هاب، سوئیچ و روتر | تفاوت تجهیزات اتصال به شبکه به زبان ساده

اگر به دنبال اتصال کامپیوترها یا شبکه‌های مختلف به یکدیگر هستید و سری به بازار زده باشید، با دستگاه های اتصال به شبکه مختلفی روبه‌رو خواهید شد که همگی نقش پل‌های ارتباطی را دارند. هاب (Hub)، سوئیچ (Switch) و روتر (Router) دقیقا همان دستگاه‌هایی هستند که فروشندگان به شما پیشنهاد می‌دهند. اما قبل از خرید بهتر است با تفاوت‌ها، کارکرد، و شباهت‌های این سه نوع دستگاه آشنا شوید. برای اینکه کار شما آسان‌تر شود، در این مطلب به طور کاملا کاربردی به نقش هر یک از این دستگاه‌ها و تفاوت هاب، سوئیچ و روتر در شبکه‌سازی سیستم‌ها پرداخته‌ایم.

هاب؛ یکی از ساده‌ترین دستگاه های اتصال به شبکه

اوایل در شبکه های کامپیوتری مفهومی به نام VLAN یا شبکه محلی مجازی وجود نداشت. برای اتصال دو یا چند تجهیز توسط اترنت از هاب استفاده می شد. هاب یکی از انواع دستگاه های اتصال به شبکه است که به‌عنوان یک پایگاه جهت اتصال دستگاه‌های مختلف در یک شبکه محلی (LAN) عمل می‌کند. این دستگاه در لایه یک یا همان فیزیکال مدل OSI کار کرده و با دریافت داده از یکی از پورت‌ها، آن را در پورت‌های دیگر نیز کپی می‌کند تا همه افراد در یک شبکه محلی بتوانند داده را ببینند. نکته قابل توجه در این است که تنها پورتی می‌تواند در هاب به داده پاسخ دهد که برای اولین بار به آن فرستاده شده، و بقیه اجزای شبکه تنها می‌توانند شاهد فرایند باشند.

دستگاه هاب قابلیت این را ندارد که تشخیص دهد داده را باید به کدام یک از پورت‌ها ارسال کند. ازاین‌رو، این دستگاه‌ها هستند که باید تعیین کنند که آیا باید داده را بپذیرند یا نه. در غیر این صورت، داده‌ها به همه پورت‌ها ارسال می‌شوند.

به دلیل همین نقص در عملکرد، سوئیچ ها به بازار عرضه شدند. سوئیچ های شبکه در لایه 2 مدل OSI کار می کنند.

سوئیچ شبکه

سوئیچ نوع دیگری از دستگاه های اتصال به شبکه است که داده را به‌صورت سوئیچینگ بسته (Packet Switching) جهت ارسال و دریافت در شبکه در می‌آورد. ازاین‌رو، قابلیت ارسال داده به آدرس‌های مشخص را دارد و یک درجه از هاب کارآمدتر است. پس بهتر است بگوییم بزرگ‌ترین تفاوت بین سوئیچ و هاب در این است که هاب به صورت کورکورانه داده‌ها را به دستگاه‌های متصل به شبکه ارسال می‌کند، درحالی‌که سوئیچ داده‌ها را به آدرس‌هایی که از قبل در آن تعریف شده انتقال می‌دهد. 

هنگامی که پورت یک داده را دریافت می‌کند، سوئیچ آدرسِ مقصد آن را می‌خواند و به جای ارسال به تمامی پورت‌ها، مستقیماً به دستگاه مورد نظر در شبکه می‌فرستد. در نتیجه یک سوئیچ می‌تواند سرعت شبکه‌هایی که ترافیک زیادی دارند را تا حد قابل قبولی بهبود ببخشد.

مقایسه هاب و سوئیچ

سوئیچ شبکه نسبت به هاب ها 2 برتری دارند :

1- اول، یک سوئیچ می تواند شبکه را به چندین LAN مجازی به نام VLAN تقسیم کند. این تقسیم بندی یک شبکه محلی را با یک دامنه پخش به چندین دامنه پخش تقسیم می کند. این موضوع به کاهش میزان تراکم ترافیک پخش در شبکه های بزرگتر کمک می کند.
2- سوئیچ لایه 2 می تواند به صورت داینامیک یا پویا جدولی را ایجاد می کند که در آن IP و MAC آدرس هر دستگاه در آن ثبت می کند. همین موضوع موجب می شود که دیگر سوئیچ نیازی ندارد تا دائما روی تمام پورت ها اطلاعات را ارسال کند. در عوض، سوئیچ در فریم های اترنت دریافت شده توسط دستگاه فرستنده نگاه می کند. فریم حاوی یک آدرس MAC مقصد است که در جدول آدرس MAC سوئیچ به آن ارجاع داده شده است. اگر سوئیچ پورت خاصی را که آدرس MAC مربوط به آن است بشناسد، داده را در حال unicast فقط برای مقصد مشخص ارسال می کند.

دستگاه روتر

در بین دستگاه های اتصال به شبکه، روتر را می‌توان هوشمندترین و پیچیده‌ترین دستگاه نامید. روترها نه فقط برای ارسال داده‌ها به دستگاه‌های متصل شده به یک شبکه، بلکه برای ارسال داده‌ها بین دو تا چند شبکه طراحی شده‌اند و کاربرد آنها هدایت ترافیک و تقسیم کار بین شبکه‌ها است. برخلاف دو دستگاه قبلی، روتر از دو بخش نرم‌افزاری و سخت‌افزاری تشکیل شده که معمولا در دروازه‌ها (Gateways) قرار می‌گیرند تا بتوانند ترافیک شبکه را بخوانند و سپس هدایت کنند.

فرق بین سوئیچ و روتر

همانطور که پیش از این اشاره شد سوئیچ های لایه 2 می توانند یک LAN را به چندین VLAN تقسیم کنند. هر وی لن، سابنت IP مخصوص به خود را دارد. دستگاه های موجود در یک VLAN و رنج IP می توانند به سادگی با یکدیگر در ارتباط باشند. اما اگر به عنوان مثال دستگاهی در VLAN10 بخواهد با دستگاهی در VLAN20 در ارتباط باشد (این موضوع با عنوان inter VLAN Routing شناخته می شود) به روتری نیاز داریم در لایه 3 مدل OSI عمل می کند. در روتر ها به جای تغییر فریم ها با استفاده از مک آدرس ها، مسیریابی بین زیرشبکه ها از طریق IP انجام می شود. روترهای قدیمی تر عموما مسیریابی را در لایه 2 انجام می دهند. اما روترهای حرفه ای و جدیدتر از مسیریابی لایه 3 نیز پشتیبانی می کنند.

دستگاه‌های اتصال به شبکه را با هم اشتباه نگیریم

گاهی اوقات ممکن است فروشندگان و حتی متخصصین امور شبکه، از کتفاوت هاب، سوئیچ و روتر چشم پوشی کرده و این کلمات را به جای هم استفاده کنند. اما با خواندن این مطلب فهمیدید که بین این سه دستگاه تفاوت‌هایی هست و امکان استفاده آنها به جای یکدیگر وجود ندارد. روتر در بین این نوع از دستگاه‌ها هوشمندانه‌تر عمل می‌کند و کاربردهای وسیع‌تری دارد. پس باید انتظار داشت که قیمت آن نیز نسبت به هاب و سوئیچ بیشتر باشد.