スイッチは単なるルーターですか？
スイッチはコンピューターを相互に接続します。例として、ネットワークを作成するためのスイッチを設定します。コンピューターAが別のコンピューターBと通信する場合、コンピューターAはパケットをスイッチに送信します（受信者のIPアドレスがあります）。 IPアドレスが同じサブネット上にある場合、スイッチはコンピューターBがどこにあるかを認識しています。それ以外の場合は、リクエストをゲートウェイにルーティングします。ローカルネットワークが192.168.0.xxxにあり、サブネットマスクが255.255.255.0であるとします。 8.8.8.8へのリクエストはサブネット外にあり、リクエストをISP（ゲートウェイ）にルーティングします。
2つのスイッチがあり、それぞれが独自のネットワークを作成しているとします。ネットワーク1（192.168.0.xxx）とネットワーク2（192.168.1.xxx）です。コンピューターA（192.168.0.10）がコンピューターB（192.168.1.10）と通信しようとしています。これを行うにはルーターが必要だと言っているのは正しいですか？したがって、ルーター1は、ルーター2にも接続するルーターに接続する必要があります。
この場合、ルーターとスイッチ（このレベル）の唯一の違いは、スイッチが受信者のアドレスに基づいて出力ポートを選択するのに対し、ルーターはIP +サブネットマスクに基づいていることです。つまり、スイッチには不明なサブネット用の出力ポートが1つありますが、ルーターには複数のポートがあります。
ルーターにはNATローカルネットワークをインターネットに接続できるようにすることもできます。これにより、ルーターは「中間者」になります。ルーターにファイアウォールを組み込むこともできます。
ルーターは、より多くの機能とより高度なルーティング機能を備えた単なるスイッチですか？
いいえ、スイッチは単なる単純化されたルーターではありません。多くのデバイスはルーティングとスイッチングの両方の機能を組み合わせていますが、2つの機能は異なります。スイッチはネットワークを作成し、ルーターは別個のネットワークを相互に接続します。スイッチはMACアドレスのみを使用して動作しますが、ルーターもIPアドレスを使用します。スイッチは同じサブネット内に多くのポートを持っていますが、ルーターはサブネットごとに1つのポートしか持つことができません。これらの機能を組み合わせたデバイスは、さまざまな機能とハードウェアの要件により、「スイッチド」ポートを「ルーテッド」ポートから分離するため、ルーティングとスイッチングの区別を維持します。
いくつかのニュアンスを示すために：プロ仕様のルーターは内部スイッチング機能（CEFなど）を実行し、一部の「レイヤー3」スイッチはルーティングします（レイヤー3スイッチの場合）が、操作は異なります。
ネットワークに興味のある人は、コンピュータと他のデバイスがどのように相互に通信するかを説明する OSIモデル に精通していると便利です。 OSIモデルは、通信を7つの層に分割します。これには、アプリケーション層が含まれます。これは、人間が使用するプログラムであるネットワークIPアドレスとルーティングを処理するレイヤーまたはレイヤー3、およびデータリンクレイヤーまたは物理ハードウェアアドレスを処理するレイヤー2。また、TCP、ポート、ソケット、セッションなどの用語を聞くと、これらもOSIモデルで表されるため、学ぶと便利です。
ルーターはOSIレイヤー3またはネットワークレイヤーのIPアドレスで動作し、スイッチはOSIレイヤー2またはデータリンクレイヤーのMACアドレスで動作します。
コンシューマーwifiルーターなどの一部のデバイスは、同じデバイス内でスイッチとルーターの両方を組み合わせます（たとえば、背面に5つの追加ポートがあるwifiルーター）。ケーブルモデムやDSLモデムなどの他のデバイスは、ローカルネットワークとリモートネットワーク間でパケットをルーティングし、 [〜＃〜] nat [〜＃]などのレイヤー3機能を実行するため、ルーターとして機能します。 〜] 。
ただし、ルーティングとスイッチングの操作は異なり、以下に説明するように、 カプセル化 の異なるレイヤー、異なるOSIレイヤー、および異なるアドレスで動作します。
詳細に：
スイッチング
まず、レイヤー2スイッチから始めます。これは標準のスイッチであり、すべての非管理対象スイッチ、さらにはデータリンク層でのみ動作する管理対象スイッチも含まれます。このスイッチはフレームを受信し、それらをMAC-Address-Table（MACとIPではなくMACアドレスとポートを持つという点でARPテーブルとは異なります）と比較します。この情報を使用して、フレームがユニキャスト、マルチキャスト、またはブロードキャストフレームのいずれであるかに応じて、1つ、多数、またはすべてのポートにフレームを転送します。ユニキャストフレームであるが、送信先のポートがわからない場合は、スイッチがフレームを受信したポートを除くすべてのポートにフラッディングします。もちろん、CAMテーブルとVLANの詳細はありますが、要するに：スイッチングはハードウェアアドレスに基づいてフレームを移動し、スイッチングはのみ同じサブネット内でフレームを移動します。
ルーティング
ルーターはサブネット間をルーティングします。実際、ルーターでは、同じサブネット上に複数のルーティングされたインターフェイスを配置することはできません-ルーター関数はパケット間を移動するためです）レイヤー3サブネット。したがって、ルータは、ポートからのパケットを含むフレームを受信します。フレームの宛先（MACアドレス）がルーターと（ユニキャストまたはブロードキャストとして）一致する場合、ルーターはフレーム内に含まれているIPパケットを調べ、ルーティングを作成します。 IPとサブネットに基づいて決定します。ルーティングの決定が行われると、switchingの決定が行われ、パケットの送信先のポートとレイヤー2の宛先が決定されるため、レイヤー2で再カプセル化できます。 。ルータによって実行されるスイッチングの詳細については、たとえば Cisco Express Forwarding を参照してください。
コンピューターがゲートウェイを通過する方法：
では、コンピューターはどのようにしてゲートウェイに到達するのでしょうか。コンピュータ自体には、ゲートウェイへのルートがあります。 「IPがサブネット上にない場合は、このゲートウェイアドレスにパケットを送信して送信する必要がある」ことがわかっているため、すべてのデバイスがOSIモデルを介してトップダウンで処理されるため、コンピューターは内部ルーティングを実行します。最初にルックアップ（レイヤー3）して、デバイスがサブネット内にあるかどうかを判断します。そうでない場合は、デフォルトゲートウェイのMACアドレスを見つけるためにarp（layer-2）を実行し、ルーター宛てのフレーム内にリモートホストのIPパケットをカプセル化します。フレームは、同じサブネット内でレイヤー2ヘッダーとMACアドレスを使用してネットワーク全体で切り替えられ、ルーターに到達してレイヤー3 IPアドレスが確認され、カプセル化が解除されたパケットになります。 はサブネット間でルーティングされます。
レイヤ3スイッチ
私がカバーしていない他のシナリオは、レイヤー3スイッチです。これらのスイッチは、上記と同じように動作します。これらはスイッチですが、ルーテッドポートとして指定された、物理または仮想の特定のポートを持つことができます。これらのルーテッドポートはサブネット（多くの場合、スイッチ内のVLAN）間のゲートウェイとして機能しますが、スイッチドポートは引き続きレイヤー2でのみ機能します。
レイヤー2デバイスとレイヤー3デバイスの違いの一部は、デバイスのハードウェアとメモリに反映されています。 Cisco で説明されているように、レイヤ2のみのデバイスには、MACアドレステーブルを含むCAM（連想メモリ）テーブルがあります。さらに、レイヤ3デバイスには、ルーティング、レイヤ2、およびレイヤ3アドレス間のマッピングを処理するTCAMテーブルがあります。物理的なハードウェアの違いにより、純粋なレイヤー2スイッチ、レイヤー3スイッチ、およびルーターであるハードウェアの価格に違いが見られます。
番号。
スイッチは次のことを行います。
- ポートに何かが入ると、受信したイーサネットフレームの宛先MACアドレスを調べます。
- CAMテーブルでMACアドレスを探します。
- 以前にそのMACアドレスを確認し、宛先MACが接続されているポートを知っている場合は、そのポートからフレームを転送（再送信）します。
- 以前にそのMACアドレスを確認したことがない場合（新しいMACまたはCAMテーブルから「エージングアウト」されたMAC）、ハブのようにすべてのポートからフレームを転送します。
IPアドレスに基づいて何もしません。スイッチはIPアドレスを見さえしません。 IPXなど、スイッチでIP以外の他のテクノロジーを使用できます。
ルーター（具体的にはIPルーターあなたが衒学者になりたいなら） IPアドレスに基づいています。 IPルーターは次のことを行います。
- ネットワークアダプタに何かが入ってくると、宛先IPアドレスを調べます。
アドレスをルーティングテーブルまたは転送情報ベース（FIB）の各エントリと比較します。エントリは次のようになります。
192.168.2.100経由の192.168.2.0/24
これは、IPアドレス192.168.2.100が割り当てられたNICを介して192.168.2.0/24サブネットに到達できることを意味します（ルーター上のローカルNIC） ）。
エントリは、ローカルNICに割り当てられたIP /サブネットマスクから取得できます（NICが192.168.1.5/24に割り当てられている場合、192.168.1.0/24への「無料」ルートを取得します）、情報DHCPによって提供され、RIP、OSPF、BGPなどのルーティングプロトコルによって提供される情報。
最も具体的なFIBエントリ（サブネットCIDR番号が最も大きいエントリ）を見つけて、そのIPに転送（再送信）します。同じサブネットに向かう2つのエントリがある場合、1つを選択してそれに固執するか、それらの間で負荷分散を試みます。
一致するFIBエントリがない場合は、デフォルトゲートウェイエントリがあればそれを使用します。ない場合は、パケットをドロップします。
スイッチがデバイスの唯一の機能であるのは一般的ですが、多くのコンシューマークラスのルーターにはスイッチが含まれています。実際には、1つに2つのデバイスがあります。
ネットワーク1（192.168.0.xxx）およびネットワーク2（192.168.1.xxx）。コンピューターA（192.168.0.10）がコンピューターB（192.168.1.10）と通信しようとしています。これを行うにはルーターが必要だと言っているのは正しいですか？
ネットワークが分離されているか、異なるサブネット上にある場合は、データを取得してネットワークを横断するためのルーティングデバイスが必要になります。
ルーターは、より多くの機能とより高度なルーティング機能を備えた単なるスイッチですか？
従来の（アンマネージド）スイッチはレイヤー2デバイスであり、ルーターはレイヤー3にあります。一部のマネージドスイッチにはレイヤー3機能がありますが、ルーターとは見なされません。店舗に行ってワイヤレスルーターを購入する場合は、「ルーター」を購入するだけでなく、実際にはルーター、スイッチ、アクセスポイントの3つのデバイスを購入することになります。アクセスポイントは基本的にスイッチ上の別のポートですが、イーサネットポートではなくワイヤレス信号を提供し、ルーターはLANスイッチをWANポートに接続します。ホームデバイスでは、ハードウェアをルーターにする唯一のものは、その上で実行されているソフトウェアです。
ただし、エンタープライズレベルの機器を見ると、非常に特殊なデバイスを購入できることがわかります。アクセスポイントだけ、ファイアウォールだけ、ルーターだけなどを購入できます。これが エンタープライズグレードのルーター の一例です。イーサネットポートは4つしかなく、2つはコンソール/ AUX用、他の2つはルーター用ですが、「LAN」または「WAN」のラベルが付いていないことに注意してください。異なるカードが差し込むことができる他の4つのスロットもあります DSU/CS 、 [〜＃〜] dsl [〜＃〜] 、 coax =など...これらはすべて個別のネットワークと見なすことができ、ルーターはそれらすべての間のデータを管理します。
ルーターはレイヤー3デバイスであるため、レイヤー2機能も備えていることは理にかなっています。ただし、ルーターは主にレイヤー3でサーバーを使用するため、スイッチとは見なされません。同様に、大きな18輪トラックで毎週土曜日の朝に食料品店に行き、1ガロンの牛乳を購入できますが、一般的に使用されているものではないため、食料品のゲッターやファミリーカーとは呼びません。
定義：ルーターは、複数のネットワークを結合する小さな物理デバイスです。技術的には、ルーターはレイヤー3ゲートウェイデバイスです。つまり、ルーターは2つ以上のネットワークを接続し、ルーターはOSIモデルのネットワークレイヤーで動作します。
ホームネットワークは通常、ワイヤレスまたは有線のインターネットプロトコル（IP）ルーターを使用します。IPは最も一般的なOSIネットワーク層プロトコルです。 DSLやケーブルモデムブロードバンドルーターなどのIPルーターは、家庭のローカルエリアネットワーク（LAN）をインターネットのワイドエリアネットワーク（WAN）に接続します。
ルーティングテーブルと呼ばれるストレージに構成情報を保持することにより、有線または無線ルーターは、送信者と受信者のIPアドレスに基づいて、着信または発信のトラフィックをフィルタリングすることもできます。一部のルーターでは、ネットワーク管理者がWebブラウザインターフェイスからルーティングテーブルを更新できます。ブロードバンドルーターは、ルーターの機能とネットワークスイッチおよびファイアウォールの機能を1つのユニットに組み合わせたものです。
スイッチは（OSIモデルの）レイヤー2デバイスです。