Коротко: свитч работает внутри сети, роутер — между сетями
Если одним предложением: коммутатор объединяет устройства в одну локальную сеть и передаёт кадры между ними по MAC-адресам, а роутер соединяет разные сети и передаёт пакеты между ними по IP-адресам. Свитч — это второй уровень модели OSI, роутер — третий.
Спутать их легко, потому что оба выглядят как коробка с портами, а домашний «роутер» совмещает в одном корпусе сразу и то, и другое. Но задачи принципиально разные, и понимание этой разницы сразу объясняет кучу практических вещей — от того, почему устройства видят друг друга без интернета, до того, зачем в офисе стоят обе коробки.
Коммутатор | Маршрутизатор | |
|---|---|---|
Уровень OSI | L2 | L3 |
По какому адресу решает | MAC | IP |
Что делает с трафиком | Передаёт внутри сети | Передаёт между сетями |
Широковещательный домен | Не разделяет | Разделяет |
Типичное число портов | 8–4 | 2–5 |
Как работает коммутатор
Коммутатор запоминает, какое устройство подключено к какому порту, и при получении кадра отправляет его точно в нужный порт, а не рассылает всем подряд, как делал бы древний хаб. Таблица строится сама: в каждом входящем кадре есть адрес отправителя, и этого достаточно.
Все устройства за одним свитчем или несколькими соединёнными свитчами находятся в одном широковещательном домене — они видят друг друга напрямую, без участия роутера. Поэтому файлы между двумя компьютерами в офисе копируются на полной скорости локальной сети даже тогда, когда интернет лежит.
Управляемый или неуправляемый
Неуправляемый коммутатор — это просто удлинитель портов: включил и забыл. Управляемый умеет то, ради чего его и берут: VLAN, ограничение скорости на порту, зеркалирование трафика для диагностики, защиту от петель через STP, а часто ещё и PoE — питание камер и точек доступа по тому же кабелю.
Практический критерий простой. Нужно просто больше портов — берите неуправляемый. Нужно разделить сеть на сегменты, запитать камеры или хотя бы иметь возможность посмотреть счётчики ошибок на порту — только управляемый.
Как работает роутер
Роутер смотрит на IP-адрес назначения и решает, в какую сеть отправить пакет дальше — в том числе в интернет. Именно он выполняет роль шлюза по умолчанию для устройств локальной сети: без него устройства внутри одной сети видят друг друга через свитч, но не могут выйти ни в другую сеть, ни наружу.
Что обычно делает домашний роутер помимо маршрутизации
NAT — подменяет внутренние адреса своим публичным, чтобы десяток устройств вышли в интернет через один адрес.
DHCP-сервер — раздаёт устройствам адреса, маску, шлюз и DNS.
Фаервол — отсекает входящие подключения снаружи.
Точка доступа Wi-Fi — по сути отдельное устройство, просто в том же корпусе.
Встроенный коммутатор — те самые несколько LAN-портов сзади.
Из-за такого совмещения и возникает путаница. Когда говорят «роутер», чаще имеют в виду всю коробку целиком, а не функцию маршрутизации. В серверной же роутером называют устройство, которое именно маршрутизирует, — и портов у него может быть всего два.
Термины: router — это и есть маршрутизатор
Отдельная путаница чисто терминологическая: «router» и «маршрутизатор» — одно и то же устройство, просто английское и русское название. Это не два разных класса оборудования, и выбирать между ними не нужно. То же с парой «switch» и «коммутатор», а слово «свитч» — обычный профессиональный жаргон.
Ещё одно слово, которое стоит знать: «L3-коммутатор». Это коммутатор, который умеет маршрутизировать между VLAN на собственном железе. Берут его там, где много внутренних сетей и трафик между ними большой: маршрутизация в коммутаторе идёт быстрее, чем в обычном роутере, зато возможностей фаервола и NAT там почти нет.
Что выбрать для дома или небольшого офиса
Если задача — выйти в интернет и раздать Wi-Fi, обычно хватает одного роутера. Если портов не хватает, к нему добавляется коммутатор: это дешевле и надёжнее, чем менять роутер ради двух лишних розеток.
Сегментация меняет расклад. Как только появляется желание отделить гостей, камеры или бухгалтерию, нужен управляемый коммутатор и роутер, умеющий работать с VLAN. Домашние модели такое или не умеют вовсе, или умеют в урезанном виде.
И ещё одно соображение из практики: пропускная способность роутера обычно ниже, чем у коммутатора, потому что он делает с трафиком больше работы. Если между двумя сегментами гоняются большие объёмы, узким местом станет именно маршрутизатор — и здесь либо L3-коммутатор, либо пересмотр схемы, чтобы такой трафик вообще не выходил за пределы одного сегмента.
Порты, скорость и аплинк
При выборе коммутатора смотрят обычно на число портов, но не менее важно, как он справляется, когда работают все сразу. У приличного коммутатора коммутационная матрица рассчитана на полную нагрузку всех портов одновременно — такой режим называют неблокирующим. У совсем дешёвых моделей это не так, и при интенсивном обмене начинаются потери.
Второй момент — аплинк, то есть канал наверх, к роутеру или к коммутатору ядра. Если двадцать четыре гигабитных порта сходятся в один гигабитный аплинк, он становится узким местом ровно в тот момент, когда трафик идёт не между соседями, а наружу. Поэтому на моделях чуть посерьёзнее и делают пару отдельных портов SFP+ на 10 Гбит/с — они и предназначены для связи между коммутаторами.
Про смешение скоростей
Устройства с разной скоростью в одной сети уживаются нормально: коммутатор буферизует трафик и согласует темп. Но если гигабитный сервер постоянно шлёт данные на стомегабитный принтер, буфер переполняется, и часть кадров теряется — TCP это отработает, просто скорость просядет сильнее ожидаемого. Именно поэтому старое медленное устройство в сети иногда влияет на общее самочувствие больше, чем кажется по его собственной скромной нагрузке.
