Bộ định tuyến so với Switch: Sự khác biệt và So sánh

Bộ định tuyến kết nối các mạng khác nhau và quản lý lưu lượng giữa chúng, trong khi bộ chuyển mạch kết nối các thiết bị trong cùng một mạng, hướng dữ liệu đến các thiết bị cụ thể. Bộ định tuyến hoạt động ở lớp mạng, xử lý địa chỉ IP, trong khi các bộ chuyển mạch hoạt động ở lớp liên kết dữ liệu, sử dụng địa chỉ MAC để liên lạc.

Chìa khóa chính

1. Bộ định tuyến là thiết bị mạng hỗ trợ giao tiếp giữa các mạng, xác định đường dẫn tốt nhất để các gói dữ liệu di chuyển từ nguồn đến đích bằng địa chỉ IP.
2. Bộ chuyển mạch là thiết bị mạng kết nối các thiết bị trong một mạng, chuyển tiếp các gói dữ liệu dựa trên địa chỉ MAC, cho phép liên lạc có mục tiêu và hiệu quả hơn trong mạng cục bộ (LAN).
3. Sự khác biệt chính giữa bộ định tuyến và bộ chuyển mạch nằm ở chức năng và cách sử dụng của chúng trong mạng, với các bộ định tuyến kết nối các mạng khác nhau và sử dụng địa chỉ IP. Ngược lại, các thiết bị chuyển mạch tập trung vào việc kết nối các thiết bị trong một mạng bằng địa chỉ MAC.

Bộ định tuyến vs Bộ chuyển mạch

Sự khác biệt giữa bộ định tuyến và Switch là Bộ định tuyến cho phép máy tính hoặc hệ thống kết nối đồng thời với nhiều mạng, trong khi Switch cho phép kết nối đồng thời với nhiều thiết bị khác nhau.

Tuy nhiên, những điều trên không phải là điểm khác biệt duy nhất. So sánh giữa cả hai thuật ngữ trên các tham số cụ thể có thể làm sáng tỏ các khía cạnh tinh tế:

---

 

Bảng so sánh

Đặc tính	bộ định tuyến	Công tắc điện
Chức năng	Kết nối các mạng khác nhau (ví dụ: LAN, WAN, Internet)	Kết nối các thiết bị trong một mạng duy nhất
truyền dữ liệu	Gói (địa chỉ IP)	Khung (địa chỉ MAC)
Lớp mô hình OSI	Mạng (Lớp 3)	Liên kết dữ liệu (Lớp 2)
Quyết định định tuyến	Dựa trên địa chỉ IP và bảng định tuyến	Dựa trên địa chỉ MAC và bảng địa chỉ MAC
Các trường hợp sử dụng điển hình	Kết nối gia đình, doanh nghiệp và tổ chức với internet	Kết nối máy tính, máy in và các thiết bị khác trong mạng cục bộ
Số lượng cổng	Ít (4-8)	Nhiều (8-48)
Chuyển đổi tốc độ	Thấp hơn (100 Mbps – 1 Gbps)	Cao hơn (1 Gbps – 100 Gbps)
Miền phát sóng	Mỗi cổng là một miền quảng bá riêng biệt (trừ khi được định cấu hình bằng Vlan)	Một miền quảng bá trên mỗi switch (trừ khi được định cấu hình bằng Vlan)
Tính năng bảo mật	Tường lửa, NAT, ACL	Các tính năng bảo mật hạn chế
Phí Tổn	Đắt hơn	Ít tốn kém
phức tạp	Cấu hình phức tạp hơn	Dễ dàng cấu hình hơn

---

 

Router là gì?

Bộ định tuyến là một thiết bị mạng hoạt động ở lớp mạng (Lớp 3) của mô hình OSI, hỗ trợ giao tiếp giữa các mạng khác nhau. Nó đóng một vai trò quan trọng trong việc định hướng các gói dữ liệu từ mạng này sang mạng khác, đưa ra quyết định dựa trên địa chỉ IP đích. Dưới đây là bảng phân tích chi tiết:

Chức năng định tuyến

Bộ định tuyến sử dụng bảng định tuyến để xác định đường dẫn tối ưu cho các gói dữ liệu đến đích. Họ phân tích địa chỉ IP đích của từng gói và đưa ra quyết định chuyển tiếp dữ liệu đến bước nhảy tiếp theo thích hợp. Điều này cho phép kết nối các mạng khác nhau, chẳng hạn như mạng cục bộ (LAN) hoặc mạng diện rộng (WAN).

Dịch địa chỉ mạng (NAT)

Bộ định tuyến sử dụng Dịch địa chỉ mạng (NAT) để ánh xạ các địa chỉ IP riêng tư trong mạng cục bộ thành một địa chỉ IP công cộng duy nhất. Điều này cho phép nhiều thiết bị trong mạng riêng chia sẻ một địa chỉ IP công cộng duy nhất, tăng cường bảo mật và bảo tồn không gian địa chỉ IP công cộng.

Hỗ trợ giao thức

Bộ định tuyến hỗ trợ nhiều giao thức mạng khác nhau, bao gồm Giao thức Internet (IP) và có thể xử lý các giao thức định tuyến động như OSPF (Mở đường dẫn ngắn nhất trước) hoặc BGP (Giao thức cổng biên). Chúng đóng vai trò then chốt trong việc duy trì liên lạc hiệu quả trên cấu trúc phức tạp của Internet.

Tính năng bảo mật

Bộ định tuyến góp phần bảo mật mạng bằng cách triển khai các tính năng như tường lửa, danh sách kiểm soát truy cập (ACL) và hỗ trợ mạng riêng ảo (VPN). Những tính năng này giúp bảo vệ mạng khỏi bị truy cập trái phép và đảm bảo truyền dữ liệu an toàn.

Giao diện

Bộ định tuyến có nhiều giao diện để kết nối với các loại mạng khác nhau. Các giao diện này có thể bao gồm các cổng Ethernet cho kết nối có dây và giao diện không dây để kết nối với mạng Wi-Fi.

 

Công tắc là gì?

Switch là một thiết bị mạng hoạt động ở lớp liên kết dữ liệu (Lớp 2) của mô hình OSI. Chức năng chính của nó là kết nối nhiều thiết bị trong cùng một mạng cục bộ (LAN) và quản lý hiệu quả luồng dữ liệu giữa chúng.

Tính năng và hoạt động

1. Tìm hiểu địa chỉ MAC:
   • Switch sử dụng địa chỉ MAC để chuyển tiếp dữ liệu đến các thiết bị thích hợp trong mạng.
   • Khi nhận được khung, switch sẽ tìm hiểu địa chỉ MAC nguồn và liên kết nó với cổng mà khung đến.
2. Bảng chuyển tiếp:
   • Switch duy trì một bảng chuyển tiếp ánh xạ địa chỉ MAC tới các cổng switch tương ứng.
   • Bảng này cho phép switch đưa ra quyết định chuyển tiếp dựa trên địa chỉ MAC đích.
3. Miền phát sóng và va chạm:
   • Bộ chuyển mạch tạo các miền xung đột riêng cho từng cổng, giảm xung đột và cải thiện hiệu quả mạng.
   • Các miền phát sóng cũng được phân đoạn, hạn chế lưu lượng phát sóng đến các thiết bị trong cùng một miền. VLAN (Mạng cục bộ ảo).
4. Lọc khung:
   • Chuyển đổi các khung lọc dựa trên địa chỉ MAC, chỉ phân phối chúng đến những người nhận đã định.
   • Điều này làm giảm lưu lượng không cần thiết và nâng cao hiệu suất mạng tổng thể.
5. Hỗ trợ VLAN:
   • Switch hỗ trợ Mạng LAN ảo (VLAN), cho phép phân đoạn mạng và nhóm thiết bị hợp lý.
   • Vlan nâng cao tính bảo mật, khả năng quản lý và tính linh hoạt trong thiết kế mạng.
6. Giao tiếp song công hoàn toàn:
   • Bộ chuyển mạch hỗ trợ giao tiếp song công hoàn toàn, cho phép truyền và nhận dữ liệu đồng thời trên một cổng.
   • Điều này trái ngược với các môi trường dùng chung, như trung tâm hoặc cấu hình bán song công, nơi các thiết bị tranh giành cùng một phương tiện truyền thông.
7. Công tắc được quản lý và không được quản lý:
   • Bộ chuyển mạch được quản lý cung cấp các tính năng nâng cao như cấu hình Vlan, Chất lượng dịch vụ (QoS) và quản lý từ xa.
   • Công tắc không được quản lý hoạt động với cài đặt mặc định và đơn giản hơn, được sử dụng trong các thiết lập cơ bản tại nhà hoặc văn phòng nhỏ.

Trường hợp sử dụng

• Mạng doanh nghiệp:
  • Bộ chuyển mạch là thành phần cơ bản trong mạng doanh nghiệp, cung cấp kết nối hiệu quả và an toàn cho một số lượng lớn thiết bị.
• Các trung tâm dữ liệu:
  • Trong trung tâm dữ liệu, thiết bị chuyển mạch tạo điều kiện liên lạc tốc độ cao giữa máy chủ và các thiết bị nối mạng khác.
• Mạng gia đình:
  • Các bộ chuyển mạch cơ bản được sử dụng trong mạng gia đình để kết nối các thiết bị như máy tính, máy in và thiết bị thông minh.
• Mạng công nghiệp:
  • Thiết bị chuyển mạch công nghiệp được thiết kế để chịu được môi trường khắc nghiệt và được sử dụng trong các hệ thống điều khiển và tự động hóa công nghiệp.

---

Sự khác biệt chính giữa Bộ định tuyến và Bộ chuyển mạch

• Chức năng:
  • router: Kết nối các mạng khác nhau, quản lý lưu lượng giữa chúng và hoạt động ở lớp mạng (Lớp 3).
  • Công tắc điện: Kết nối các thiết bị trong cùng một mạng, hướng dữ liệu đến các thiết bị cụ thể và hoạt động ở lớp liên kết dữ liệu (Lớp 2).
• Địa chỉ:
  • router: Sử dụng địa chỉ IP để đưa ra quyết định chuyển tiếp.
  • Công tắc điện: Sử dụng địa chỉ MAC để chuyển tiếp dữ liệu trong mạng cục bộ.
• Quản lý giao thông:
  • router: Quản lý lưu lượng giữa các mạng khác nhau, thực thi chính sách và thực hiện định tuyến dựa trên địa chỉ IP.
  • Công tắc điện: Quản lý lưu lượng truy cập trong mạng, tạo các miền xung đột riêng cho từng cổng và chuyển tiếp khung dựa trên địa chỉ MAC.
• Lớp hoạt động:
  • router: Hoạt động ở lớp mạng (Lớp 3).
  • Công tắc điện: Hoạt động ở lớp liên kết dữ liệu (Lớp 2).
• Miền phát sóng:
  • router: Đóng vai trò là ranh giới cho các miền phát sóng, hạn chế lưu lượng phát sóng.
  • Công tắc điện: Phân đoạn các miền quảng bá trong cùng một Vlan.
• Kết nối thiết bị:
  • router: Kết nối với nhiều mạng và có thể kết nối với thiết bị chuyển mạch hoặc thiết bị khác.
  • Công tắc điện: Kết nối các thiết bị trong cùng một mạng cục bộ.
• Định tuyến so với chuyển mạch:
  • router: Đưa ra quyết định định tuyến dựa trên địa chỉ IP, xác định đường dẫn tốt nhất cho dữ liệu giữa các mạng khác nhau.
  • Công tắc điện: Đưa ra quyết định chuyển đổi dựa trên địa chỉ MAC, điều hướng dữ liệu trong cùng một mạng.
• Các trường hợp sử dụng điển hình:
  • router: Thường được sử dụng trong WAN (Mạng diện rộng) và để kết nối các mạng với các mạng con IP khác nhau.
  • Công tắc điện: Cần thiết trong mạng LAN (Mạng cục bộ) để kết nối các thiết bị trong cùng một mạng.
• Thích ứng với văn hoá:
  • router: Cung cấp sự linh hoạt hơn trong thiết kế mạng và hỗ trợ các giao thức đa dạng.
  • Công tắc điện: Cung cấp kết nối hiệu quả và tốc độ cao trong mạng cục bộ nhưng có độ linh hoạt giao thức kém hơn so với bộ định tuyến.
• Được quản lý và không được quản lý:
  • router: Hầu như luôn là một thiết bị được quản lý với các tùy chọn cấu hình.
  • Công tắc điện: Có thể được quản lý hoặc không được quản lý, với các thiết bị chuyển mạch được quản lý cung cấp các tính năng nâng cao như cấu hình Vlan và QoS.
• Kịch bản ví dụ:
  • router: Kết nối mạng gia đình với internet, xử lý liên lạc giữa các thiết bị trong nhà và máy chủ trên internet.
  • Công tắc điện: Kết nối máy tính, máy in và các thiết bị khác trong mạng văn phòng, tạo điều kiện liên lạc trong cùng một mạng cục bộ.

dự án

1. https://kilthub.cmu.edu/ndownloader/files/12074552
2. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/1268581/

Cập nhật lần cuối: ngày 11 tháng 2024 năm XNUMX