تفاوت سوئیچ و روتر در شبکه

سوئیچ و روتر اجزای ضروری زیرساخت شبکه در ادارات و سازمان ها هستند. این مقاله به تفصیل هر مفهوم را مورد بحث قرار می دهد. همچنین 15 تفاوت سوئیچ و روتر در شبکه را توضیح می دهد.

مقایسه سوئیچ و روتر در شبکه

سوئیچ ها و روترها هر دو سخت افزار شبکه هستند که بخش اساسی زیرساخت فناوری اطلاعات را تشکیل می دهند. قبل از مقایسه این دو، اجازه دهید ابتدا یک درک اساسی از سوئیچ ها و روترها و مزایا و معایب مربوط به هر یک داشته باشیم.

روتر چیست؟

اصطلاح “روتر” به تجهیزات شبکه ای اشاره دارد که بسته های داده را از یک شبکه کامپیوتری به شبکه دیگر منتقل می کند. یک روتر در لایه 3 پشته اتصال سیستم های باز (OSI) کار می کند و به چندین دستگاه اجازه می دهد از یک اتصال اینترنتی استفاده کنند. همچنین ترافیک بین شبکه های کامپیوتری را با ارسال بسته های داده به آدرس های پروتکل اینترنتی (IP) مشخص شده آنها مدیریت می کند.

هنگامی که روتر یک بسته داده را دریافت می کند، داده های آدرس شبکه را در داخل هدر بسته اسکن می کند تا مشخص کند بسته داده به کجا هدایت می شود. سپس دستگاه با توجه به اطلاعات ذخیره شده در جدول مسیریابی، داده را در طول مسیر هدایت می کند تا قبل از ارسال آن به شبکه بعدی، در سریع ترین زمان ممکن و موثرتر به مقصد نهایی برسد.

برخی از مزایای روترها به شرح زیر است:

• امکان ارتباط بین معماری های مختلف شبکه مانند حلقه های اترنت و توکن را فراهم می کنند.
• با ایجاد دامنه های برخورد و پخش، ترافیک شبکه را کاهش می دهند.
• از الگوریتم‌های مسیریابی پویا برای تعیین بهترین مسیر در سراسر اینترنت استفاده می‌کنند، بنابراین بار ترافیک را به حداقل می‌رسانند.
• مسیریابی پیچیده، ایزوله سازی ترافیک و کنترل جریان را ارائه می کنند.
• از آنجایی که آنها با سایر دستگاه‌های شبکه مانند مودم قابل همکاری هستند، می‌توان از روترها در ارتباط با آن دستگاه‌های دیگر استفاده کرد.

با این حال، معایب روترها به شرح زیر است:

• نسبت به سایر دستگاه های شبکه گران تر هستند.
• سیستم عامل آنها دارای چندین آسیب پذیری است که مهاجمان سایبری می توانند به راحتی از آنها سوء استفاده کنند.
• نسبتا کند هستند زیرا بسته های داده را در سه لایه پردازش می کنند.
• بر روی پروتکل های شبکه قابل مسیریابی کار می کنند. با این حال، همه پروتکل ها قابل مسیریابی نیستند

سوئیچ شبکه چیست؟

سوئیچ شبکه وسیله ای است که به بسیاری از دستگاه های موجود در یک شبکه کامپیوتری اجازه می دهد به یکدیگر متصل شوند. در لایه 2 مدل Open Systems Interconnection (OSI) که لایه پیوند داده است، کار می کند. بسته های داده را دریافت می کند و با تعویض بسته ها آنها را به دستگاه صحیح ارسال می کند. سوئیچ داده ها را فقط به دستگاهی که برای آن در نظر گرفته شده است ارسال می کند.

هنگامی که یک بسته داده وارد یک سوئیچ شبکه می شود، سوئیچ هدر خود را می خواند تا آدرس کنترل دسترسی رسانه (MAC) خود را پیدا کند و مقصد خود را تعیین کند. سپس سوئیچ بسته داده را از طریق پورت های مناسبی که به دستگاه مقصد منتهی می شود ارسال می کند. مزایای سوئیچ شبکه به شرح زیر است:

• پهنای باند در دسترس شبکه را افزایش می دهند و می توانند عملکرد شبکه را بهبود بخشند.
• از شبکه های محلی مجازی (LAN) پشتیبانی می کنند و بنابراین در تقسیم بندی منطقی کمک می کنند.
• برخورد فریم را در شبکه هایی که از آنها استفاده می کنند با ایجاد دامنه های برخورد برای هر اتصال به حداقل می رساند.
• به کاهش بار کاری روی رایانه های میزبان فردی کمک می کنند و از مدیریت متمرکز پشتیبانی می کنند.
• می توانند با ایستگاه های کاری ارتباط مستقیم برقرار کنند. همچنین، آنها می توانند چندین مکالمه همزمان را مجاز کنند.

با این حال، معایب زیر را نیز دارد:

• گران تر از پل های شبکه هستند.
• ردیابی مشکلات اتصال شبکه در سوئیچ های شبکه دشوار است.
• مهاجمان سایبری می‌توانند آدرس‌های IP را ضبط کنند یا فریم‌های اترنت را زمانی که سوئیچ در حالت غیرقانونی قرار دارد، جعل کنند.
• هنگامی که به عنوان یک انحراف برای محدود کردن پخش استفاده می شوند، خیلی خوب کار نمی کنند.

تفاوت روتر و سوئیچ شبکه

تفاوت های بین سوئیچ شبکه و روتر به شرح زیر است:

1. تعاریف

روتر: بسته های داده از طریق یک روتر از یک شبکه کامپیوتری به شبکه دیگر ارسال می شوند و چندین دستگاه را قادر می سازند تا یک اتصال اینترنتی واحد را به اشتراک بگذارند. بسته های داده را بین شبکه های کامپیوتری ارسال می کند. روترها ترافیک را کنترل می کنند تا اطمینان حاصل شود که بسته های داده از کارآمدترین مسیرها به مقصد خود عبور می کنند.

سوئیچ شبکه: از سوی دیگر، سوئیچ شبکه از تجهیزات اکتیو شبکه است که دستگاه های مختلفی را که بخشی از یک شبکه کامپیوتری هستند به هم متصل می کند. داده ها را از طریق سوئیچینگ بسته پردازش می کند تا آنها را دریافت کند، سپس آنها را پردازش کرده و به دستگاه مورد نظر ارسال می کند. سوئیچ شبکه فقط داده ها را به دستگاهی که برای آن در نظر گرفته شده ارسال می کند.

2. لایه های مدل OSI عملیاتی

روتر: طبق مدل ISO-OSI، روتر روی لایه 3 کار می کند که لایه شبکه است. بسته های داده را بر اساس آدرس IP موجود در بسته IP لایه 3 به مقصد ارسال می کند. پس از ارسال، چیزی در مورد بسته “به خاطر نمی آورد”.

سوئیچ شبکه: از طرف دیگر سوئیچ شبکه در لایه پیوند داده که لایه 2 مدل OSI است کار می کند. سوئیچ قبل از ارسال بسته های داده، یک بررسی خطا انجام می دهد که باعث کارآمدتر شدن آن می شود. علاوه بر این، سوئیچ های چندلایه همچنین می توانند داده ها را در لایه 3 با ترکیب عملکرد مسیریابی ارسال کنند.

3. تفاوت در حوزه پخش

روتر: در روترها همه پورت ها دامنه پخش خود را دارند. دامنه پخش در روترها به قطعات تقسیم می شود و اجازه انتشار را نمی دهد.

سوئیچ شبکه: در یک سوئیچ شبکه، تنها یک دامنه پخش وجود دارد – مگر اینکه شبکه های محلی مجازی پیاده سازی شوند. یک سوئیچ اترنت یک دامنه برخورد مجزا برای هر یک از پورت های خود ایجاد می کند. این به تمام دستگاه هایی که به پورت های سوئیچ متصل هستند اجازه می دهد بدون هیچ مشکلی داده ها را ارسال کنند. هنگامی که دستگاه ها به پورت های سوئیچ متصل می شوند، هر پورت سوئیچ به حوزه برخورد خود تبدیل می شود یا برخوردها حذف می شوند.

4. استفاده از جداول مسیریابی در حین انتقال

روتر: روترها می توانند آدرس IP خود را در جداول مسیریابی ذخیره کنند و یک آدرس را به تنهایی نگه دارند. هنگامی که آنها یک بسته داده دریافت می کنند، روترها به جداول مسیریابی موجود نگاه می کنند تا بهترین تطابق بین یکی از آدرس های جدول مسیریابی خود و آدرس IP مقصد نهایی بسته را پیدا کنند. تنها پس از آن آنها بسته را به مقصد نهایی ارسال می کنند.

سوئیچ شبکه: برعکس، سوئیچ های شبکه از جداول حافظه قابل دسترسی (CAM) برای یافتن آدرس های MAC برای رسیدن به مقصد استفاده می کنند. این معمولاً توسط تراشه های یکپارچه مخصوص برنامه (ASIC) قابل دسترسی است. آنها همچنین می توانند آدرس های MAC را در یک جدول جستجو ذخیره کنند و یک آدرس را به تنهایی حفظ کنند.

5. روش های انتقال

روتر: به طور پیش فرض، روترها در حالت فول دوبلکس ارسال می شوند. با این حال، کاربران می توانند بسته به ترجیحات خود، این را به نیمه دوبلکس تغییر دهند. در روترها برخوردهای کمتری وجود دارد. برخوردها کارایی شبکه را کاهش می دهند.

سوئیچ شبکه: داده ها در سوئیچ های شبکه در دو حالت فول و نیمه دوبلکس منتقل می شوند. کاربران بسته به ترجیحات خود می توانند این حالت را به حالت مذاکره خودکار تغییر دهند. شبکه‌ها را سوئیچ می‌کند و دامنه‌های برخورد بزرگ‌تر را به حوزه‌های کوچک‌تر تقسیم می‌کند. هر دستگاه در حالت نیمه دوبلکس به پورت خود روی سوئیچ متصل می شود. بنابراین، هر پورت به دامنه برخورد آن تبدیل می شود. بنابراین، در حالت فول دوبلکس، تنها یک فرستنده و یک گیرنده وجود دارد. خطر برخورد به طور کامل از معادله حذف می شود.

6. انواع شبکه

روتر: در محیط هایی مانند شبکه های گسترده (WAN)، شبکه های محلی (LAN) و شبکه های شهری (MAN) استفاده می شوند. سرعت این دستگاه های شبکه بسته به نوع محیطی که در آن استفاده می شود متفاوت است. به عنوان مثال، در محیط هایی با انواع شبکه های MAN یا WAN، روتر سریعتر از سوئیچ شبکه کار می کند.

سوئیچ شبکه: در مقابل سوئیچ های شبکه فقط برای محیط های LAN استفاده می شوند. در شبکه های محلی، سوئیچ شبکه سریعتر است.

7. تفاوت در پورت

روتر: در طول تولید، روترها به طور پیش فرض دارای دو پورت هستند. با این حال، در صورت نیاز می توان پورت های سریال بیشتری را اضافه کرد. می تواند 2، 4 یا 8 پورت داشته باشد. روترها از هر دو پورت سخت افزاری و نرم افزاری تشکیل شده اند. پورت های سخت افزاری شامل پورت های WAN و LAN و همچنین پورت های USB می باشد. پورت های نرم افزاری روترها را قادر می سازد تا تعیین کنند بسته های داده در کجا تخصیص داده می شوند و آنها را پیگیری کنند. هر برنامه دارای یک شماره پورت مشخص شده است.

سوئیچ شبکه: از سوی دیگر سوئیچ های شبکه، پل های شبکه چند پورت هستند. تعداد پورت ها در یک سوئیچ بسته به عملکرد دستگاه متفاوت است. یک روتر خانگی می تواند 5 پورت داشته باشد، در حالی که یک سوئیچ شبکه گسترده می تواند تا 52 پورت داشته باشد. تعداد دستگاه هایی که ممکن است به یک سوئیچ اترنت متصل شوند همیشه یک عدد کمتر از تعداد پورت های فیزیکی قابل دسترسی روی سوئیچ است. همیشه یک پورت روی سوئیچ برای اتصالی که سوئیچ را به روتر متصل می کند اختصاص داده می شود. دارای پورت های زیر است: یک پورت دسترسی، یک پورت ترانک و یک پورت هیبریدی.

8. فرمت های داده

روتر: در روترها، داده ها به صورت بسته ارسال می شود.

سوئیچ شبکه: در مقابل، داده ها در سوئیچ های شبکه به صورت فریم و بسته منتقل می شوند. در سوئیچ L2 به صورت فریم منتقل می شود. در سوئیچ L3 به دو صورت فریم و بسته ارسال می شود.

9. ترجمه آدرس پورت و شبکه

روتر: آنها می توانند ترجمه آدرس شبکه (NAT) و ترجمه آدرس پورت (PAT) را انجام دهند. از طریق NAT، روترها چندین دستگاه را قادر می سازند تا با استفاده از یک آدرس عمومی به اینترنت دسترسی داشته باشند. این به غلبه بر کمبود آدرس IP کمک می کند، به خصوص در شبکه هایی که از پروتکل اینترنت نسخه 4 (IPv4) استفاده می کنند.

همچنین با پوشاندن آدرس IP کل شبکه، امنیت را فراهم می کند. PAT نسبت به NAT انعطاف پذیری کمتری دارد، اما گسترش آدرس اضافی را ارائه می دهد. PAT از شماره پورت میزبان منحصر به فرد در آدرس IP جهانی برای تمایز بین ترجمه ها استفاده می کند. علاوه بر این، روترها خدمات دیگری مانند NetFlow و کیفیت خدمات (QoS) را ارائه می دهند.

سوئیچ شبکه: از طرف دیگر سوئیچ های شبکه نمی توانند NAT یا PAT را انجام دهند. آنها همچنین خدمات QoS یا NetFlow را ارائه نمی دهند.

10. انواع آدرس های مورد استفاده برای انتقال داده ها

روتر: از آدرس های IP برای انتقال داده ها استفاده می کند.

سوئیچ شبکه: از آدرس های MAC برای انتقال داده ها استفاده می کند.

11. سرعت شبکه

روتر: عملکرد و سرعت روترهای بی سیم از مدلی به مدل دیگر متفاوت است. اکثر دستگاه های بی سیم مدرن از استانداردی به نام 802.11 استفاده می کنند که تضمین می کند دستگاه های بی سیم تولید کنندگان مختلف می توانند با هم کار کنند. با این حال، برخی از دستگاه ها از استانداردهای جدیدتری مانند 802.11g و n بی سیم استفاده می کنند.

کاربران می توانند به سرعت های بین 1 تا 100 مگابایت در ثانیه (Mbps) دسترسی داشته باشند. با این حال، در اتصالات سیمی، نرخ ها تا محدوده ای بین 100 مگابیت در ثانیه و 1 گیگابایت در ثانیه (گیگابیت بر ثانیه) افزایش می یابد.

سوئیچ شبکه: سرعت و عملکرد سوئیچ های شبکه از مدلی به مدل دیگر متفاوت است. هنگام انتخاب مدل سوئیچ، کاربران باید نوع توان عملیاتی مورد نیاز خود را در نظر بگیرند. سوئیچ های پیکربندی ثابت 10 تا 100 مگابیت در ثانیه برای اترنت سریع، 10/100/1000 مگابیت در ثانیه برای اترنت گیگابیتی و 10/1000/10000 مگابیت در ثانیه برای ده گیگابیت ارائه می دهند.

12. الزامات دسترسی به اینترنت

روتر: روتر لزوماً به اتصال به اینترنت نیاز ندارد. اتصال به اینترنت فقط برای امنیت بیشتر و فعال کردن اتصال بین چندین دستگاه راه دور خارج از شبکه شخصی مورد نیاز است.

سوئیچ شبکه: به اتصال اینترنت نیاز دارد.

13. استفاده از پهنای باند

روتر: در روترها، پهنای باند به صورت پویا به اشتراک گذاشته می شود. روترها به اشتراک گذاری پهنای باند پویا یا ایستا را بر روی رابط های کابل مدولار ارائه می کنند. مقدار درصد پیش فرض معمولاً روی 0 تنظیم می شود و مقدار درصد از یک تا 96 متغیر است.

سوئیچ شبکه: در مقابل در سوئیچ های شبکه پورت اشتراک گذاری وجود ندارد. ظرفیت پورت فردی می تواند 10، 100، 1000 یا 1000 مگابیت بر ثانیه باشد.

14. تصمیمات مسیریابی

روتر: وظیفه اصلی یک روتر ارسال بسته های داده به مقصد است. یک تصمیم مسیریابی آدرس IP مقصد را با ورودی های جدول مسیریابی مقایسه می کند و بهترین تطابق را انتخاب می کند. اگر بسته داده ای مطابقت نداشته باشد معمولاً کنار گذاشته می شود. با این حال، یک روتر از زیر شبکه برای تعیین بهترین مسیر در صورت وجود چندین تطابق استفاده می کند. روترها می توانند تصمیمات مسیریابی سریع تری بگیرند.

سوئیچ شبکه: مسیریابی فرآیند پیچیده ای است که شامل چندین لایه و مؤلفه است که هر کدام اولویت ها و خط مشی های خود را دارند. برعکس، در سوئیچ های اترنت، بسته ای که فاقد آدرس منطبق است به هر پورت به جز پورت مبدأ ارسال می شود. سوئیچ های شبکه تصمیمات مسیریابی کندتری را اتخاذ می کنند زیرا از زمان بیشتری برای تصمیم گیری های پیچیده استفاده می کنند.

15. انواع دستگاه ها

روتر: دو شکل مسیریابی وجود دارد. که مسیریابی تطبیقی ​​و غیر تطبیقی ​​است. در مسیریابی تطبیقی، تصمیمات مسیریابی بر اساس ترافیک شبکه و توپولوژی اتخاذ می شود. گاهی اوقات از آن به عنوان مسیریابی پویا یاد می شود. با این حال، در مسیریابی غیر تطبیقی، تصمیمات مسیریابی با مراجعه به جداول استاتیک گرفته می شود. همچنین به عنوان مسیریابی استاتیک شناخته می شود.

سوئیچ شبکه: سه شکل سوئیچینگ وجود دارد. این سوئیچینگ مدار، بسته و پیام است. در سوئیچینگ مدار، پس از ایجاد یک مسیر اختصاصی بین مبدا و مقصد، یک اتصال ایجاد می شود. در سوئیچینگ پیام و بسته، پیوندها به طور مستقل، یکی یکی، بین گره های در راه توسعه می یابند.

جمع بندی

در نهایت، یک محیط شبکه کاملا موثر نمی تواند بدون روتر و سوئیچ وجود داشته باشد. سوئیچ ها چندین نقطه پایانی را به هم متصل می کنند تا اشتراک منابع را در یک شبکه محدود فعال کنند. یک روتر هدف گسترده تری دارد، هدایت ترافیک از اینترنت عمومی یا خصوصی و بین مقاصد محلی. دانستن تفاوت سوئیچ و روتر در شبکه به شما این امکان را می دهد که هم به طور بهینه استفاده کنید و هم ظرفیت شبکه موجود را به حداکثر برسانید.