레이어 3 스위치와 라우터

컴퓨터 네트워크는 종종 다양한 유형의 네트워크를 상호 연결하여 형성됩니다. 여러 컴퓨터 네트워크가 물리적으로만 연결되어 서로 통신할 수 없는 경우 "상호 연결"은 실질적인 의미가 없습니다. 따라서 "상호 연결"에 관해서는 일반적으로 이러한 상호 연결된 컴퓨터가 통신할 수 있음, 즉 기능적으로나 논리적으로 이러한 컴퓨터 네트워크가 광범위한 네트워크 또는 인터넷을 형성할 수 있음을 암시합니다.

대규모 컴퓨터 네트워크

일부 중간 장치(또는 중간 시스템)는 네트워크를 연결할 때 사용되며, 이를 ISO 용어로 릴레이 시스템이라고 합니다. 중계 시스템의 수준에 따라 다음과 같은 XNUMX가지 유형의 중계 시스템이 있을 수 있습니다.

1. 물리 계층(즉, 첫 번째 계층, 계층 L1) 중계 시스템: 중계기.
2. 데이터 링크 계층(즉, 두 번째 계층, 계층 L2): 브리지.
3. 네트워크 계층(세 번째 계층, 계층 L3) 중계 시스템: 라우터.
4. 브리지(Bridge)와 라우터(Router)가 혼합된 브라우터(Brouter)는 브리지(Bridge)와 라우터(Router)의 기능을 모두 가지고 있다.
5. 네트워크 계층 위의 중계 시스템이 게이트웨이입니다.

릴레이 시스템이 응답기일 때 일반적으로 네트워크 상호 연결이라고 하지 않습니다. 네트워크만 확장하기 때문입니다. 고급 게이트웨이는 현재 복잡성으로 인해 덜 사용됩니다. 따라서 네트워크 상호 연결은 일반적으로 스위치와 라우터를 사용하여 상호 연결하는 네트워크를 의미합니다. 이 기사에서는 주로 레이어 3 스위치와 라우터와 그 차이점에 대해 설명합니다.

홈 모니터링 시스템의 구조

S마녀와 라우터

"스위치"는 오늘날 네트워크에서 가장 많이 사용되는 단어입니다. 브리지에서 루트, ATM, 전화 시스템까지 어떤 상황에서도 적용할 수 있습니다. 스위치라는 단어는 전화 시스템에서 처음 등장했으며 특히 두 전화기 간의 음성 신호 스위치를 나타냅니다. 작업을 완료하는 장비는 전화 스위치입니다. 스위치는 기술 개념, 즉 장치 입구에서 출구로 신호 전달을 완료하는 것입니다. 따라서 이 정의를 충족하는 모든 장치를 스위치 장치라고 할 수 있습니다.

따라서 "스위치"는 광범위한 의미를 가진 단어입니다. 데이터 네트워크의 두 번째 계층에 있는 장비를 설명하는 데 사용되는 경우 브리지 장치를 나타냅니다. 세 번째 계층의 장비를 설명하는 데 사용되는 경우 라우팅 장치를 나타냅니다.

스위칭 과정

우리가 자주 이야기하는 이더넷 스위치는 브리지 기술을 기반으로 하는 다중 포트 XNUMX차 네트워크 장치입니다. 한 포트에서 다른 포트로 데이터 프레임을 전달하기 위한 낮은 대기 시간 및 낮은 오버헤드 경로를 제공합니다. 따라서 스위치의 내부 코어에 스위칭 매트릭스가 있어야 XNUMX개 포트 간의 통신 경로를 제공하거나 고속 스위칭 버스가 있어야 모든 포트에서 수신한 데이터 프레임이 다른 포트에서 전송됩니다.

교환 매트릭스의 기능은 종종 장비의 특수 칩(ASIC)에 의해 완료됩니다. 또한 이더넷 스위치의 설계 아이디어에는 교환 코어의 속도가 너무 빨라서 일반적인 대용량 데이터로 인해 혼잡하지 않다는 중요한 가정이 있습니다. 다시 말해, 전환 능력은 전송되는 정보의 양에 비해 무한히 큽니다(대조적으로 ATM 스위치의 설계 개념은 전환 능력이 전송되는 정보의 양에 비해 제한된다는 것입니다).

이더넷 레이어 2 스위치는 다중 포트 브리지를 기반으로 개발되었지만 스위칭의 풍부한 기능은 더 많은 대역폭을 확보하는 가장 좋은 방법일 뿐만 아니라 네트워크를 더 쉽게 관리할 수 있도록 합니다.

라우터는 OSI 프로토콜 모델의 네트워크 계층에 있는 패킷 교환 장치(또는 네트워크 계층 릴레이 장치)입니다. 라우터의 기본 기능은 다음을 포함하여 데이터(IP 패킷)를 올바른 네트워크로 전송하는 것입니다.

1. 데이터그램 라우팅 및 전송을 포함한 IP 데이터그램 전달
2.  브로드캐스트 스톰을 억제하기 위한 서브넷 격리.
3. 라우팅 테이블을 유지하고 다른 라우터와 라우팅 정보를 교환하여 IP 패킷을 전달하는 기반이 됩니다.
4. IP 데이터그램의 오류 처리 및 단순 혼잡 제어
5. IP 데이터그램의 필터링 및 계산을 실현합니다.

다른 지역의 라우터

규모가 다른 네트워크의 경우 라우터의 역할이 다릅니다. 백본 네트워크에서 라우터의 주요 역할은 라우팅입니다. 백본 네트워크의 라우터는 모든 하위 수준 네트워크에 대한 경로를 알고 있어야 합니다. 이를 위해서는 방대한 라우팅 테이블을 유지 관리하고 연결 상태의 변화에 ​​최대한 신속하게 대응해야 합니다. 라우터의 고장은 심각한 정보 전송 문제를 일으킬 것입니다.

지역 네트워크에서 라우터의 주요 기능은 네트워크 연결 및 라우팅입니다. 하위 기본 네트워크 단위인 캠퍼스 네트워크를 연결하고 하위 네트워크 간의 데이터 전달을 담당합니다.

라우터의 주요 역할은 캠퍼스 네트워크 내부에서 서브넷을 분리하는 것입니다. 초기 인터넷 인프라는 모든 호스트가 동일한 논리 네트워크에 있는 LAN(Local Area Network)이었습니다. 네트워크의 크기가 계속 확장됨에 따라 LAN은 고속 백본과 라우터로 연결된 여러 서브넷으로 구성된 캠퍼스 네트워크로 진화합니다. 그 중 여러 서브넷은 논리적으로 독립적이며 라우터는 이들을 분리할 수 있는 유일한 장치입니다. 서브넷 간의 패킷 포워딩 및 브로드캐스트 격리를 담당하고 경계에 있는 라우터는 상위 계층 네트워크와의 연결을 담당합니다.

주요 차이점s 레이어 3 스위치와 라우터 사이

레이어 3 스위치와 라우터를 구분할 수 없는 가장 근본적인 이유는 레이어 3 스위치에도 "라우팅" 기능이 있기 때문입니다. 그럼에도 불구하고 레이어 3 스위치와 라우터 사이에는 몇 가지 본질적인 차이점이 있습니다.

1) 주요 기능이 다름

레이어 3 스위치와 라우터 모두 라우팅 기능이 있지만 서로 동일시할 수는 없습니다. 많은 광대역 라우터가 라우팅 기능을 가지고 있을 뿐만 아니라 스위치 포트 및 하드웨어 방화벽 기능이 있지만 스위치나 방화벽과 동일시될 수는 없습니다. 이러한 라우터의 주요 기능은 라우팅 기능이고 다른 기능은 추가 기능일 뿐이므로 장치를 보다 적용 가능하고 실용적으로 만드는 것이 목적입니다.

레이어 3 스위치도 마찬가지입니다. 몇 가지 기본적인 라우팅 기능이 있는 스위치일 뿐이며 주요 기능은 데이터 교환입니다. 라우터는 라우팅과 포워딩이라는 하나의 주요 기능만 가지고 있습니다.

2) 주요 적용 환경이 다름

Layer 3 스위치의 라우팅 기능은 주로 단순한 LAN 연결에 직면하기 때문에 비교적 간단합니다. 이 때문에 Layer 3 스위치의 라우팅 기능은 간단하고 라우팅 경로는 라우터보다 훨씬 덜 복잡합니다. 근거리 통신망에서의 주요 목적은 빠른 데이터 교환을 제공하고 근거리 통신망에서 빈번한 데이터 교환의 응용 특성을 충족시키는 것입니다. 라우터가 다릅니다. 원래 다양한 유형의 네트워크 연결을 실현하도록 설계되었습니다. 라우터는 근거리 통신망 간의 연결에도 적용 가능하지만 주로 랜과 광역 통신망 간의 연결과 같이 서로 다른 유형의 네트워크 사이에서 사용됩니다.

라우터의 주요 기능은 라우팅 및 포워딩이며 궁극적인 목적은 다양한 복잡한 라우팅 네트워크의 연결을 해결하는 것입니다. 따라서 동일한 프로토콜을 사용하는 LAN뿐만 아니라 다른 프로토콜을 사용하는 LAN과 WAN 간에도 적합한 강력한 라우팅 기능을 가지고 있습니다. 그 장점은 최적의 경로 선택, 부하 공유, 링크 백업, 다른 네트워크와 라우팅 정보 교환에 있습니다.

3) 성능이 다르다

기술적으로 라우터와 레이어 3 스위치는 패킷 스위칭 작업에서 뚜렷한 차이점이 있습니다. 라우터는 마이크로프로세서 기반 소프트웨어 라우팅 엔진에 의해 패킷 스위칭을 수행하는 반면 레이어 3 스위치는 하드웨어에 의해 패킷 스위칭을 수행합니다. 레이어 3 스위치가 첫 번째 데이터 흐름을 라우팅한 후 MAC 주소와 IP 주소 간의 매핑 테이블을 생성합니다. 동일한 데이터 흐름이 다시 통과할 때 다시 라우팅하는 대신 이 표에 따라 레이어 2를 직접 통과합니다. 이렇게 함으로써 스위치는 라우터의 라우팅 선택으로 인한 네트워크 지연을 제거하여 데이터 패킷 포워딩의 효율성을 향상시킵니다.

동시에 XNUMX계층의 경로 조회는 스위치 데이터 흐름을 목표로 합니다. 캐시 기술을 사용하며 ASIC 기술로 쉽게 구현할 수 있어 비용을 크게 절감하고 빠른 포워딩을 실현할 수 있습니다. 라우터의 포워딩은 구현하기 복잡하고 일반적으로 소프트웨어에 의해 구현되는 가장 긴 매칭 방법을 채택하고 낮은 포워딩 효율을 갖는다. 이 때문에 Layer 3 스위치의 전반적인 성능은 라우터보다 훨씬 우수하여 데이터 교환이 빈번한 LAN에 매우 적합합니다.

라우터는 강력한 라우팅 기능을 가지고 있지만 패킷 포워딩 효율성은 레이어 3 스위치보다 훨씬 낮습니다. 그들은 근거리 통신망과 인터넷의 상호 연결과 같이 데이터 교환이 빈번하지 않은 다른 유형의 네트워크의 상호 연결에 더 적합합니다. 라우터, 특히 고급 라우터가 근거리 통신망에서 사용된다면 그것은 (강력한 라우팅 기능의 측면에서) 낭비가 될 것입니다. 근거리 통신망의 통신 성능 요구 사항을 잘 충족시키지 못하여 서브넷 간 통신에 영향을 미칩니다.

요약하자면, 레이어 3 스위치와 라우터 사이에는 여전히 근본적인 차이점이 있습니다. 전반적으로, 특히 서로 다른 서브넷 간의 데이터 교환이 빈번한 환경에서는 LAN에서 다중 서브넷 연결을 위해 레이어 3 스위치를 사용하는 것이 좋습니다. 한편으로는 서브넷 간의 통신 성능 요구 사항을 보장할 수 있습니다. 반면에 라우터 구매에 대한 투자를 절약할 수 있습니다. 물론 서브넷 간의 통신이 빈번하지 않은 경우 라우터를 사용하는 것은 이해할 수 있으며, 이는 서브넷 간의 보안 격리 및 상호 통신의 목적도 달성할 수 있습니다. 세부 사항은 실제 필요에 따라 결정되어야 합니다.

FiberMall의 스위치

The 과거와 현재 of 레이어 3 스위치

레이어 3 스위치의 가장 중요한 목적은 대규모 LAN 내에서 데이터 교환 속도를 높이는 것입니다. 라우팅 기능도 이러한 용도로 사용되었습니다. 그것은 하나의 경로와 다중 포워딩을 달성할 수 있습니다. 데이터 패킷 포워딩과 같은 일반 프로세스는 하드웨어로 고속으로 구현되며 경로 정보 업데이트, 경로 테이블 유지 관리, 경로 계산 및 경로 결정과 같은 기능은 소프트웨어로 구현됩니다.

보안 및 편의 관리를 위해 주로 브로드캐스트 폭풍의 피해를 줄이기 위해 기능 또는 지역과 같은 요인에 따라 대규모 근거리 통신망을 소규모 근거리 통신망으로 전환해야 합니다. 이로 인해 VLAN 기술이 네트워크에서 널리 사용됩니다. 서로 다른 VLAN 간의 통신은 라우터를 통해 전달되어야 합니다. 제한된 포트 수와 느린 라우팅 속도로 인해 라우터를 사용하여 네트워크 간 액세스를 실현하는 것만으로 네트워크의 규모와 액세스 속도가 제한됩니다.

이러한 상황을 바탕으로 Layer 3 스위치가 탄생했습니다. Layer 3 스위치는 IP용으로 설계되었으며 인터페이스가 단순합니다. 강력한 Layer 2 패킷 처리 기능을 가지고 있으며 대용량 LAN에서 데이터 라우팅 및 스위칭에 매우 적합합니다. 이 스위치는 프로토콜의 세 번째 계층에서 작동하여 기존 라우터의 기능을 대체하거나 부분적으로 완성할 수 있을 뿐만 아니라 비교적 저렴한 가격에 계층 2 스위칭 속도를 가지고 있습니다.

Layer 3 스위치의 대부분의 라우팅 기능은 데이터 상호작용을 위한 것이므로 라우팅 기능은 동급의 전문 라우터만큼 강력하지 않습니다. 결국, 라우터의 작업을 완전히 대체할 수 없는 보안 및 프로토콜 지원에는 여전히 많은 결함이 있습니다.

일반적인 방법은 동일한 LAN에 있는 다양한 서브넷의 상호 연결과 LAN에 있는 VLAN 간의 라우팅을 위해 라우터를 레이어 3 스위치로 교체하는 것입니다. 전문 라우터는 로컬 영역 네트워크와 공용 네트워크 간의 상호 연결이 지역 간 네트워크 액세스를 달성해야 하는 경우에만 사용됩니다.

C암시

요약하자면 스위치는 일반적으로 LAN-WAN 연결에 사용됩니다. 스위치는 브리지에 귀속되며 데이터 링크 계층의 장치입니다. 일부 스위치는 세 번째 레이어의 스위칭도 실현할 수 있습니다. 라우터는 WAN-WAN 간의 연결에 사용되며 이종 네트워크 간의 패킷 전달 문제를 해결하고 네트워크 계층에서 작동합니다. 이에 비해 라우터는 스위치보다 강력하지만 느리고 더 비쌉니다. Layer 3 스위치는 유선 속도로 메시지를 전달할 수 있는 기능과 라우터와 유사한 우수한 제어 기능으로 인해 널리 사용됩니다.