スイッチとルーターの機能的な違い

コンピューターネットワークは、さまざまな種類のネットワークによって相互に接続されています。複数のコンピューターが単に接続されている場合、通信できません。したがって、コンピューターの「相互接続性」について話すとき、実際にこれらの相互接続されたコンピューターがすでに通信できることを意味します。つまり、機能的な観点から、これらのコンピューターはすでに別の大規模なコンピューターネットワークを形成しており、理にかなっています。

1.リレー

これらのデバイスを相互に接続するデバイスは、リレーと呼ばれます。リレーシステムの階層によると、多くの場合、次のタイプのリレーを参照します。

1.物理層、リピーター、最初の層

2.データリンクレイヤー、ブリッジ、2番目のレイヤー

3.ネットワークレイヤー、ルーター、3層

4.ブリッジとルーターの両方の機能を備えたハイブリッドブリッジ

5.ネットワークレイヤーの上のシステムとゲートウェイをリレーします

リレーシステムのみがある場合、ネットワークであるネットワークのみを拡張するため、ネットワークの相互接続については一般的には話しません。高レベルのゲートウェイが複雑な場合、それらはめったに使用されません。それらについて議論するとき、それは一般に、スイッチとルーター間の相互接続の保持を指します。したがって、今日は、スイッチとルーターの違いについて説明します。ネットワークスイッチ

2.スイッチとルーターの定義

スイッチングは、デバイスの入り口から出口への信号の転送を完了する技術的な概念です。データネットワークの2番目のレイヤーのデバイスを記述するために使用すると、ブリッジングデバイスです。データネットワークの3番目のレイヤーデバイスを記述するために使用される場合、ルーティングデバイスです。

よく言及するスイッチはイーサネットスイッチで、実際にはブリッジテクノロジーに基づいたマルチポートセカンドレイヤーネットワークデバイスです。これは、あるポートから別のポートにデータフレームを転送するための遅延と低い販売経路を提供します。つまり、スイッチの内部コアは、任意の2つのポート間の通信のパスを提供するスイッチマトリックスであり、ポートが受け取ったデータフレームを他のポートから送信できるようにします。

ルーターは、OSIプロトコルモデルのネットワークレイヤーのパケットスイッチングデバイスであり、その機能はデータを正しいネットワークに送信することです。このプロセスには以下が含まれます。

1. IPデータグラムの転送。

2.放送のサブネットの分離と抑制（ホスト間の「1つのすべての」通信モード。ネットワークは各ホストから送信された信号を無条件にコピーして転送し、すべてのホストが必要かどうかに関係なくすべての情報を受信できます） ;

3.ルーティングテーブルを維持し、他のルーターとルーティング情報を交換します。 WiFi 6天井ワイヤレスAP

4. IPデータグラムのエラー処理と単純な輻輳抑制。

5. IPデータグラムのフィルタリングとアカウンティングを実装します。 ACコントローラー



3.異なるスケールのネットワークでは、ルーターの焦点はACコントローラーが異なります

バックボーンネットワークでは、ルーターの主な役割はルーティングであり、バックボーンネットワークのルーターはすべての低レベルネットワークのパスを管理します。これには、大きなルーティングテーブルを維持し、接続ステータスの変更にできるだけ早く応答する必要があります。

地域ネットワークでは、ルーターは主にネットワーク接続とルーティングの選択を担当します。つまり、キャンパスネットワークである低レベルのさまざまな草の根ネットワークユニットを、低レベルのネットワーク間のデータ転送も担当します。

キャンパスネットワーク内で、ルーターは主にサブネットを分離するために使用されます。インターネットの初期の草の根ユニットはローカルエリアネットワークで、すべてのホストが同じ論理スタイルにありました。スケールの拡張により、ローカルエリアネットワークは、高速バックボーンとルーターで接続された複数のサブネットで構成されるキャンパスネットワークになりました。各サブネットは論理的に独立しており、ルーターはそれらを分割できる唯一のデバイスです。サブネット間でデータグラムを転送および分離する責任がありますが、境界上のルーターは上層ネットワークへの接続を担当します。

4.レイヤー2スイッチ（ブリッジ）とルーターの違い

従来のスイッチは、MACアドレスとステーションテーブルに基づいてルートを選択するネットワークブリッジから進化しました。ステーションテーブルの確立とメンテナンスは、スイッチによって自動的に実行されます。

ルーターは、OSIネットワークデバイスの3番目のレイヤーに属します。OSIネットワークデバイスは、IPアドレスに基づいてアドレスを与え、ルーティングテーブルプロトコルを介して生成されます。

スイッチの最大の利点は、その速度です。スイッチはフレーム内のMACアドレスを認識するだけであるため、アドレスに基づいてポートを転送するアルゴリズムは簡単で、ASICが簡単に実装できます。



スイッチに関するいくつかの問題は、ルーターによって回避できます。

1.ループ：スイッチアドレス学習およびステーションテーブル確立アルゴリズムに基づいて、スイッチ間にループは許可されていません。ループが存在すると、スパニングツリーアルゴリズムを起動して、ループを生成したポートをブロックする必要があります。ルーターのプロトコルにはそのような問題はなく、複数のパスを介して負荷のバランスを取り、信頼性を向上させることができます。

2.荷重濃度：スイッチ間に1つのパスしか持たないため、情報は1つの情報リンクに集中し、負荷のバランスをとるために動的に割り当てることはできません。ルーターのアルゴリズムはこれを回避できます。

3.ブロードキャスト制御：スイッチは競合ドメインを絞り込むだけですが、ブロードキャストドメインを絞り込むことはできません。切り替えられたネットワーク全体は大規模なブロードキャストドメインであり、ブロードキャストパケットはこのネットワークに散らばっています。ただし、ルーターはブロードキャストドメインを分離し、自由にブロードキャストするのを防ぐことができます。

4.サブネット部門：スイッチはMacアドレスのみを認識できます。このアドレスは物理的なアドレスであるため、スイッチはMacに基づいてサブネットを分割することはできませんが、ルーターはIPアドレスを自動的に認識できます。このアドレスは、ロジックに基づいてネットワーク管理者によって自動的に割り当てられるため、競合または複製は行われません。ルーターの主な機能は、異なるネットワークを接続することです。

5.機密性の問題：スイッチは、ソースMACアドレス、宛先MACアドレスなどに基づいてフレームをフィルタリングできますが、ルーターはアドレス、宛先IPアドレスなどに基づいてパケットをフィルタリングできます。これは、より便利で直感的です。

6.関連：ブリッジングデバイスとして、スイッチはリンク層と物理レイヤー間の変換を完了することができますが、この変換は比較的複雑で、ルーターは比較的単純です。

このことから、ルーターは、物理レイヤー間のリンクを急ぐことなく、主に同じまたは類似の物理メディアとリンクプロトコルのネットワーク相互接続を主に完全に完全に完全に相互接続することがわかります。それどころか、ルーターは主にさまざまなネットワークの相互接続に使用されるため、物理メディア、リンクレイヤープロトコル、ネットワークレイヤープロトコルを使用できないネットワークを接続できます。

ルーターには機能的な利点があるように見えるかもしれませんが、高価で、パケットの送信速度が低くなっています。

スイッチとルーターの機能は似ていますが、矛盾しています。スイッチは高速ですが、抑制機能は弱いです。ルーターには強い抑制機能がありますが、転送速度は遅いです。


5.レイヤー3スイッチとルーターの違い

6. 3番目のレイヤースイッチ自体にも「ルーティング」の機能があるという事実により、一般に従来のルーティングに似ています。ただし、個別に引き出されるため、従来のルーティングとは根本的に根本的に異なります。

1.異なる機能

誰もが明確にする必要がある概念は、3番目のレイヤースイッチの本質はまだスイッチであり、いくつかのルーター機能のみが付属していることです。その主な機能は依然としてデータ交換にあり、ルーティングはデバイスがより適用可能で実用的であり、適用性を拡大するのにのみ役立ちます。

つまり、3番目のレイヤースイッチには、データ交換機能とルーティング機能の両方があります。

2.該当する環境は異なります

3番目のレイヤースイッチのルーティング関数は、主に単純なローカルエリアネットワークに適しているため、追加の関数です。一方、ルーターは異なります。彼らは、さまざまな種類のネットワークの接続を満たすために現れたため、ローカルエリアネットワークであろうと広いエリアネットワークであろうと、あらゆるネットワークに適しています。それらの利点は、最適なルートの選択、負荷共有、リンクバックアップ、および他のネットワークとルーティング情報を交換することにあります。

3.異なるパフォーマンス表現

技術的に言えば、3番目のレイヤースイッチはハードウェアを介したパケットスイッチを実行し、ルーターはマイクロプロセッサのソフトウェアルーティングエンジンに基づいてパケットスイッチングを実行します。データをルーティングした後、3層ルーターはMacアドレスとIPアドレスのマッピングテーブルを生成します。同じデータが再び現れると、データはルーターを通過する必要がないため、ルーターによる遅延がなくなり、パケット転送の効率が向上します。