Отличие хаба от коммутатора

Обновлено: 05.07.2024

В сетевом пространстве тоже есть свои «распределители», где вместо электропитания пользователи активно передают трафик, пакеты данных и картинки с котиками. Погодите, скажете вы. Разве такие вещи делаются не через роутеры? Зачем тогда нужен коммутатор? Ответ достаточно прост. Роутер (или маршрутизатор) — это устройство, способное обмениваться данными с внешней сетью, оснащенное системой кодировки трафика, IP-телевидением, WPS, и еще массой полезных функций.

Основное, чем отличается роутер от коммутатора, — тем что последний имеет дело только с локальной сетью: домашней либо корпоративной. Таким образом понятия «свитч для интернета» в принципе не существует. Доступ к всемирной паутине пользователи локальной сети могут получить лишь в том случае, если к главному порту коммутатора присоединить роутер. И примерно так это обычно и работает.

Для чего нужен коммутатор и что он делает

Назначение коммутатора в том, чтобы объединять множество разных устройств (компьютеров, принтеров, серверов, МФУ и прочих) в одну общую локальную сеть, позволяя её пользователям обмениваться информацией. В любой сети, даже самой маленькой, где есть несколько устройств, чью совместную работу нужно организовать, требуется коммутатор, который служит своеобразным приемно-сортировочным пунктом, переправляющим пакеты данных от источника к адресату.

Чем отличается коммутатор от концентратора

Концентратор (иначе хаб) занимается тем же самым, что и коммутатор — передает данные по локальной сети. Отличие состоит в том, что хаб рассылает трафик от центральной машины (ПК, сервер) сразу всем компьютерам. Кому надо, тот читает, кому не надо — игнорирует. Однако при этом вероятность перехвата пакетов максимальна и неоправданно высока нагрузка на сеть, из-за чего подобный «широковещательный» способ передачи данных постепенно выходит из употребления.

В случае с коммутатором передача данных ведется адресно. Если в первом случае пакет с информацией получали все ПК в сети (5, 10, 100, 1000), то во втором — всё персонифицировано. Данные, предназначенные для условного Васи, никто кроме него прочесть не сможет. Отсюда второе название коммутатора — switch — или «переключатель», поскольку он, как стрелочник на железнодорожной развязке, переводит стрелки, направляя «состав» с информацией в конкретный пункт назначения.

Принцип работы коммутатора

Основные принципы мы разобрали, так что переходим к конкретным задачам. Алгоритм работы свитчей построен на системе самообучения, чтобы с каждым разом улучшать адресную передачу файлов между всеми устройствами в системе (компьютеры, ноутбуки, оргтехника, принтеры).

Перед началом работы свитч создает таблицу коммутации, привязывая каждому порту тот MAC-адрес, от которого запитывается конкретное устройство. При первичном подключении таблица пустая, а коммутатор обучается процессам, параллельно записывая данные в табличку и определяя основной хост (головную систему).

В дальнейшем, если на один из портов поступит сигнал для определенного MAC, который ассоциируется у свитча с одним из портов, информация сразу же полетит конечному адресату. Если же MAC и порт не связаны, а фрейм прилетел — его разбросают по всем свободным портам, таким образом определив нужный. Чем больше портов коммутатора занято, тем ниже загрузка, выше скорость передачи, меньше задержки.

Типы коммутаторов

Современные устройства можно разделить на три ключевых категории:

неуправляемые (Unmanaged);
настраиваемые (Smart);
управляемые (Managed).

Неуправляемые, как можно определить из названия, работают по схеме «включил, подключил и забыл». Иным словами, они работают как классические сетевые удлинители, добавляя владельцу недостающее число Ethernet-портов. Такое решение отлично показывает себя в домашних условиях (организация сети, подключение умной техники, разводка IP-камер) и небольших офисах до 10 машин. Техника нетребовательна, но выдержать большой трафик неспособна. Да и проверить систему, если что-то где-то произойдет на линии, будет непросто.

Настраиваемые разработаны как раз под корпоративный сегмент с возможностью отслеживания трафика для каждого конкретного порта. Благодаря им можно отслеживать и поддерживать протоколы топологии, транковать и настраивать различные параметры VLAN, если железо это позволяет. Калибровка базовая, но зачастую и этого хватает.

Управляемые, как вы поняли, самые технологичные и умные. Для них предусмотрено автоматическое и ручное управление. Системный администратор может мониторить каждый порт, снимать статистику по трафику, отслеживать количество ошибок до определенного устройства. Для крупной сетевой компании это огромный плюс. Особенно, если кто-то любит посидеть на торрентах, и не признается в этом.

В действительности, типология коммутаторов значительно сложнее. Коммутаторы также подразделяются по уровням и положению в иерархии сети. И могут иметь разные характеристики и функции. Но всё это — темы для отдельных обзоров.

Если у вас еще остались вопросы по характеристикам и функциям коммутаторов, вы всегда можете задать их нашим специалистам. Закажите консультацию, и мы предоставим вам всю требуемую информацию.

Перечень сетевого оборудования, особенно если принимать во внимание не только бытовые устройства, но и коммерческие, весьма обширен, из-за чего разобраться в них неподготовленному пользователю достаточно сложно. И сегодня мы обратим внимание на ряд визуально похожих компонентов сети и расскажем, что такое коммутатор, хаб и свитч, а также об их видах и различиях.

Важная ремарка

Чтобы не создавать лишних трудностей в дальнейшем рассказе сразу уточним, что коммутатор и свитч – это два названия одного оборудования. При этом второе – это профессиональный жаргонизм – простая калька с англоязычного названия switch, который в обиходе занял практически то же место, что и «официальное» русскоязычное название «коммутатор». По этой причине далее мы будем чередовать оба слова просто для удобства.

С хабом ровно та же ситуация. Официально, в том числе в каталогах профильных магазинов, это устройство называется сетевым концентратором. Однако в народе гораздо чаще оно именуется так же, как и по-английски – hub.

Ну а теперь – к основной теме.

Предназначение

Итак, и коммутатор, и хаб выполняют практически одну функцию – они используются в компьютерной Ethernet-сети для увеличения количества подключенных по кабелю рабочих мест. Оба они оснащаются «входным» разъемом и рядом «выходных» портов, к которым с помощью стандартных патч-кордов (витой пары) подключаются компьютеры и другие домашние/офисные устройства. При этом стоит понимать, что они не выполняют функцию маршрутизатора (роутера), поэтому не могут использоваться вместо него, а лишь вместе с ним, тогда, когда количества встроенных портов для проводного подключения не хватает.

Здесь у вас может появиться вполне логичный вопрос: почему разные устройства с разными называниями выполняют одну функцию? На самом деле, так кажется лишь на первый взгляд, но принцип работы и, отчасти, варианты использования у них разные. И чтобы разобраться в этих различиях, рассмотрим их более детально.

Как работает сетевой концентратор (хаб)

Хаб устроен гораздо проще свитча. Он просто повторяет данные с входного порта на исходящие, и уже подключенное устройство «разбирается», являются ли они ответом на его запрос или «мусором», который не нужно принимать и обрабатывать.

Плюс в том, что конструкция устройства максимально проста, а значит и цена его невысока. Но минусов у такого решения куда больше:

Хуже безопасность, так как данные можно получить, подключившись к соседнему порту.
Больше нагрузка на сеть из-за передачи ненужной информации на выходные порты. Соответственно, чем больше работающих устройств подключено к концентратору одновременно, тем меньше скорость передачи данных.
Один IP-адрес в сети, что может создавать проблемы при подключении.

По этим причинам концентраторы логично использовать лишь в маленьких сетях с невысокой нагрузкой, и в целом сейчас они уже практически уступили место свитчам.

Как работает коммутатор (свитч)

Коммутатор – более «умное» устройство. Оно не дублирует передаваемые данные на выходные порты, а распределяет их, направляя точно к тому устройству, от которого изначально поступил запрос. Для этого свитч имеет небольшой объем собственной памяти, где хранится таблица MAC-адресов всех подключенных устройств. Изначально таблица пуста, но уже с первыми запросами она автоматически заполняется, так что всего через несколько секунд после начала работы коммутатор четко знает, что, например, к первому порту подключен ноутбук, к пятому – принтер, а третий – пустует. Таблица хранится в памяти до момента отключения питания, а затем составляется заново.

Поскольку данные передаются строго «по адресу» нагрузка на сеть снижается, что позволяет увеличить пропускную способность и число одновременно обслуживаемых устройств, то есть, общее количество выходных портов.

Оба устройства – примитивные сетевые узлы с малой функциональностью. Их подключение и эксплуатация не вызывают трудностей. Отличие сетевого хаба от свитча связано с особенностями распределения информации между принимающими компьютерами. Оба устройства формируют локальную сеть, но осуществляют это неодинаково: хаб – это концентратор, а свитч иначе называется коммутатор.

Определение терминов

Чтобы понять, чем различаются хаб и свитч, нужно выяснить, что собой представляют эти приборы.

Хаб – устройство, объединяющее компьютеры в локальную сеть. Для этого используются интернет-кабели. Hub – примитивное устройство, при котором устанавливается прямая связь между узлами.

Switch

Он же сетевой переключатель, прибор более интеллектуальный. Это устройство, объединяющее компьютеры в локальную сеть при помощи интернет-интерфейса.

Свитч и хаб – основные различия

Свитч отличается от концентратора тем, что при раздаче пакетов данных учитывает запросы.

Хаб, приняв информацию от одного узла, отправляет ее всем остальным компьютерам. И принимать ли поступающие данные, определяют сами компьютеры, исходя из предназначения информации. Ответный процесс происходит аналогично. Данные направляются в каждый сетевой сегмент, пока не отыщется принимающий. Такой принцип работы хаба сильно сокращает пропускную способность сети. Обмен информацией значительно затормаживается.

Свитч, приняв информацию, отправляет ее конкретному адресату, заданному отправляющим узлом. В этом случае сеть не перегружается, а значит, ее пропускная способность высокая. Такой принцип работы делает сеть безопаснее. Трафик курсирует между двумя узлами, другие не видят его, не могут обработать данные, которые для них не предназначены.

Разница между коммутатором и концентратором еще и в том, что свитч функционирует на канальном уровне, обменивая пакеты информации. Он корректно работает лишь при адекватной настройке сетевой карты клиентского узла. То есть IP-адрес и подсетевая маска должны подходить друг другу. Маска отмечает первую часть IP как сетевой адрес, а вторую – как клиентский адрес.

Закончила Национальный университет кораблестроения, специальность "Экономика предприятия" Настраивать по такому принципу хаб не нужно. Он функционирует на физическом уровне OSI. Также концентратор выравнивает узлы по скорости передачи информации, беря за ориентир подключенное устройство с самым низким значением.

Есть ли сходство?

Hub и switch – сетевое оборудование. Назначение обоих – центральное соединение сетевых узлов, то есть компьютеров, но не сетей. Соединитель сетей – это маршрутизатор. Задача коммутатора и концентратора – обработка типа данных, которые переносят информацию.

Оба устройства выглядят схоже. Это компактные прямоугольные коробки. Одна из боковых поверхностей оборудована входами для подключения кабелей узлов.

Наглядные примеры

Рассмотрим, как работают хаб и свитч, на наглядном примере. Возьмем две одинаковых схемы: по 4 компьютера, связанных с hub и switch. Адреса IP компьютеров – 192.168.1.2, 192.168.1.3, 192.168.1.4 и 192.168.1.5. Пусть задачей будет проверка связи между 1-ым и 4-ым компьютерами. Используем утилиту проверки соединения ping. Запускаем пакеты от 192.168.1.2. Сетевые пакеты направляются в хаб и свитч, устройства пропускают их.

Закончила Национальный университет кораблестроения, специальность "Экономика предприятия" Сразу видим результат. Концентратор направляет пакеты всем подключенным адресатам, коммутатор – только на 192.168.1.5. Смотрим дальше, как происходит ответный процесс. И опять хаб посылает информацию, куда только может послать, а свитч – исключительно узлу 192.168.1.2.

Краткая сравнительная таблица

Рассмотрим еще раз кратко, чем различаются хаб и свитч, чтобы проще было выбрать подходящее для формирования локальной схемы устройство.

Hub	Switch
тип прибора	примитивный	интеллектуальный
передача данных	всем узлам	конкретному адресату
уровень OSI	физический	канальный
производительность	ниже	выше
безопасность	ниже	выше
настройка клиентской сетевой карты	–	+
форма передачи	электрический импульс, бит	кадровая + пакетная
порты	4/12	от 4 до 48
кабель	LAN	LAN
режим связи дуплекс	half	half и full
адрес передачи данных	MAC	MAC

Выводы

Hub – повторитель. Схема имеет один IP-адрес, поэтому передача информации связанная. Чем больше компьютеров присоединено, тем сильнее тормозит соединение, тем выше нагрузка на сеть. Сегодня концентраторы утрачивают актуальность, их выпускают все меньше компаний. Скоро этот вид соединителя останется в прошлом.

Свитч – оптимизированное устройство, лишенное недостатков предшествующего. У каждого устройства, соединенного с коммутатором, индивидуальный IP. Это снижает нагрузку на сеть, каждый адресат получает только нужный ему пакет. Проблема в том, что для разделения сети нужно добиться получения большего количества IP-адресов. Все зависит от конкретного провайдера, но в определенных случаях он может отказаться.

Что такое концентратор hub

Концентратор hub это самая тупая сетевая железка, смысл которой заключается в том, что если к нему пришел сетевой пакет (его можно сравнить с письмом где ищется адресат), то он этот сетевой пакет отправит всем кто к нему подключен, что как можете понять не хорошо, так как данный пакет, получат те кому не нужно, где может быть и хакер. Так, что как вы поняли это тупой повторитель или репиттер в простонародье. Как работает хаб мы еще посмотрим.

Вот как выглядит концентратор хаб, 5 портов или более и up link, для соединения с таким же хабом или коммутатором.

Что такое свитч (коммутатор или swich)

Во первых свитчи бывают двух типов

Управляемые > подразумевает некое количество мозгов и некого функционала, такого как Vlan или LACP.
Не управляемые, без доп фишек

Свитчи пришли на замену тупым хабам, исправляющие их недостатки с пересылкой по всем клиентам. У свитчей очень простой принцип, вся адресация в них идет на основе таблицы mac адресов устройств. Каждое сетевое устройство или компьютер имеют уникальный mac адрес и свитч ведет у себя таблицу мак адресов, называется он arp таблица, где знает на каком порту сидит тот или иной мак адрес (сетевое устройство) и при виде пакета для него, отправляет не как хаб всем, а только одному адресату.В следствии чего меньше нагрузка на устройство и на саму сеть. Вот вам пример cisco свитча.

Что такое роутер

Ну и напомню что такое роутер, это буржуйское слово, означающее маршрут, из за этого его еще называют маршрутизатором. Его основная задача это передача трафика за пределы локальной сети, у него есть некая карта маршрутов куда и к кому идти дальше, более подробно я об этом рассказывал в заметке статическая маршрутизация, посмотрите будет полезно. Можно из обычного компьютера делать роутер, поставив на него специальную операционную систему по типу Kerio Control или Phsense.

отличие хаба от свитча

Я покажу вам отличие хаба от свитча, на примере симулятора cisco packet tracer 6.3. У меня есть две схемы, первая это четыре компьютера подключенных к hub и вторая, это так же четыре компьютера подключенных к коммутатору. Предположим я хочу проверить связь между первым компьютером и четвертым, для этого я воспользуюсь командой ping и мы посмотрим как ведет себя каждое сетевое устройство при пропуске пакета через себя.

Запускаем пакет от 192.168.1.2 до 192.168.1.5

сетевой пакет дошел до хаба и коммутатора, смотрим что произойдет дальше.

и вы сразу видите отличие hub от коммутатора, hub отсылает пакет во все доступные порта, а switch только нужному, тем самым делая это безопаснее и не нагружая сеть.

Далее происходит ответ от получателя для отправителя, пакет так же идет на устройства

И снова хаб рассылает куда только можно, а switch только нужному отправителю.

Думаю у вас не осталось вопросов в чем отличие хаба от свитча и тему можно закрывать и переходить к изучению более интересных вещей.

Читайте также: