광대역 네트워크가 스위치 대신 라우터를 사용해야 하는 이유는 무엇인가요?
최근 스위치, 허브, 라우터가 무엇인지, 이들의 기능은 무엇인지, 차이점은 무엇인지 묻는 분들을 많이 보았는데, 이에 대해 저자는 간략하게 답변해 드리겠습니다.
우선 허브인 HUB에 대해 이야기해보자. 그 기능은 단순히 일부 기계를 연결하여 근거리 통신망을 형성하는 것으로 이해될 수 있습니다. 스위치(스위칭 허브라고도 함)는 허브와 거의 동일한 기능을 합니다. 그러나 둘 사이에는 성능 차이가 있습니다. 허브는 공유 대역폭 작업 방법을 채택하는 반면 스위치는 대역폭을 독점합니다. 이런 식으로 기계가 많거나 데이터 양이 많을 때 두 가지가 더 분명해집니다. 라우터는 위의 두 가지와는 분명히 다릅니다. 그 기능은 서로 다른 네트워크 세그먼트를 연결하고 네트워크에서 데이터 전송에 가장 적합한 경로를 찾는 것입니다. 정상적인 상황에서는 개인 사용자의 수요가 거의 없습니다. 스위치가 허브 뒤에 오는 것처럼 라우터는 스위치 뒤에 옵니다. 따라서 라우터와 스위치도 서로 관련되어 있으며 완전히 독립된 두 장치가 아닙니다. 라우터는 주로 데이터 패킷을 라우팅하고 전달할 수 없는 스위치의 단점을 극복합니다.
일반적으로 라우터와 스위치의 주요 차이점은 다음 측면에 반영됩니다.
(1) 다양한 작업 수준
원래 스위치는 작동합니다 두 번째 계층인 OSI/RM 개방형 아키텍처의 데이터 링크 계층에서 라우터는 처음부터 OSI 모델의 네트워크 계층에서 작동하도록 설계되었습니다. 스위치는 OSI(데이터 링크 계층)의 두 번째 계층에서 작동하기 때문에 작동 원리는 상대적으로 간단하지만 라우터는 OSI(네트워크 계층)의 세 번째 계층에서 작동하며 더 많은 프로토콜 정보를 얻을 수 있으며 라우터는 다음을 수행할 수 있습니다. 더욱 스마트한 전달 결정.
(2) 데이터 전달은 다양한 개체를 기반으로 합니다.
스위치는 물리적 주소 또는 MAC 주소를 사용하여 전달된 데이터의 대상 주소를 결정합니다. 라우터는 다양한 네트워크의 ID 번호(즉, IP 주소)를 사용하여 데이터 전달을 위한 주소를 결정합니다. IP 주소는 소프트웨어로 구현되며 장치가 위치한 네트워크를 설명합니다. 때로는 이러한 세 번째 계층 주소를 프로토콜 주소 또는 네트워크 주소라고도 합니다. MAC 주소는 일반적으로 하드웨어와 함께 제공되며 네트워크 카드 제조업체에서 할당하며 네트워크 카드에 고정되어 있으며 일반적으로 변경할 수 없습니다. IP 주소는 일반적으로 네트워크 관리자나 시스템에 의해 자동으로 할당됩니다.
(3) 기존 스위치는 충돌 도메인만 분할할 수 있고 브로드캐스트 도메인은 분할할 수 없습니다. 라우터는 브로드캐스트 도메인을 분할할 수 있습니다.
스위치로 연결된 네트워크 세그먼트는 여전히 동일한 브로드캐스트 도메인에 속합니다. 스위치가 연결된 모든 네트워크 세그먼트에 전파되어 경우에 따라 트래픽 정체 및 보안 침해를 유발합니다. 라우터에 연결된 네트워크 세그먼트는 다른 브로드캐스트 도메인에 할당되며 브로드캐스트 데이터는 라우터를 통과하지 않습니다. 세 번째 레이어 이상의 스위치에는 VLAN 기능이 있고 브로드캐스트 도메인을 분할할 수도 있지만 하위 브로드캐스트 도메인 간의 통신은 통신할 수 없으며 이들 간의 통신에는 여전히 라우터가 필요합니다.
(4) 라우터는 방화벽 서비스를 제공합니다.
라우터는 특정 주소의 데이터 패킷만 전달하며, 라우팅 프로토콜을 지원하지 않는 데이터 패킷과 알 수 없는 대상 네트워크 데이터는 전송하지 않습니다. 패킷을 전송하여 브로드캐스트 폭풍을 방지합니다.
스위치는 일반적으로 LAN-WAN 연결에 사용됩니다. 스위치는 브리지로 분류되며 데이터 링크 계층의 장치이기도 합니다. 라우터는 WAN-WAN 연결에 사용되며 이기종 네트워크 간에 패킷을 전달하고 네트워크 계층에서 작동할 수 있습니다. 그들은 단순히 한 라인에서 입력 패킷을 받아 다른 라인으로 전달합니다. 두 회선은 서로 다른 네트워크에 속할 수 있으며 서로 다른 프로토콜을 사용할 수 있습니다. 이에 비해 라우터는 스위치보다 강력하지만 상대적으로 느리고 비용이 많이 듭니다. 레이어 3 스위치는 스위치의 회선 속도 패킷 전달 기능과 라우터의 우수한 제어 기능을 모두 갖추고 있으므로 널리 사용됩니다.
현재 개인에게 가장 많이 사용되는 광대역 접속 방식은 ADSL이므로 ADSL 접속에 대해 간략하게 설명하겠습니다.
현재 구입한 대부분의 ADSL 고양이에는 라우팅 기능이 있습니다. (대부분의 통신 설비는 라우팅 기능을 활성화하지 않기 때문에 제조업체는 공장을 떠날 때 라우팅 기능을 차단하는 경우가 많습니다. DHCP를 활성화하십시오. ADSL 라우팅 기능을 켜십시오.) 개인이 인터넷에 액세스하는 경우 또는 소수의 컴퓨터 ADSL만으로 충분합니다. 컴퓨터가 더 많은 경우 하나 이상의 허브나 스위치만 구입하면 됩니다. 요즘은 허브와 스위치의 가격차이가 많이 나는 것을 생각하면 특별한 이유 없이 스위치를 구입하시기 바랍니다. 요즘은 제품의 동질성이 매우 중요하고, 가장 저렴한 스위치도 문제가 없기 때문에 굳이 높은 가격을 추구할 필요는 없습니다. 참조 견적을 제공하려면 확장 요구 사항을 충족하기 위해 8포트 제품을 구입하는 것이 좋습니다. 일반 가격은 약 100위안입니다. 스위치를 연결하고 모든 컴퓨터를 스위치에 연결하기만 하면 됩니다. 이제 남은 일은 각 시스템의 네트워크 케이블을 스위치 인터페이스에 연결하고 고양이의 네트워크 케이블을 업링크 인터페이스에 연결하는 것뿐입니다. 그런 다음 라우팅 기능, DHCP 등을 설정하면 인터넷을 즐길 수 있습니다.
위의 설명을 읽은 후 독자는 스위치, 허브 및 라우터에 대해 어느 정도 이해해야 합니다. 현재 사용은 주로 스위치와 라우터의 조합을 기반으로 하며 구체적인 조합 방법은 특정을 기반으로 할 수 있습니다. 네트워크 상태를 확인해야 합니다.
스위치와 라우터의 차이점
컴퓨터 네트워크는 종종 다양한 유형의 네트워크 상호 연결을 통해 연결됩니다. 여러 컴퓨터 네트워크가 물리적으로만 연결되어 있고 서로 통신할 수 없는 경우 이 "상호 연결"은 실질적인 의미가 없습니다. 따라서 "상호 연결"에 대해 말할 때 일반적으로 이러한 상호 연결된 컴퓨터가 통신할 수 있음을 암시합니다. 즉, 기능적으로나 논리적으로 이러한 컴퓨터 네트워크는 대규모 컴퓨터 네트워크를 형성했거나 인터넷이라고 부르기도 합니다. 인터넷 또는 인터넷이라고 합니다.
네트워크를 서로 연결하기 위해 일부 중간 장치(또는 중간 시스템)가 사용됩니다. ISO 용어로는 이를 중계 시스템이라고 합니다. 중계 시스템의 수준에 따라 다음과 같은 5가지 유형의 중계 시스템이 있을 수 있습니다.
1. 물리 계층(종종 첫 번째 계층, L1 계층이라고도 함) 중계 시스템, 즉 중계기(repeater) ) .
2. 데이터 링크 계층(즉, 두 번째 계층, L2 계층), 즉 네트워크 브릿지 또는 브릿지(bridge).
3. 네트워크 계층(세 번째 계층, L3 계층) 중계 시스템, 즉 라우터.
4. 브리지와 라우터의 혼합 브리지(브라우터)는 브리지와 라우터의 기능을 모두 갖습니다.
5. 네트워크 계층 위의 중계 시스템, 즉 게이트웨이입니다.
중계 시스템이 중계기인 경우 일반적으로 네트워크 상호 연결이라고 부르지 않습니다. a 확장된 네트워크이지만 여전히 네트워크입니다. 상위 수준 게이트웨이는 현재 복잡성으로 인해 덜 사용됩니다. 따라서 네트워크 상호 연결을 논의할 때 일반적으로 스위치와 라우터로 상호 연결된 네트워크를 의미합니다. 이 문서에서는 주로 스위치와 라우터 및 그 차이점에 대해 설명합니다.
2 스위치 및 라우터
"스위칭"은 브리징부터 라우팅, ATM, 전화 시스템에 이르기까지 오늘날의 네트워크에서 가장 자주 나타나는 단어입니다. 바꿔 말하면, 실제 교환이 무엇인지는 불분명합니다. 실제로 스위칭이라는 단어는 전화 시스템에서 처음 등장했는데, 특히 두 개의 서로 다른 전화기 사이의 음성 신호 교환을 의미하며 이 작업을 완료하는 장비는 전화 스위치입니다. 따라서 원래의 관점에서 볼 때 스위칭은 장치 입구에서 출구까지 신호 전달을 완료하는 기술적 개념일 뿐입니다. 따라서 이 정의를 충족하는 모든 장치를 스위칭 장치라고 부를 수 있습니다. "스위칭"은 데이터 네트워크 장비의 두 번째 계층을 설명하는 데 사용되는 경우 실제로는 브리지 장치를 의미하고 데이터의 세 번째 계층을 설명하는 데 사용되는 단어임을 알 수 있습니다. 네트워크 장치는 라우팅 장치를 의미하기도 합니다.
우리가 자주 이야기하는 이더넷 스위치는 실제로 브리지 기술을 기반으로 하는 다중 포트 레이어 2 네트워크 장치입니다. 이는 한 포트에서 다른 임의 포트로 데이터 프레임을 전달하기 위한 낮은 대기 시간과 낮은 오버헤드 경로를 제공합니다. .
스위치 코어에는 임의의 두 포트 간 통신 경로를 제공하는 스위칭 매트릭스가 있어야 하거나, 임의의 포트에서 수신된 데이터 프레임이 전송될 수 있도록 고속 스위칭 버스가 있어야 함을 알 수 있습니다. 다른 포트에서 전송됩니다. 실제 장비에서는 스위칭 매트릭스의 기능이 특수 칩(ASIC)에 의해 완성되는 경우가 많습니다. 또한 이더넷 스위치의 설계 철학에는 중요한 가정이 있습니다. 즉, 스위칭 코어의 속도가 너무 빨라서 일반적인 대량의 데이터 흐름이 혼잡을 유발하지 않는다는 것입니다. 전송되는 정보의 양은 무한대입니다(반대로 ATM 스위치는 전송되는 정보의 양에 비해 전환 기능이 제한된다는 생각으로 설계되었습니다).
이더넷 레이어 2 스위치는 다중 포트 브리지를 기반으로 개발되었지만 결국 스위칭에는 더 풍부한 기능이 있으므로 더 많은 대역폭을 확보하는 가장 좋은 방법일 뿐만 아니라 네트워크 관리도 더 쉽습니다.
라우터는 OSI 프로토콜 모델의 네트워크 계층에 있는 패킷 교환 장치(또는 네트워크 계층 중계 장치)입니다. 라우터의 기본 기능은 데이터(IP 패킷)를 올바른 네트워크로 전송하는 것입니다. 포함 사항:
1. 데이터그램 라우팅 및 전송을 포함한 IP 데이터그램 전달
2. 라우팅 테이블 유지 IP 패킷 전달의 기초가 되는 라우팅 정보를 다른 라우터와 교환합니다.
4. IP 데이터그램의 오류 처리 및 간단한 혼잡 제어
5. IP 데이터그램의 필터링 및 계산을 구현합니다.
규모가 다양한 네트워크의 경우 라우터의 역할에 초점이 다릅니다.
백본 네트워크에서 라우터의 주요 기능은 라우팅 선택입니다. 백본 네트워크의 라우터는 모든 하위 계층 네트워크에 대한 경로를 알아야 합니다. 이를 위해서는 대규모 라우팅 테이블을 유지하고 연결 상태 변경에 최대한 신속하게 대응해야 합니다. 라우터 오류는 심각한 정보 전송 문제를 야기합니다.
지역 네트워크에서 라우터의 주요 기능은 네트워크 연결 및 라우팅 선택, 즉 다양한 하위 네트워크 단위인 캠퍼스 네트워크를 연결하는 것이며 하위 네트워크 간의 데이터 전달도 담당합니다. -레벨 네트워크.
캠퍼스 네트워크에서 라우터의 주요 역할은 서브넷을 분리하는 것입니다. 초기 인터넷 인프라는 모든 호스트가 동일한 논리 네트워크에 있는 근거리 통신망(LAN)이었습니다. 네트워크 규모가 지속적으로 확장되면서 근거리 통신망은 고속 백본과 라우터로 연결된 여러 서브넷으로 구성된 캠퍼스 네트워크로 진화했습니다. 그 중 서브넷은 논리적으로 독립적이며 이를 분리할 수 있는 유일한 장치는 서브넷 간의 패킷 전달 및 브로드캐스트 격리를 담당하고, 경계에 있는 라우터는 상위 계층 네트워크와의 연결을 담당합니다. .
3 레이어 2 스위치와 라우터의 차이점
기존 스위치는 브리지에서 발전했으며 데이터 링크 레이어 장치인 OSI의 두 번째 레이어에 속합니다. MAC 주소에 따라 주소를 지정하고 스테이션 테이블을 통해 경로를 선택합니다. 스테이션 테이블의 설정 및 유지 관리는 스위치에 의해 자동으로 수행됩니다. 라우터는 네트워크 계층 장치인 OSI의 세 번째 계층에 속하며 IP 주소에 따라 주소가 지정되고 라우팅 테이블 라우팅 프로토콜을 통해 생성됩니다. 스위치의 가장 큰 장점은 속도입니다. 스위치는 프레임에서 MAC 주소만 식별하고 MAC 주소를 기반으로 포워딩 포트를 직접 생성하고 선택하면 되기 때문에 ASIC으로 구현하는 알고리즘이 간단하고 쉽습니다. 전달 속도가 매우 빠릅니다. 그러나 스위치의 작동 메커니즘에도 몇 가지 문제가 있습니다.
1. 루프: 스위치 주소 학습 및 스테이션 테이블 설정 알고리즘에 따라 스위치 간 루프가 허용되지 않습니다. 루프가 존재하면 스패닝 트리 알고리즘을 시작하여 루프가 발생한 포트를 차단해야 합니다. 라우터의 라우팅 프로토콜에는 이 문제가 없습니다. 로드 균형을 맞추고 안정성을 향상시키기 위해 라우터 사이에 여러 경로가 있을 수 있습니다.
2. 로드 집중: 스위치 사이에는 하나의 경로만 있으므로 정보가 하나의 통신 링크에 집중되며 로드 균형을 맞추기 위해 동적으로 할당할 수 없습니다.
라우터의 라우팅 프로토콜 알고리즘은 이를 방지할 수 있습니다. OSPF 라우팅 프로토콜 알고리즘은 여러 경로를 생성할 수 있을 뿐만 아니라 다양한 네트워크 애플리케이션에 대해 서로 다른 최적의 경로를 선택할 수도 있습니다.
3. 브로드캐스트 제어: 스위치는 충돌 도메인만 줄일 수 있지만 브로드캐스트 도메인은 줄일 수 없습니다. 전체 교환 네트워크는 대규모 브로드캐스트 도메인이며, 브로드캐스트 메시지는 교환 네트워크 전체에 분산되어 있습니다. 라우터는 브로드캐스트 도메인을 격리할 수 있으며 브로드캐스트 메시지는 라우터를 통해 계속해서 브로드캐스트될 수 없습니다.
4. 서브넷: 스위치는 MAC 주소만 인식할 수 있습니다. MAC 주소는 물리적 주소로 플랫 주소 구조를 사용하므로 MAC 주소를 기준으로 서브넷을 나눌 수 없습니다. 라우터는 IP 주소를 인식하며, IP 주소는 네트워크 관리자에 의해 할당되며, IP 주소는 네트워크 번호와 호스트 번호로 구분되어 있어 매우 편리하게 사용할 수 있습니다. 서브넷을 분할합니다. 라우터의 주요 기능은 다른 네트워크에 연결하는 것입니다.
5. 기밀성 문제: 스위치는 소스 MAC 주소, 대상 MAC 주소 및 프레임의 기타 내용을 기반으로 프레임을 필터링할 수도 있지만, 라우터는 소스 IP 주소, 대상 IP 주소, TCP를 기반으로 프레임을 필터링합니다. 포트 주소 및 기타 내용을 사용하여 패킷을 필터링하므로 더욱 직관적이고 편리합니다.
6. 미디어 관련: 스위치는 서로 다른 링크 계층과 물리 계층 간의 변환을 완료할 수도 있습니다. 그러나 이 변환 프로세스는 복잡하고 ASIC 구현에 적합하지 않으므로 필연적으로 감소합니다. 스위치의 전달 속도. 따라서 현재 스위치는 주로 동일하거나 유사한 물리적 미디어 및 링크 프로토콜의 네트워크 상호 연결을 완료하며 매우 다른 물리적 미디어 및 링크 계층 프로토콜을 사용하여 네트워크를 상호 연결하는 데 사용되지 않습니다. 라우터는 주로 서로 다른 네트워크 간의 상호 연결에 사용되므로 서로 다른 물리적 미디어, 링크 계층 프로토콜 및 네트워크 계층 프로토콜을 사용하여 네트워크를 연결할 수 있습니다. 라우터는 기능면에서는 장점이 있지만 가격이 비싸고 패킷 전달 속도가 낮습니다.
최근 몇 년 동안 스위치는 성능 향상을 위해 많은 개선을 이루었으며, 그 중 가장 눈에 띄는 것은 가상 네트워크와 레이어 3 스위칭입니다.
서브넷을 분할하면 브로드캐스트 도메인이 줄어들고 브로드캐스트 폭풍이 네트워크에 미치는 영향을 줄일 수 있습니다. 라우터의 각 인터페이스는 서브넷에 연결되어 있으며 라우터의 서로 다른 인터페이스에 연결된 서브넷은 서로 다른 서브넷에 속하며 라우터를 통해 브로드캐스트 메시지를 브로드캐스트할 수 없습니다. 서브넷 범위는 라우터에 의해 물리적으로 구분됩니다. 스위치의 경우 각 포트는 네트워크 세그먼트에 해당합니다. 서브넷은 여러 네트워크 세그먼트로 구성되므로 스위치 포트를 결합하여 서브넷을 논리적으로 나눌 수 있습니다. 브로드캐스트 메시지는 서브넷 내에서만 브로드캐스트될 수 있으며 다른 서브넷으로 확산될 수 없습니다. 논리적 서브넷을 합리적으로 분할하면 브로드캐스트 제어 목적이 달성됩니다. 논리적 서브넷은 스위치 포트의 조합이고 물리적 상관 관계가 없으므로 가상 서브넷 또는 가상 네트워크라고 합니다. 가상 네트워크 기술은 라우터를 사용하지 않고 브로드캐스트 패킷의 격리 문제를 해결하며 가상 네트워크의 네트워크 세그먼트는 물리적 위치와 아무런 관련이 없습니다. 서로 멀리 떨어져 있는 두 네트워크 세그먼트는 서로 다른 가상 네트워크에 속할 수 있으며, 서로 멀리 떨어져 있는 두 네트워크 세그먼트는 동일한 가상 네트워크에 속할 수 있습니다. 서로 다른 가상 네트워크에 있는 터미널은 서로 통신할 수 없으므로 네트워크 내 데이터에 대한 액세스 제어가 향상됩니다.
스위치와 라우터는 성능과 기능면에서 상충됩니다. 스위치는 스위칭 속도가 빠르지만 제어 기능이 약합니다. 라우터는 제어 성능이 뛰어나지만 패킷 전달 속도가 느립니다. 이러한 모순을 해결하는 기술은 스위치의 유선 속도 패킷 전달 기능과 라우터의 우수한 제어 기능을 모두 갖춘 3계층 스위칭입니다.
4 레이어 3 스위치와 라우터의 차이점
레이어 3 스위칭 기술이 등장하기 전에는 라우팅 기능 장치와 라우터를 구별할 필요가 거의 없었습니다. : 라우팅 기능을 제공하는 것은 라우터의 임무이지만 이제 레이어 3 스위치는 기존 라우터의 대부분의 기능을 완벽하게 수행할 수 있습니다. 네트워크 상호 연결 장치로서 레이어 3 스위치는 다음과 같은 특성을 갖습니다.
1. 레이어 3 주소를 기반으로 비즈니스 흐름을 전달합니다.
2. p>3. 패킷 필터링이나 인증 등의 특수 서비스를 완료할 수 있습니다.
4. 라우팅 처리를 수행하거나 수행하지 않습니다.
레이어 3 스위치는 기존 라우터에 비해 다음과 같은 장점이 있습니다.
1. 서브넷 간의 전송 대역폭을 임의로 할당할 수 있습니다. 기존 라우터의 각 인터페이스는 서브넷에 연결됩니다. 및 서브넷 라우터를 통한 전송 속도는 인터페이스의 대역폭에 의해 제한됩니다. 레이어 3 스위치는 여러 포트를 가상 네트워크로 정의할 수 있으며, 여러 포트로 구성된 가상 네트워크를 가상 네트워크 인터페이스로 사용할 수 있습니다. 가상 네트워크에서는 포트 수를 임의로 지정할 수 있으므로 서브넷 간 전송 대역폭에 제한이 없습니다.
2. 정보자원의 합리적인 할당 : 서브넷의 자원 접근률과 글로벌 네트워크의 자원 접근률은 차이가 없으므로 별도의 정보자원을 설정하는 것은 별 의미가 없습니다. 글로벌 네트워크에 서버 그룹을 구축함으로써 비용 절감은 물론 정보자원의 합리적 배분도 가능합니다.
3. 비용 절감: 일반적인 네트워크 설계에서는 스위치를 사용하여 서브넷 간 상호 연결을 위한 서브넷과 라우터를 형성합니다. 현재 네트워크 설계에는 3레이어 스위치가 사용되는데, 이는 임의의 가상 서브넷을 분할할 수 있을 뿐만 아니라 스위치의 3레이어 라우팅 기능을 통해 서브넷 간 통신을 완료하여 값비싼 라우터를 절약할 수 있습니다.
4. 스위치 간의 유연한 연결: 스위치로서 스위치 사이에는 루프가 허용되지 않지만 라우터로서 안정성을 향상하고 로드 균형을 맞추기 위해 여러 경로를 가질 수 있습니다. 레이어 3 스위치는 스패닝 트리 알고리즘을 사용하여 루프를 유발하는 포트를 차단하지만, 라우팅 선택을 수행할 때 여전히 차단된 경로를 라우팅 선택에 참여하기 위한 선택적 경로로 사용합니다.
5 결론
요약하면 스위치는 일반적으로 LAN-WAN 연결에 사용됩니다. 스위치는 브리지로 분류되며 일부 스위치는 세 번째를 구현할 수도 있습니다. 레이어 3 스위칭. 라우터는 WAN-WAN 연결에 사용되며 이기종 네트워크 간에 패킷을 전달하고 네트워크 계층에서 작동할 수 있습니다. 그들은 단순히 한 라인에서 입력 패킷을 받아 다른 라인으로 전달합니다. 두 회선은 서로 다른 네트워크에 속할 수 있으며 서로 다른 프로토콜을 사용할 수 있습니다. 이에 비해 라우터는 스위치보다 강력하지만 상대적으로 느리고 비용이 많이 듭니다. 레이어 3 스위치는 스위치의 회선 속도 패킷 전달 기능과 라우터의 우수한 제어 기능을 모두 갖추고 있으므로 방송 애플리케이션에 사용할 수 있습니다. >