внутри передается: сайт, файл, картинка или сетевой запрос. Он просто повторяет сигнал на все порты. Из-за этого хаб не умеет «направлять» данные конкретному устройству и проигрывает даже самому дешевому современному коммутатору.

Коммутатор

Коммутатор или свич (Switch) – это очередное сетевое устройство, которое предназначено для построения локальных сетей. С виду оно может напоминать хаб и имеет несколько сетевых LAN-портов. Самое главное отличие коммутатора от хаба в том, что он грамотно отправляет и перераспределяет трафик в сети. То есть если компьютер с первого порта отправил сообщение на комп, подключенный к 5 порту, то коммутатор отправляет данные не на все порты как хаб, а только на нужный порт.

Но как коммутатор понимает, на какой порт отправлять данные? – Для этого внутри у него есть таблица коммутации. В ней записаны номера портов, а также MAC-адреса подключенных компьютеров. MAC-адрес состоит из букв и цифр и является уникальным адресом сетевого интерфейса.

Самое главное в том, что MAC-адрес (физический адрес) обычно назначается изготовителем сетевого устройства на заводе. Но тут есть важная поправка: в некоторых системах MAC-адрес можно программно изменить или временно подменить. Для обычного домашнего пользователя это почти не нужно, но для понимания сети полезно помнить: коммутатор ориентируется именно на MAC-адреса, а не на названия компьютеров или сайты. Коммутатор работает на канальном уровне модели OSI и передает в сети кадры.

Советую почитать более подробно про коммутатор и про модель OSI.

Простой пример: у вас есть роутер с четырьмя LAN-портами, но вам нужно подключить по кабелю компьютер, телевизор, приставку, сетевое хранилище, камеру и принтер. Портов на роутере не хватает. В такой ситуации вы покупаете обычный коммутатор на 5, 8 или 16 портов, подключаете его кабелем к роутеру, а уже в коммутатор вставляете остальные устройства. Интернет при этом все равно раздает роутер, а коммутатор просто расширяет локальную проводную сеть.

Коммутаторы бывают неуправляемые и управляемые. Неуправляемый свич – это вариант «включил и забыл»: воткнули питание, подключили кабели, и все заработало. Управляемый коммутатор уже сложнее: в нем могут быть VLAN, QoS, зеркалирование портов, ограничение скорости, PoE, веб-интерфейс, консоль или управление через контроллер. Для дома чаще всего хватает простого неуправляемого гигабитного свича. Для офиса, камер видеонаблюдения, серверов и больших сетей уже смотрят на управляемые модели.

Коммутатор не заменяет роутер в обычной домашней схеме. Если вы подключите кабель провайдера прямо в простой свич, интернет не «размножится» сам по себе на все устройства так, как это делает роутер. Коммутатор может передавать интернет-трафик внутри вашей сети, но он обычно не выполняет NAT, не поднимает подключение провайдера и не раздает IP-адреса как домашний маршрутизатор. Поэтому для квартиры обычно нужен роутер, а свич берут как дополнение, когда не хватает LAN-портов.

Маршрутизатор

Роутер или маршрутизатор – это устройство, которое также участвует в построении сетей, но имеет более сложную систему. Если коммутатор работает с таблицей коммутации и MAC-адресами внутри локальной сети, то маршрутизатор работает с IP-адресами и таблицей маршрутизации. Именно IP-адресацию роутер использует, когда решает, куда дальше отправить сетевой пакет.

Тут важно не запутаться: роутер тоже физически подключен к кабелям Ethernet и тоже видит кадры на сетевых интерфейсах. Но его главная задача – не просто перекинуть кадр с одного LAN-порта на другой, а связать разные сети между собой. Например, вашу домашнюю сеть 192.168.1.0/24 и сеть провайдера. Поэтому маршрутизатор работает на сетевом уровне, а коммутатор – в основном на канальном.

Помимо всего прочего роутер чаще всего работает в сети как шлюз. Сейчас попытаюсь объяснить, что это такое на обычном примере. Скорее всего дома у вас уже есть домашний Wi-Fi роутер. Обычно провайдер прокидывает интернет-кабель в квартиру. Конечно, подобный провод можно вставить просто напрямую в комп, но тогда интернетом будет пользоваться только один человек или все будет зависеть от условий провайдера.

Встает вопрос: как поделиться интернетом со всеми жителями квартиры? – вот для этого и используют маршрутизатор.

1. Интернет-кабель подключают в специальный WAN-порт.
2. К локальным LAN-портам можно подключить устройства локальной сети: компьютеры, ноутбуки, камеры видеонаблюдения, сетевые принтеры, телевизоры и многое другое.
3. Чаще всего такие роутеры имеют на своем борту Wi-Fi-модуль, который позволяет подключать к локальной сети и другие устройства буквально по воздуху: телефоны, планшеты и т.д.
4. Итог такой: интернет у нас заходит в роутер через кабель, а далее маршрутизатор грамотно распределяет его на все устройства.

Если хотите подробнее разобраться именно в портах, посмотрите отдельный материал про WAN-порт на роутере. Для новичка это один из самых частых моментов путаницы: LAN-порты нужны для домашних устройств, а WAN-порт – для входящего кабеля от провайдера или от модема. Внешне разъемы часто одинаковые, но задача у них разная. Если перепутать WAN и LAN, интернет может просто не заработать.

Задача роутера в том, чтобы все запросы и ответы доходили нужному адресату – что-то подобное мы видели и в коммутаторе, но на другом уровне. Также он работает шлюзом между двумя сетями. У роутера обычно есть два IP-адреса: внешний и внутренний. Внешний чаще всего выдается провайдером, а внутренний вы можете задать самостоятельно.

Также роутер выступает в качестве DHCP-сервера, и он может самостоятельно выдавать IP-адреса всем подключенным локальным устройствам. Например, телефон получил 192.168.1.10, ноутбук – 192.168.1.11, телевизор – 192.168.1.12. Вы руками ничего не вводите, а устройства сами получают адреса и начинают работать в одной сети. Подробнее эту функцию я отдельно разбирал в статье что такое DHCP-сервер.

Как видите, у роутера куда более сложная работа. Также внутри у подобных аппаратов стоит своя операционная система, которая имеет широкий функционал: настройка интернета, Wi-Fi, гостевой сети, родительского контроля, фильтрации, проброса портов, VPN-подключений, IPTV, USB-накопителей, принт-сервера и других функций. В простых моделях настроек меньше, в продвинутых – больше. Но смысл один: роутер управляет границей между вашей локальной сетью и внешней сетью.

Главное отличие коммутатора от маршрутизатора в том, что первый обычно работает на канальном уровне и пересылает Ethernet-кадры по MAC-адресам, а роутер использует сетевой уровень и маршрутизирует IP-пакеты между разными сетями. На практике это означает простую вещь: свич расширяет вашу локальную сеть, а роутер соединяет вашу сеть с другой сетью, чаще всего с интернетом.

В качестве дополнения почитайте более детально: про роутер и про Wi-Fi.

Почему в домашнем роутере уже есть коммутатор

Здесь есть момент, который часто сбивает с толку. Домашний Wi-Fi роутер обычно уже содержит внутри несколько устройств сразу: маршрутизатор, маленький коммутатор на LAN-порты, Wi-Fi-точку доступа, DHCP-сервер и иногда USB-сервер. Именно поэтому на корпусе домашнего роутера есть несколько LAN-портов. Когда вы подключаете к ним компьютер и телевизор, внутри роутера за эту локальную связь фактически отвечает встроенный коммутатор.

Из-за этого новичок может подумать: «Раз на роутере есть LAN-порты, значит коммутатор и роутер – одно и то же». Нет, просто в одной коробке объединены разные функции. Если купить отдельный свич, он добавит порты, но не заменит маршрутизацию. Если купить роутер, он сможет раздавать интернет, но портов у него может быть мало. Поэтому устройства не конкурируют, а часто работают вместе.

Пример нормальной домашней схемы: кабель провайдера идет в WAN-порт роутера, а к LAN-порту роутера подключен коммутатор на 8 портов. В коммутатор уже подключены компьютер, телевизор, игровая приставка, камера, сетевой накопитель и принтер. Wi-Fi при этом продолжает раздавать роутер. Такая схема правильная и часто используется, когда обычных LAN-портов на роутере не хватает.

Главные отличия

Так в чем же разница между маршрутизатором, коммутатором и хабом? Давайте подытожим.

• Хаб – старый аппарат, который при отправке сообщения отправляет его на все подключенные сетевые устройства. Не имеет каких-то сложных систем настроек и работает примитивно. Сейчас для нормальной домашней или офисной сети его брать не нужно.
• Коммутатор – служит для построения и расширения локальных сетей. Работает с таблицей коммутации, которая основана на MAC-адресах. Простые неуправляемые модели обычно вообще не требуют настройки, а управляемые могут настраиваться через веб-интерфейс, консоль или контроллер. Обычный L2-коммутатор не занимается NAT и маршрутизацией между сетями, но передает локальный трафик очень быстро и эффективно.
• Роутер – чаще используется для построения локальной сети и работы шлюзом между вашей сетью и интернетом. Может работать сразу с несколькими сетями, грамотно распределяя трафик между устройствами. Имеет операционную систему с настройками, где вы можете настроить Wi-Fi, фильтр сайтов, родительский контроль, проброс портов, VPN-подключение, ограничения трафика, DHCP, гостевую сеть и многое другое. Работает с IP-адресацией на сетевом уровне.

В домашних условиях используют именно маршрутизатор. Коммутаторы чаще всего ставят на предприятиях или дома в тех случаях, когда нужно подключить сразу большое количество сетевых устройств по кабелю. Также коммутатор сам по себе обычно не поднимает подключение к провайдеру и не раздает интернет так, как это делает роутер. Но говорить, что коммутатор «не работает с интернетом» совсем неправильно: через него спокойно может проходить интернет-трафик, если в сети уже есть роутер.

Аналогично на предприятиях устанавливают и роутеры, которые помогают распределять трафик между несколькими сетями. Основная разница между коммутатором и маршрутизатором в том, что они выполняют разную функцию в сети. Коммутатор помогает устройствам внутри одной сети быстро общаться между собой. Маршрутизатор решает, куда отправлять трафик между разными сетями: в интернет, в другую подсеть, на сервер, в VPN или к другому офису.

Что взять для дома? Лучше всего приобрести себе хороший роутер. Коммутатор вам нужен только в том случае, если на роутере не хватает LAN-портов или вы хотите развести кабельную сеть по комнатам. Можете посмотреть нашу подборку домашних интернет-центров тут.

Что лучше: роутер или свитч? У каждого из устройств есть свое применение. Если вам нужно подключить квартиру к интернету и раздать Wi-Fi – берите роутер. Если интернет уже есть, роутер стоит, но не хватает проводных портов – берите коммутатор. Если вам предлагают хаб – лучше не берите, потому что для современных задач он почти не нужен.

Как понять, что именно нужно купить

Если у вас в квартиру заходит кабель провайдера, а нужно подключить телефон, ноутбук, телевизор и планшет, вам нужен роутер с Wi-Fi. Если у вас уже есть роутер, но все LAN-порты заняты, а нужно подключить еще компьютер и приставку, вам нужен коммутатор. Если у вас большой дом, несколько комнат и много проводных устройств, схема может быть такой: один главный роутер и один или несколько коммутаторов в разных местах.

Если у вас интернет приходит не по обычному Ethernet-кабелю, а через оптику, телефонную линию или мобильную сеть, может понадобиться модем, ONT-терминал или мобильный роутер. Это уже отдельная история, потому что модем и роутер – не одно и то же. Модем отвечает за подключение к сети провайдера определенного типа, а роутер распределяет сеть между вашими устройствами. Подробнее эту разницу можно посмотреть в статье чем отличается модем от роутера.

Не покупайте коммутатор вместо роутера, если ваша задача – «раздать интернет на все устройства». В обычной квартире первым устройством после кабеля провайдера должен быть роутер или устройство провайдера с функцией роутера. Коммутатор ставится после роутера, а не вместо него. Исключения бывают в сложных сетях, но для домашнего пользователя такая схема почти всегда правильная.

FAQ

Можно ли подключить коммутатор к роутеру?
Да, это нормальная и частая схема. Один кабель идет из LAN-порта роутера в любой порт коммутатора. После этого к коммутатору можно подключать компьютеры, телевизоры, камеры, приставки и другие устройства. IP-адреса им обычно продолжит выдавать роутер.

 

Можно ли подключить кабель провайдера сразу в коммутатор?
В обычной домашней схеме – не стоит. Коммутатор не заменит роутер, не выполнит NAT и не раздаст нормально интернет всем устройствам. Иногда провайдер может выдать интернет одному устройству через свич, но это не полноценная домашняя сеть. Для квартиры лучше использовать роутер.

 

Почему на роутере несколько LAN-портов, если он не коммутатор?
Потому что в домашнем роутере обычно уже встроен маленький коммутатор. Именно он обслуживает проводные LAN-порты. Но вместе с ним в той же коробке есть маршрутизатор, Wi-Fi-точка доступа, DHCP-сервер и другие функции. Поэтому домашний роутер – это комбинированное устройство.

 

Что такое L3-коммутатор?
Это продвинутый коммутатор, который умеет не только работать с MAC-адресами, но и выполнять часть функций маршрутизации на уровне IP. Такие устройства часто используют в офисах, дата-центрах и больших сетях. Для обычной квартиры L3-коммутатор почти никогда не нужен. Дома проще и дешевле использовать обычный роутер и простой неуправляемый свич.

 

Что выбрать для камер видеонаблюдения?
Если камер несколько и они подключаются по кабелю, часто берут PoE-коммутатор. Он может передавать питание и данные по одному Ethernet-кабелю, если камеры поддерживают PoE. Но интернет и общую сеть все равно обычно организует роутер. То есть схема такая: роутер – PoE-коммутатор – камеры.

Видео

YouTube