Чем отличается коммутатор от маршрутизатора

Коротко: свитч пересылает кадры внутри одной сети по MAC-адресам, роутер — маршрутизирует пакеты между сетями по IP. Это два уровня модели OSI (L2 и L3), два разных класса задач, и путать их — примерно как путать электрика с архитектором: оба нужны, но делают разное. 

Отличие коммутатора от маршрутизатора

Путаница в терминах — классика. Оба устройства передают трафик, оба стоят в стойке, оба мигают светодиодами. Но сетевой коммутатор работает на канальном уровне и оперирует MAC-адресами, а маршрутизатор — на сетевом, где в ходу уже IP. Разница фундаментальная, и вот её суть:

Хаб (концентратор) — уже музейный экспонат: он тупо дублировал входящий фрейм на все порты, засоряя сеть широковещательным мусором. Свитч умнее — хранит таблицу MAC-адресов и отправляет кадр только на нужный порт. Роутер работает уровнем выше: анализирует заголовки IP-пакетов, принимает решения о маршруте и связывает между собой разные сети. У него полноценная ОС (Cisco IOS, RouterOS, VyOS и т.д.), файрвол, NAT, DHCP — целый арсенал.

С терминологией тоже проще, чем кажется: маршрутизатор = роутер (это буквально одно слово на русском и английском), коммутатор = свитч. А вот назвать свитч хабом — грубая ошибка: это принципиально разные устройства.

Что такое коммутатор?

Коммутатор (он же свитч, от англ. switch — переключатель) — устройство канального уровня (L2). Его задача — коммутация кадров внутри локальной сети по MAC-адресам. Никакого «постепенного выхода из употребления» тут нет — свитчи живут и здравствуют. В корпоративных сетях без них никуда: от 1GbE-неуправляек в переговорках до 400GbE-коммутаторов уровня ядра в ЦОД.

Свитч делит на два лагеря: неуправляемые (plug-and-play, без настроек) и управляемые (VLAN, QoS, SNMP-мониторинг, зеркалирование портов). Между ними есть промежуточный вариант — так называемые Smart-свитчи с урезанным набором L2-функций.

Главное преимущество: данные идут только адресату, а не всем подряд (как это было у хабов). Отсюда — предсказуемая задержка и нормальная безопасность на уровне сегмента.

Принцип работы коммутатора

Алгоритм прост. Свитч хранит в памяти CAM-таблицу (Content Addressable Memory) — по сути, справочник «какой MAC на каком порту сидит». Когда приходит кадр, свитч считывает source MAC и записывает привязку к порту. Дальше смотрит destination MAC: если адрес есть в таблице — кадр летит на конкретный порт. Если нет — рассылка на все порты (flooding), пока устройство-получатель не ответит и не «засветит» свой MAC.

Режимы коммутации влияют на задержку и надёжность: store-and-forward (принимает кадр целиком, проверяет CRC, потом пересылает) и cut-through (начинает пересылку сразу после чтения destination MAC — быстрее, но без проверки целостности). В большинстве enterprise-свитчей используется store-and-forward.

Что такое маршрутизатор?

Маршрутизатор (роутер) — устройство сетевого уровня (L3). Его работа — принимать IP-пакеты и решать, куда их отправить дальше, опираясь на таблицу маршрутизации. По сути, это шлюз между сетями: между LAN и WAN, между двумя подсетями, между вашей инфраструктурой и провайдером.

Что есть «из коробки» практически у любого роутера:

• NAT — трансляция адресов, чтобы десятки устройств в локалке выходили в интернет через один внешний IP;
• встроенный файрвол с фильтрацией пакетов;
• DHCP-сервер для автоматической раздачи адресов;
• поддержка статической и динамической маршрутизации (RIP, OSPF, BGP — в зависимости от класса устройства).

В корпоративном сегменте роутеры умеют VPN-терминацию, policy-based routing, QoS с приоритизацией голосового трафика. Бытовые модели часто совмещают в себе роутер, свитч и Wi-Fi точку доступа — три устройства в одном корпусе.

Принцип работы маршрутизатора

Роутер получает пакет, читает destination IP в заголовке и сверяется с таблицей маршрутизации. Таблица содержит записи вида «сеть X.X.X.X/Y — доступна через интерфейс Z (или через next-hop W)». Если совпадение найдено — пакет уходит в нужном направлении. Если нет — срабатывает default route (маршрут по умолчанию) или пакет отбрасывается.

Маршруты попадают в таблицу двумя путями: статически (админ вбил руками) или динамически через протоколы маршрутизации — OSPF, BGP, EIGRP. В домашних сетях обычно хватает одного default route до провайдера. В корпоративных — десятки и сотни маршрутов, и без динамической маршрутизации управлять этим вручную нереально.

Физически у домашнего роутера один WAN-порт (кабель провайдера) и несколько LAN-портов для локальных устройств. У enterprise-моделей портов и интерфейсов может быть значительно больше, включая SFP+ и 10GbE.

Ключевые различия между коммутатором и маршрутизатором

Формулировка «у свитча нет ОС, а у роутера есть» — упрощение. У управляемых свитчей тоже есть прошивка с CLI или веб-интерфейсом. Разница — в уровне работы и функциях. Вот сравнение, которое покрывает реальные отличия:

Таблица различий между коммутатором и маршрутизатором

Типы коммутаторов

Свитчи никуда не уходят — наоборот, их рынок растёт вместе с трафиком. Классификация:

• Неуправляемые — воткнул, работает. Нет настроек, нет VLAN, нет мониторинга. Годятся для малого офиса или домашней сети.
• Smart / Web-managed — базовые VLAN, QoS, настройка через веб-интерфейс. Компромисс между ценой и функциональностью.
• Управляемые (L2/L3) — полный контроль: VLAN, ACL, SNMP, STP/RSTP, зеркалирование портов, агрегация каналов (LACP). L3-свитчи умеют ещё и маршрутизировать между VLAN — это размывает границу с роутерами.
• Модульные (шасси) — используются в ядре крупных сетей. Линейные карты и модули питания меняются без остановки оборудования.

Выбор зависит от задачи: количество портов (8, 24, 48), скорость (1G, 10G, 25G, 100G), поддержка PoE/PoE+ для питания IP-камер и точек доступа, форм-фактор (настольный или 19" в стойку).

Преимущества коммутатора

Свитч — рабочая лошадка локальной сети. Его задача — быстро и надёжно доставлять кадры между устройствами. Из конкретных плюсов: Port Mirroring (зеркалирование трафика для диагностики), LACP (объединение нескольких физических линков в один логический канал с увеличенной пропускной способностью), Loopback Detection (защита от петель), поддержка PoE для питания конечных устройств без отдельного БП. У управляемых моделей — ещё и VLAN-сегментация, что критично для изоляции трафика между отделами или гостевой и корпоративной сетью.

Типы маршрутизаторов

Деление на «проводные и беспроводные» давно не отражает реальной картины. Классификация по назначению:

• SOHO-роутеры — домашние и для малого офиса. Встроенный свитч, Wi-Fi (Wi-Fi 6E / Wi-Fi 7), NAT, базовый файрвол. Один WAN-порт, 4 LAN.
• Enterprise / Branch-роутеры — для филиальных сетей. VPN-терминация (IPsec, WireGuard), расширенные протоколы маршрутизации, модульная архитектура, отказоустойчивость (VRRP/HSRP).
• Core / Edge-роутеры — операторский класс. BGP full view, терабитная пропускная способность, MPLS. Стоят у провайдеров и в ядрах крупных корпоративных сетей.
• SD-WAN-устройства — программно-определяемая маршрутизация поверх нескольких каналов связи. Тренд в корпоративном сегменте: централизованное управление, автоматический выбор пути, интеграция с облачными сервисами.

Преимущества маршрутизатора

Роутер — точка входа в интернет и одновременно первый рубеж защиты. NAT скрывает внутренние адреса от внешнего мира, файрвол фильтрует нежелательные подключения, VPN шифрует трафик между площадками. В корпоративной среде роутер обеспечивает QoS (приоритет VoIP и видеоконференций над фоновыми загрузками), policy-based routing и резервирование каналов. Для дома — родительский контроль, гостевая сеть, Mesh-расширение зоны покрытия Wi-Fi.

Зачем нужен маршрутизатор и коммутатор?

Свитч расширяет сеть — добавляет порты, чтобы подключить устройства в рамках одного broadcast-домена. Роутер соединяет сети — связывает локалку с интернетом или два филиала между собой. В типичной инфраструктуре они работают в связке: роутер на границе сети, свитчи — внутри, раздают подключения по этажам и отделам.

Как работает маршрутизатор и коммутатор?

Свитч: получает Ethernet-кадр → считывает MAC-адрес назначения → ищет в CAM-таблице → пересылает на нужный порт (или рассылает на все, если адрес неизвестен).

Роутер: получает IP-пакет → считывает destination IP → ищет маршрут в таблице маршрутизации → пересылает через нужный интерфейс, при необходимости выполняя NAT, применяя ACL-правила и декрементируя TTL. Между площадками пакеты могут идти через VPN-туннель — роутер инкапсулирует и шифрует их на лету.

Можно ли подключить роутер к коммутатору?

Это стандартная схема. LAN-порт роутера подключается патч-кордом к uplink-порту свитча — и все устройства за свитчем получают доступ к сети и интернету через роутер. Так устроена любая офисная сеть: один роутер на периметре, и за ним — каскад свитчей для подключения рабочих станций, принтеров, IP-телефонов, камер. Но сетевое оборудование — лишь часть инфраструктуры, и не менее важно правильно выбрать сервер для офиса, который будет работать в связке с этой сетью.

Где применяют коммутатор?

Везде, где нужно соединить устройства в локальную сеть. Офис на 50 рабочих мест — пара 48-портовых свитчей в серверной, оборудованной с учётом требований к серверным помещениям. ЦОД — Top-of-Rack коммутаторы на 25/100GbE в каждой стойке и spine-свитчи в ядре фабрики. Промышленные объекты — защищённые (IP67) коммутаторы для SCADA-систем. Кампусные сети, системы видеонаблюдения с PoE-питанием, серверные кластеры — свитч есть в каждом из этих сценариев.

Где применяется маршрутизатор?

Дома — выход в интернет и Wi-Fi. В офисе — маршрутизация между подсетями (бухгалтерия, разработка, гостевой Wi-Fi), VPN до головного офиса, балансировка между двумя провайдерами. У оператора связи — агрегация абонентского трафика и BGP-пиринг с другими провайдерами. В распределённых компаниях — SD-WAN для объединения десятков филиалов в единую сеть с централизованным управлением. Если в сети больше одного сегмента — без роутера (или L3-свитча) не обойтись.