Ethernet-Switch vs. Router: Funktion, Unterschiede, Austauschbarkeit

Einführung in Ethernet Router

Was ist ein Ethernet-Router - Definition, Funktion

Was ist ein Router im Netzwerkbereich? Bevor man herausfindet, was ein Router ist, muss man die Bedeutung von Routing kennen. Routing ist der Übertragungspfad, der das IP-Datenpaket leitet. Der Router führt diesen Prozess aus.

Der Zweck eines Routers besteht darin, die optimale Route eines Datenpakets zu ermitteln, das von der Quelle zum Ziel gesendet wird. Genau wie beim Fahren zur Hauptverkehrszeit empfiehlt die Navigation entsprechend den Verkehrsbedingungen die schnellste Fahrstrecke zum Ziel. Ähnlich findet der Router den optimalen Pfad entsprechend dem Netzwerkstatus.

Wie Netzwerkrouter funktionieren

Wenn es um Router geht, sprechen wir immer über die Fragen der IP-Adresse (erfahren Sie mehr über Was ist eine IP-Adresse? ), Datenpakete usw., daher arbeiten Router in der Netzwerkschicht, der dritten Schicht des OSI-Modells. Wie findet der Netzwerkrouter die optimale Route heraus? Oder wie funktioniert der Router? Die Strategie für die optimale Route stützt sich auf die Routing-Tabelle, die Routing-Informationen wie eine Zielnetzwerkadresse, Informationen zu Netzwerkknoten, Zufriedenheit mit einem bestimmten Pfad, erwartete Pfadinformationen usw. enthält. Die Routing-Tabelle wird auf Grundlage des Routing-Algorithmus erstellt und aktualisiert. 

Routing-Arten: Statisches Routing vs. dynamisches Routing

Das Routing kann in zwei Kategorien unterteilt werden: statisches Routing und dynamisches Routing. 

Bei statischem Routing werden alle Routen manuell in einem Router festgelegt. Sobald sich der Netzwerkstatus ändert, ändert sich der Router daher nicht, es sei denn, jemand korrigiert ihn manuell. 

Beim dynamischen Routing wird das Routing durch Software entsprechend dem aktuellen Zustand des Netzwerks festgelegt. Alle Netzwerkänderungen, wie Verbindungsausfälle, Verkehrsänderungen usw., werden zu jedem diskreten Zeitpunkt aktualisiert. Entsprechend diesen Änderungen wird der Router die Route neu entwerfen. Offensichtlich ist dynamisches Routing besser als statisches Routing, da dynamisches Routing Echtzeitaktualisierungen entsprechend Netzwerkänderungen unterstützt.

Router-Typen: Kabelgebundener Router vs. WLAN-Router

WLAN-Router sind die am häufigsten verwendeten Router in Heimnetzwerken, da sie großen Komfort bei Installation und Mobilität ohne Verkabelungsarbeiten bieten. Sie ermöglichen Ihren Wi-Fi-fähigen Netzwerkgeräten (Laptop, Smartphone usw.) einen einfachen Zugriff auf das Internet. Bei einem WLAN-Heimnetzwerkrouter sollten die vernetzten Geräte und Benutzer jedoch besser auf eine bestimmte Anzahl begrenzt werden, um die Signalqualität zu gewährleisten.

Um eine Verbindung zu Netzwerkgeräten herzustellen, benötigt der kabelgebundene Router die Unterstützung von Kabeln. Heutzutage werden kabelgebundene Router aufgrund der Vorteile einer besseren QoS-Technologie (Quality of Service) und einer höheren Stabilität häufiger in industriellen Anwendungen eingesetzt, da sie nicht unter Signalstörungen und Signaldämpfung leiden, die durch Signaldurchdringung verursacht werden. Das ist auch der Grund, warum der Preis von kabelgebundenen Routern im Allgemeinen höher ist als der von Wireless-Routern.

Einführung in Ethernet-Switches

Was ist ein Ethernet-Switch - Switch-Definition, Funktion

Ein Ethernet-Switch ist ein Gerät zur Erweiterung des Netzwerks, das mehrere Anschlussports für die Teilnetzwerke bereitstellt, um weitere Netzwerkgeräte anzuschließen, darunter Computer, Server, Drucker, Kameras usw.

Was macht ein Ethernet-Switch? Der Zweck eines Switches lässt sich als Adressierung und Weiterleitung zusammenfassen. Es sollte beachtet werden, dass Ethernet-Switches MAC-Adressen statt IP-Adressen adressieren und weiterleiten. Die Funktionen des Switches sind hauptsächlich wie folgt:

- Isolierung der Kollisionsdomäne. 

- Hochgeschwindigkeits- und transparentes Switching und Weiterleiten von Ethernet-Frames.

- Selbstständiges Lernen und Verwalten von MAC-Adressen.

Wie ein Ethernet-Switch funktioniert

Der Switch arbeitet in der Sicherungsschicht, der zweiten Schicht des OSI-Modells (Open System Interconnection). Eine der Hauptfunktionen der zweiten Schicht ist die Adressierung. Der Ethernet-Switch leitet MAC-Adressen anhand der internen MAC-Adresstabelle weiter, die vom Switch selbst gelernt wird. Jeder Ethernet-Switch verfügt über mehrere Ports, wobei jeder Port ein Netzwerkgerät verbindet. Wie lassen sich diese verbundenen Geräte identifizieren? Hier kommt die MAC-Adresse ins Spiel. 

Die MAC-Adresse ist eindeutig und unveränderlich, im Gegensatz zur oben genannten IP-Adresse, wenn wir über Router sprechen. Anhand von MAC-Adressen können Switches erkennen, welches angeschlossene Gerät das Datenpaket sendet und an welches angeschlossene Gerät das Datenpaket gesendet wird.

Lernprozess der MAC-Adresstabelle

 Im Ausgangszustand ist die MAC-Adresstabelle leer.

1.  Wenn Gerät A einen FRAME1 an Gerät B sendet, leitet der Switch den FRAME1 an alle Ethernet-Ports des Switches weiter, da die MAC-Adresstabelle die MAC-Adresse von Gerät B noch nicht aufgezeichnet hat. In diesem Prozess lernt der Switch die MAC-Adresse von A, da der Datenframe von Gerät A über den Switch-Port Fa0/1 empfangen wird.

Lernprozess für MAC-Adresse A

2. Danach antwortet Gerät B mit FRAME2 an Gerät A, und FRAME2 wird direkt an Gerät A gesendet, da Adresse A vom Switch erfasst wurde. Ebenso lernt der Switch die Adresse von Gerät B über den Port Fa0/2. Analog dazu kann auch Adresse C gelernt werden.

Lernprozess der MAC-Adresse B

Lernprozess für MAC-Adresse C

Ethernet-Switch vs Router

Durch die Kombination der obigen Darstellung der Definition, Funktion und Arbeitsweise von Router und Switch  werden die Hauptunterschiede zwischen Router und Switch wie folgt zusammengefasst.

- Unterschiedliche Arbeitsschichten. Switches arbeiten hauptsächlich in der zweiten Schicht (Sicherungsschicht), während Router in der dritten Schicht (Netzwerkschicht) arbeiten.

- Unterschiedliche Verbindungsziele. Die Verbindungsziele von Switches sind Netzwerkgeräte (Router, Firewalls, Wireless AP usw.) und Endgeräte (Computer, Server, Drucker, Kameras usw.). Der Router stellt Verbindungen zwischen LAN und LAN sowie LAN und Internet her.

-  Unterschiedliche Weiterleitungsgrundlage. Switches leiten auf Basis der MAC-Adresse weiter, während Router auf Basis der IP-Adresse weiterleiten.

- Unterschied in der Firewall-Funktion- Router unterstützen eine Firewall-Funktion, Switches hingegen nicht, da Router die Datenpakete, die kein unterstütztes Routing-Protokoll verwenden oder unbekannt sind, nicht weiterleiten.

Häufig gestellte Frage

Kann ich einen Router als Switch verwenden?

Ja. Wenn Ihr Router den AP-Modus unterstützt, aktivieren Sie den AP-Modus und stecken Sie dann die Kabel in die WAN-Ports des Routers. Wenn Ihr Router den AP-Modus nicht unterstützt, deaktivieren Sie die DHCP-Funktion und stecken Sie die Kabel in die LAN-Ports. Da der Router jedoch eine begrenzte Anzahl von Ports hat und die Routing-Geschwindigkeit relativ niedrig ist, wird die Verwendung des Routers als Switch die Größe und Kommunikationseffizienz des Netzwerks begrenzen.

Können Layer-3-Switches Router ersetzen?

Layer-3-Switches können Router nicht vollständig ersetzen. Da ein Layer-3-Switch dafür ausgelegt ist, die Switching-Geschwindigkeit in großen LANs durch die Kombination von Layer-2-Switching-Technologie und Layer-3-Weiterleitungstechnologie zu beschleunigen, während der Router dafür ausgelegt ist, verschiedene Netzwerktypen zu realisieren, ist die Routing-Funktion des Routers dennoch leistungsfähiger als die eines Layer-3-Switches, beispielsweise hinsichtlich der QoS-Kapazität. Daher wird nicht empfohlen, Router durch Layer-3-Switches zu ersetzen.

Wenn Sie noch Fragen zum Switch oder Router haben, kontaktieren Sie QSFPTEK über [email protected]. Unser Technikteam bietet kostenlose technische Dienstleistungen für alle kleinen und mittleren Unternehmen oder Einzelanwender an.