Routerlər və kommutatorlar necə işləyir
Müasir kompüter şəbəkələrində marşrutlaşdırıcılar və kommutatorlar evlərdə, ofislərdə, məktəblərdə və hətta genişmiqyaslı məlumat mərkəzlərində rast gəlinən ən çox yayılmış cihazlardan ikisidir. Hər ikisi cihazları bir-biri ilə əlaqə qura bilmək üçün birləşdirsə də, fərqli şəkildə işləyir və fərqli rollara malikdir. Routerlərin və kommutatorların iş prinsiplərini anlamaq səmərəli, təhlükəsiz və sabit şəbəkələrin dizaynı üçün vacibdir. Bu məqalədə əsas anlayışlar, onların necə işlədiyi, fərqləri və şəbəkələrdə tətbiqləri müzakirə olunur.
Kommutatorun tərifi və funksiyası
Kommutator, əsasən OSI modelinin 2-ci səviyyəsində (Məlumat Bağlantısı) işləyən şəbəkə cihazıdır, baxmayaraq ki, bəzi kommutatorlar 3-cü səviyyədə (çoxqatlı kommutatorlar) işləyə bilər. Kommutatorun əsas funksiyası, bütün bu cihazların bir-biri ilə məlumat mübadiləsi apara bilməsi üçün yerli şəbəkədə (LAN) birdən çox cihazı, məsələn, kompüterləri, printerləri, giriş nöqtələrini və ya serverləri birləşdirməkdir.
Kommutatorlar, mərkəzlərdən (köhnə cihazlar) məlumatları bütün portlara ötürməmələri ilə fərqlənir. Bunun əvəzinə, məlumatları yalnız düzgün təyinat portuna göndərirlər və bu da şəbəkəni daha sürətli edir və məlumatların toqquşmasını azaldır.
Kommutatorun İş Prinsipi: MAC Ünvanı və Kommutasiya
Kommutatorun əsas prinsipi hər bir şəbəkə kartına (NIC) təyin edilmiş unikal fiziki ünvan olan MAC (Media Access Control) ünvanından istifadə etməkdir. Məlumat çərçivələrini düzgün cihaza göndərmək üçün kommutator MAC Ünvan Cədvəli (çox vaxt CAM cədvəli də adlanır) adlı bir cədvəl qurur.
Ümumi keçid iş axını belədir:
1. Öyrənmə (Öyrənmə Prosesi)
Cihaz kommutatora kadr göndərdikdə, kommutator kadrın mənbə MAC ünvanını oxuyur. Daha sonra kommutator həmin MAC ünvanını müəyyən bir portda qeyd edir. Məsələn, əgər A cihazının MAC ünvanı 3-cü portda aşkar edilərsə, kommutator "MAC A → port 3" məlumatını saxlayır.
2. Yönləndirmə
Kommutator təyinat MAC ünvanına malik bir çərçivə aldıqda, həmin MAC ünvanını cədvəlində axtarır.
– Əgər tapılarsa, açar çərçivəni yalnız müvafiq porta göndərir.
– Əgər heç biri tapılmazsa, kommutator təyinat cihazının cavab verməsi üçün paketi doldurur (mənbə portu istisna olmaqla, bütün portlara göndərir). Cavab alındıqdan sonra kommutator MAC ünvanını öyrənir.
3. Filtrləmə
Əgər kommutator kadr qəbul edərsə və təyinat portunun mənbə portu ilə eyni olduğu ortaya çıxarsa (məsələn, təyinat cihazı eyni portdadırsa), kommutator kadrı lazımsız olduğu üçün ötürməkdən imtina edə bilər.
Bu mexanizmlə kommutator LAN-da rabitənin səmərəli olmasına imkan verir və lazımsız trafiki minimuma endirir.
Toqquşma Domaini, Yayım Domaini və Switch-də VLAN
Kommutatorlar həmçinin toqquşma domenlərinin idarə olunmasında mühüm rol oynayır. Kommutatorda hər bir port ayrıca toqquşma domenidir, buna görə də məlumat toqquşmaları mərkəz əsaslı şəbəkələrə nisbətən daha az yaygındır.
Lakin, yayım domenləri (ARP kimi yayımları qəbul edəcək sahələr) üçün kommutatorlar hələ də eyni yayım domenindədirlər - əgər onlar VLAN-lardan (Virtual LAN-lar) istifadə edilərək bölünməyibsə.
VLAN-larda kommutator tək bir fiziki cihazı birdən çox məntiqi şəbəkəyə "bölə" bilər. Məsələn, işçilər üçün VLAN 10 və qonaqlar üçün VLAN 20. Müxtəlif VLAN-lardakı cihazlar bir-birinə birbaşa yayımlana bilməz, buna görə də:
– artan təhlükəsizlik,
– daha yaxşı performans,
– daha səliqəli şəbəkə idarəetməsi.
Müxtəlif VLAN-ları birləşdirmək üçün router və ya Layer 3 kommutatoru kimi 3-cü səviyyəli cihaz tələb olunur.
Routerin tərifi və funksiyası
Router, 3-cü Səviyyədə (Şəbəkə) işləyən şəbəkə cihazıdır. Onun əsas funksiyası müxtəlif şəbəkələri, məsələn, ofis LAN-nı internetə qoşmaq və ya şirkət daxilində birdən çox alt şəbəkəni birləşdirməkdir.
Əgər kommutatorlar eyni şəbəkədəki MAC ünvanlarına əsaslanan məlumatların göndərilməsinə diqqət yetirirsə, marşrutlaşdırıcılar şəbəkələr arasında IP ünvanlarına əsaslanan məlumatların göndərilməsinə diqqət yetirirlər.
Marşrutlaşdırmaya əlavə olaraq, müasir marşrutlaşdırıcılar tez-tez aşağıdakı kimi əlavə xüsusiyyətlərə malikdir:
– NAT (Şəbəkə Ünvanı Tərcüməsi),
– firewall,
– DHCP serveri,
– VPN,
– QoS (Xidmət Keyfiyyəti),
– müəyyən bir şəbəkədə yük balanslaşdırması və ya nasazlıq.
Routerin İş Prinsipi: Marşrutlaşdırma Cədvəli və Yolun Təyin Edilməsi
Routerin prinsipi, təyinat IP ünvanına əsasən məlumat paketinin hara göndəriləcəyinə qərar verməkdir. Bu qərarı vermək üçün router marşrutlaşdırma cədvəlindən, təyinat şəbəkəsi və ona çatmaq üçün ən yaxşı "yol" haqqında məlumatları ehtiva edən marşrutların siyahısından istifadə edir.
Router iş axınının qısa təsviri:
1. Paketi qəbul edin
Router paketləri interfeysdən (məsələn, LAN-dan) alır.
2. Təyinat IP-ni oxuyun
Router IP başlığını araşdırır və təyinat IP ünvanına baxır.
3. Marşrutlaşdırma cədvəlində uyğunluq axtarın
Router ən uyğun girişi axtarır (adətən ən uzun prefiks uyğunluğu prinsipindən istifadə edir). Məsələn, 192.168.10.0/24 ünvanına gedən marşrut 192.168.0.0/16 ünvanından daha spesifik olardı.
4. Növbəti keçid və çıxış interfeysini təyin edin
Əgər marşrut tapılarsa, marşrutlaşdırıcı paketin hara göndərilməli olduğunu müəyyən edir: qonşu marşrutlaşdırıcıya (növbəti keçid) və ya birbaşa qoşulmuş şəbəkəyə.
5. Paketlərin göndərilməsi
Router, gedən paketləri müvafiq interfeys vasitəsilə ötürür.
Əgər yönləndirici marşrut tapmasa, standart marşrut, məsələn, internet şlüzünə 0.0.0.0/0 olmadığı təqdirdə paket atılacaq.
Statik və Dinamik Marşrutlaşdırma
Marşrutlaşdırıcılar marşrut məlumatlarını iki yolla əldə edə bilərlər:
1. Statik marşrutlaşdırma
Administratorlar marşrutları əl ilə daxil edirlər. Bu, kiçik şəbəkələr və ya marşrut dəyişiklikləri nadir hallarda olan şəbəkələr üçün uyğundur. Mənfi cəhəti odur ki, topologiya dəyişikliyi olarsa, administrator marşrutları fərdi olaraq yeniləməlidir.
2. Dinamik marşrutlaşdırma
Marşrutlaşdırıcılar RIP, OSPF, EIGRP və ya BGP kimi marşrutlaşdırma protokollarından istifadə edərək bir-biri ilə marşrut məlumatları mübadiləsi aparırlar. Onlar daha uyğunlaşa bildikləri üçün orta və böyük şəbəkələr üçün uyğundur. Bir yol qırılarsa, marşrutlaşdırıcı alternativ bir yol tapa bilər.
NAT və İnternetdə Routerlərin Rolü
Evlərdə və ya kiçik ofislərdə rast gəlinən ən çox yayılmış router funksiyalarından biri NAT-dır (Şəbəkə Ünvanı Tərcüməsi). NAT, yerli şəbəkədəki birdən çox cihazın internetə daxil olmaq üçün tək bir ictimai IP ünvanından istifadə etməsinə imkan verir.
Necə işləyir:
– Daxili cihazlar şəxsi IP ünvanlarından istifadə edir (məsələn, 192.168.1.x).
– Router internetə çıxdıqda bağlantını ictimai IP-yə çevirir.
– Router tərcümə cədvəli saxlayır ki, internetdən gələn cavablar düzgün cihaza qaytarıla bilsin.
NAT, ictimai IPv4-ün qorunmasına kömək edir və əsas təhlükəsizlik təbəqəsi əlavə edir, çünki xarici qurğular xüsusi qaydalar (məsələn, port yönləndirmə) olmadan daxili qurğulara birbaşa daxil ola bilmir.
Router və kommutator arasındakı əsas fərq
Bir sözlə, əsas fərqləri aşağıdakı kimi ümumiləşdirmək olar:
– Switch: cihazları bir LAN-da birləşdirir, MAC ünvanı ilə işləyir, yerli rabitə səmərəliliyinə diqqət yetirir.
– Router: müxtəlif şəbəkələri birləşdirir, IP ünvanları ilə işləyir, şəbəkələr arasında və internetə paket marşrutlarını təyin edir.
Praktikada, ikisi tez-tez birlikdə istifadə olunur: kommutatorlar daxili LAN-lar qurur, marşrutlaşdırıcılar isə həmin LAN-ları digər şəbəkələrə (məsələn, internet və ya filial) qoşur.
Real Şəbəkələrdə Tətbiq Nümunələri
Kiçik bir ofisdə:
– Kommutatorlar işçi kompüterlərini, şəbəkə printerlərini və giriş nöqtələrini birləşdirir.
– Router, NAT, DHCP və firewall təmin edərək internetə çıxış qapısına çevrilir.
Daha böyük şirkətlərdə:
– İstifadəçi cihazları üçün çoxsaylı giriş açarları.
– Birdən çox seqmenti birləşdirmək üçün paylama və ya əsas açar.
– VLAN-lar və WAN/ISP ilə bağlantılar arasında marşrutlaşdırma üçün 3-cü səviyyəli yönləndirici və ya kommutator.
Nəticə
Routerlər və kommutatorlar kompüter şəbəkələrinin təməlidir. Kommutatorlar əsasən 2-ci səviyyədə işləyir, MAC ünvanlarına əsaslanan çərçivələr göndərir, MAC cədvəlləri qurur və LAN-da lazımsız trafiki azaldır. Bu arada, routerlər 3-cü səviyyədə işləyir, IP ünvanlarına əsaslanan paketlər göndərir, şəbəkələr arasında ən yaxşı yolu seçmək üçün marşrutlaşdırma cədvəllərindən istifadə edir və NAT və internetə qoşulma kimi vacib funksiyaları idarə edir. Hər ikisinin necə işlədiyini başa düşməklə, ehtiyaclarımızı ödəmək üçün daha sürətli, daha strukturlaşdırılmış və daha təhlükəsiz şəbəkələr dizayn edə bilərik.
İstəsəniz, iş axını diaqramı, sadə bir konfiqurasiya nümunəsi (məsələn, VLAN + VLANlararası marşrutlaşdırma) və ya məqalənin sizin cihazınıza xas olan daha texniki versiyasını (Cisco/MikroTik) əlavə edə bilərəm.
