الاختلافات الوظيفية بين المفاتيح وأجهزة التوجيه

يتم ربط شبكات الكمبيوتر بأنواع مختلفة من الشبكات. إذا تم توصيل العديد من أجهزة الكمبيوتر ببساطة معًا ، فلن تتمكن من التواصل. لذلك ، عندما نتحدث عن "التوصيل البيني" للكمبيوتر ، فإننا نعني في الواقع أن أجهزة الكمبيوتر المترابطة هذه يمكنها التواصل بالفعل. وهذا يعني ، من منظور وظيفي ، أن أجهزة الكمبيوتر هذه قد شكلت بالفعل شبكة كمبيوتر كبيرة أخرى وأكثر منطقية.

1. التتابع

تسمى الأجهزة التي تربط هذه الأجهزة ببعضها البعض المرحلات. وفقًا للتسلسل الهرمي لنظام التتابع ، فإننا نشير غالبًا إلى الأنواع التالية من المرحلات:

1. الطبقة المادية ، مكرر ، الطبقة الأولى

2. طبقة ارتباط البيانات ، الجسر ، الطبقة الثانية

3. طبقة الشبكة ، جهاز التوجيه ، ثلاث طبقات

4. جسر هجين مع كل من جسر وجهاز التوجيه

5. أنظمة الترحيل والبوابات فوق طبقة الشبكة

عندما لا يكون هناك سوى نظام ترحيل ، فإننا لا نتحدث عمومًا عن توصيل الشبكة لأنه يوسع الشبكة فقط ، والتي لا تزال شبكة. عندما تكون البوابات عالية المستوى معقدة ، نادراً ما يتم استخدامها. عندما نناقشها ، يشير بشكل عام إلى الاحتفاظ بالترابط بين المفاتيح وأجهزة التوجيه. لذلك ، سنناقش اليوم الاختلافات بين المفاتيح وأجهزة التوجيه. مفاتيح الشبكة

2. تعريف المفاتيح وأجهزة التوجيه

التبديل هو مفهوم تقني يكمل إعادة توجيه الإشارات من مداخل الأجهزة إلى المخارج. عند استخدامه لوصف الأجهزة في الطبقة الثانية من شبكة البيانات ، فهو جهاز سد ؛ إذا تم استخدامه لوصف جهاز الطبقة الثالثة لشبكة البيانات ، فهو جهاز توجيه.

المفتاح الذي نشير إليه غالبًا هو مفتاح Ethernet ، وهو في الواقع جهاز شبكة الطبقة الثانية متعددة المنفذ يعتمد على تقنية الجسر. يوفر مسارًا منخفضًا للتقدم ومسار مبيعات منخفض لإعادة توجيه إطارات البيانات من منفذ إلى آخر. بمعنى أن النواة الداخلية للمفتاح هي مصفوفة التبديل التي توفر مسارًا للاتصال بين أي منفذين ، مما يسمح بإرسال إطارات البيانات التي تلقاها أي منفذ من المنافذ الأخرى.

جهاز التوجيه هو جهاز تبديل الحزمة في طبقة الشبكة من نموذج بروتوكول OSI ، الذي تتمثل وظيفته في نقل البيانات إلى الشبكة الصحيحة. تشمل هذه العملية:

1. إعادة توجيه بيانات بيانات IP ؛

2. عزل الشبكة الفرعية وقمع البث (وضع اتصال "واحد إلى الجميع" بين المضيفين ، حيث يمكن للشبكة نسخًا غير مشروطة وإعادة توجيه الإشارات التي يرسلها كل مضيف ، ويمكن لجميع المضيفين تلقي جميع المعلومات ، بغض النظر عما إذا كنت بحاجة إليها أم لا) ؛

3. الحفاظ على جداول التوجيه وتبادل معلومات التوجيه مع أجهزة التوجيه الأخرى ؛ WiFi 6 سقف لاسلكي AP

4. معالجة الأخطاء وقمع الازدحام البسيط لمخططات بيانات IP ؛

5. تنفيذ تصفية ومحاسبة بيانات بيانات IP. وحدة تحكم التيار المتردد



3. في شبكات المقاييس المختلفة ، يختلف تركيز أجهزة التوجيه

في شبكة العمود الفقري ، فإن الدور الرئيسي لأجهزة التوجيه هو التوجيه ، وتدير أجهزة التوجيه في شبكة العمود الفقري مسارات جميع شبكات المستوى الأدنى. هذا يتطلب الحفاظ على جدول توجيه كبير والاستجابة في أسرع وقت ممكن للتغييرات في حالة الاتصال.

في شبكة إقليمية ، تكون أجهزة التوجيه مسؤولة بشكل أساسي عن اتصال الشبكة واختيار التوجيه ، أي توصيل مختلف وحدات الشبكات الشعبية في المستوى الأدنى - شبكة الحرم الجامعي ، مع المسؤولية أيضًا عن إعادة توجيه البيانات بين شبكات المستوى الأدنى.

داخل شبكة الحرم الجامعي ، يتم استخدام أجهزة التوجيه بشكل أساسي لفصل الشبكات الفرعية. كانت الوحدات الشعبية المبكرة للإنترنت شبكات المنطقة المحلية ، حيث كانت جميع المضيفين في نفس النمط المنطقي. مع توسيع نطاق المقياس ، أصبحت شبكة المنطقة المحلية شبكة حرم الجامعة تتكون من شبكات فرعية متعددة متصلة بالعمود الفقري عالي السرعة وأجهزة التوجيه. كل شبكة فرعية مستقلة منطقيا ، وأجهزة التوجيه هي الأجهزة الوحيدة القادرة على تقسيمها. إنهم مسؤولون عن إعادة توجيه وعزل بيانات البيانات بين الشبكات الفرعية ، في حين أن أجهزة التوجيه على الحدود هي المسؤولة عن الاتصال بشبكة الطبقة العليا.

4. الاختلافات بين مفاتيح الطبقة 2 (الجسور) وأجهزة التوجيه

تطورت المفاتيح التقليدية من جسور الشبكة ، والتي تحدد طرقًا بناءً على عناوين MAC وجداول المحطات. يتم تنفيذ وصيانة جداول المحطة تلقائيًا بواسطة المفتاح.

تنتمي أجهزة التوجيه إلى الطبقة الثالثة من أجهزة شبكة OSI ، والتي تعتمد على عناوين IP ويتم إنشاؤها من خلال بروتوكولات جدول التوجيه.

أكبر ميزة للتبديل هي سرعته. نظرًا لأن المفتاح يحتاج فقط إلى التعرف على عنوان MAC في الإطار ، فإن الخوارزمية لإعادة توجيه المنافذ بناءً على العنوان بسيط ، مما يجعل من السهل على ASIC تنفيذها.



يمكن تجنب بعض المشكلات المتعلقة بالتبديل بواسطة أجهزة التوجيه:

1. الحلقة: بناءً على خوارزمية تعلم عنوان المحطة وخوارزمية إنشاء جدول المحطة ، لا يُسمح بأي حلقات بين المفاتيح. بمجرد وجود حلقة ، يجب أن تبدأ خوارزمية شجرة الامتداد لحظر المنفذ الذي ولدت الحلقة. لا يحتوي بروتوكول جهاز التوجيه على مثل هذه المشكلة ، ويمكنه موازنة الحمل وتحسين الموثوقية من خلال مسارات متعددة.

2. تركيز التحميل: لا يمكن أن يكون هناك سوى مسار واحد بين المفاتيح ، بحيث يتم تركيز المعلومات على ارتباط معلومات واحد ولا يمكن تخصيصه ديناميكيًا لتحقيق التوازن بين الحمل. يمكن لخوارزمية جهاز التوجيه تجنب ذلك.

3. التحكم في البث: يمكن للمفتاح تضييق نطاق الصراع فقط ، ولكن لا يمكن تضييق نطاق مجال البث. الشبكة المحولة بأكملها عبارة عن مجال بث كبير ، وتنتشر حزم البث في هذه الشبكة. ومع ذلك ، يمكن لأجهزة التوجيه عزل مجال البث ومنعه من البث بحرية.

4. قسم الشبكة الفرعية: يمكن للمفتاح التعرف فقط على عناوين MAC. هذا العنوان هو عنوان فعلي ، لذلك لا يمكن للمفتاح تقسيم الشبكات الفرعية بناءً على MAC ، ولكن يمكن للموجه التعرف تلقائيًا على عنوان IP. يتم تعيين هذا العنوان تلقائيًا من قبل مسؤول الشبكة بناءً على المنطق ، لذلك لن يتعارض أو مكررة. الوظيفة الرئيسية لجهاز التوجيه هي توصيل شبكات مختلفة.

5. مشكلة السرية: على الرغم من أن المفاتيح يمكن أن تصفية إطارات بناءً على عنوان MAC المصدر ، وعنوان MAC الوجهة ، وما إلى ذلك ، يمكن لأجهزة التوجيه تصفية الحزم بناءً على عنوانها وعنوان IP الوجهة وما إلى ذلك ، وهو أكثر ملاءمة وبديهية.

6. المتعلق بالوسائط: كجهاز سد ، يمكن للمفاتيح إكمال التحويل بين طبقة الارتباط والطبقة المادية ، لكن هذا التحويل معقد نسبيًا وأجهزة التوجيه بسيطة نسبيًا.

من هذا ، يمكن أن نرى أن أجهزة التوجيه تكمل بشكل أساسي ربط الشبكة من نفس وسائل الإعلام المادية أو بروتوكولات الارتباط ، دون التسرع في الارتباط بين الطبقات المادية. على العكس من ذلك ، تُستخدم أجهزة التوجيه بشكل أساسي لربط الشبكات المختلفة ، بحيث يمكنها توصيل الشبكات التي لا يمكنها استخدام الوسائط الفعلية وبروتوكولات طبقة الارتباط وبروتوكولات طبقة الشبكة.

قد يبدو أن أجهزة التوجيه تتمتع بميزة وظيفية ، لكنها باهظة الثمن ولديها سرعات إرسال حزمة منخفضة.

وظائف المفاتيح وأجهزة التوجيه متشابهة ، لكنها متناقضة. المفتاح سريع ، لكن وظيفة القمع ضعيفة. جهاز التوجيه لديه وظيفة قمع قوية ، ولكن سرعة إعادة التوجيه بطيئة.


5. الفرق بين مفاتيح الطبقة 3 وأجهزة التوجيه

6. نظرًا لحقيقة أن مفتاح الطبقة الثالثة نفسه لديه أيضًا وظيفة "التوجيه" ، فإنه يشبه بشكل عام التوجيه التقليدي. ومع ذلك ، نظرًا لأنه يتم سحبه بشكل منفصل ، فهو بالتأكيد مختلف اختلافًا أساسيًا عن التوجيه التقليدي ؛

1. وظائف مختلفة

المفهوم الذي يحتاجه الجميع إلى توضيحه هو أن جوهر مفتاح الطبقة الثالثة لا يزال مفتاحًا ، والذي يأتي فقط مع بعض وظائف جهاز التوجيه. لا تزال وظيفتها الرئيسية في تبادل البيانات ، ويساعد التوجيه فقط الأجهزة على أن تكون أكثر قابلية للتطبيق وعملية وتوسيع قابلية تطبيقها.

وهذا يعني أن مفتاح الطبقة الثالثة له وظائف تبادل البيانات وتوجيهها.

2. البيئة المعمول بها مختلفة

وظيفة التوجيه لمفتاح الطبقة الثالثة هي وظيفة إضافية لأنها مناسبة لبيئة بسيطة نسبيًا ، وخاصة لشبكات المنطقة المحلية البسيطة. أجهزة التوجيه ، من ناحية أخرى ، مختلفة. ظهروا لتلبية اتصالات أنواع مختلفة من الشبكات ، وبالتالي يمكن أن تكون مناسبة لأي شبكة ، سواء كانت شبكة منطقة محلية أو شبكة واسعة. تكمن مزاياها في اختيار أفضل مسار ، ومشاركة التحميل ، وربط النسخ الاحتياطي ، وتبادل معلومات التوجيه مع شبكات أخرى.

3. تمثيلات أداء مختلفة

من الناحية الفنية ، يقوم مفتاح الطبقة الثالث بإجراء تبديل الحزمة عبر الأجهزة ، بينما يقوم جهاز التوجيه بإجراء تبديل الحزمة استنادًا إلى محرك توجيه البرامج للمعالج الدقيق. بعد توجيه البيانات ، يقوم جهاز توجيه من ثلاث طبقات بإنشاء جدول تعيين لعناوين Mac و IP. عندما تظهر نفس البيانات ، لا تحتاج البيانات إلى المرور عبر جهاز التوجيه ، وبالتالي التخلص من التأخير الناجم عن جهاز التوجيه وتحسين كفاءة إعادة توجيه الحزم.