ரவுட்டர்கள் மற்றும் சுவிட்சுகள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன

ரவுட்டர்கள் மற்றும் ஸ்விட்சுகள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன

நவீன கணினி வலையமைப்புகளில், ரௌட்டர்கள் மற்றும் ஸ்விட்சுகள் மிகவும் பொதுவான இரண்டு சாதனங்களாகும். இவை வீடுகள், அலுவலகங்கள், பள்ளிகள் மற்றும் பெரிய அளவிலான தரவு மையங்களில்கூட காணப்படுகின்றன. இவை இரண்டும் சாதனங்களை ஒன்றோடொன்று தொடர்பு கொள்ள இணைத்தாலும், அவை வெவ்வேறு விதமாகச் செயல்படுகின்றன மற்றும் வெவ்வேறு பணிகளைக் கொண்டுள்ளன. திறமையான, பாதுகாப்பான மற்றும் நிலையான வலையமைப்புகளை வடிவமைப்பதற்கு, ரௌட்டர்கள் மற்றும் ஸ்விட்சுகளின் செயல்பாட்டுக் கொள்கைகளைப் புரிந்துகொள்வது மிகவும் அவசியமாகும். இந்தக் கட்டுரை அவற்றின் அடிப்படைக் கருத்துக்கள், அவை செயல்படும் விதம், அவற்றின் வேறுபாடுகள் மற்றும் வலையமைப்புகளில் அவற்றின் பயன்பாடுகள் குறித்து விவாதிக்கிறது.

சுவிட்சின் வரையறை மற்றும் செயல்பாடு

ஸ்விட்ச் என்பது OSI மாதிரியின் அடுக்கு 2-இல் (தரவு இணைப்பு) முதன்மையாகச் செயல்படும் ஒரு பிணையச் சாதனமாகும், இருப்பினும் சில ஸ்விட்ச்கள் அடுக்கு 3 வரை (பல்லடுக்கு ஸ்விட்ச்கள்) செயல்பட முடியும். ஒரு ஸ்விட்ச்சின் முதன்மைப் பணி, கணினிகள், அச்சுப்பொறிகள், அணுகல் புள்ளிகள் அல்லது சேவையகங்கள் போன்ற பல சாதனங்களை ஒரு உள்ளூர் பகுதிப் பிணையத்தில் (LAN) இணைப்பதாகும், இதன் மூலம் இந்தச் சாதனங்கள் அனைத்தும் தங்களுக்குள் தரவைப் பரிமாறிக்கொள்ள முடியும்.

ஸ்விட்சுகள் (பழைய சாதனங்கள்) எல்லா போர்ட்களுக்கும் தரவை ஒளிபரப்புவதில்லை என்பதில் ஹப்களிலிருந்து வேறுபடுகின்றன. மாறாக, அவை சரியான இலக்கு போர்ட்டிற்கு மட்டுமே தரவை அனுப்புவதால், நெட்வொர்க்கை வேகமாக்கி, தரவு மோதல்களைக் குறைக்கின்றன.

ஸ்விட்ச் செயல்படும் கொள்கை: MAC முகவரி மற்றும் ஸ்விட்சிங்

ஒரு ஸ்விட்ச்சின் முக்கிய கொள்கை, ஒவ்வொரு நெட்வொர்க் கார்டுக்கும் (NIC) ஒதுக்கப்படும் தனித்துவமான பௌதீக முகவரியான MAC (மீடியா அணுகல் கட்டுப்பாடு) முகவரியைப் பயன்படுத்துவதாகும். தரவு பிரேம்களை சரியான சாதனத்திற்கு அனுப்ப, ஸ்விட்ச் MAC முகவரி அட்டவணை (பெரும்பாலும் CAM அட்டவணை என்றும் அழைக்கப்படுகிறது) எனப்படும் ஒரு அட்டவணையை உருவாக்குகிறது.

பொதுவான ஸ்விட்ச் பணிப்பாய்வு இதோ:

1. கற்றல் (கற்றல் செயல்முறை)
ஒரு சாதனம் ஒரு ஸ்விட்சுக்கு ஒரு ஃபிரேமை அனுப்பும்போது, ​​அந்த ஸ்விட்ச் ஃபிரேமின் மூல MAC முகவரியைப் படிக்கிறது. பின்னர் ஸ்விட்ச் அந்த MAC முகவரியை ஒரு குறிப்பிட்ட போர்ட்டில் பதிவு செய்கிறது. உதாரணமாக, சாதனம் A-யின் MAC போர்ட் 3-இல் கண்டறியப்பட்டால், ஸ்விட்ச் "MAC A → போர்ட் 3" என்ற தகவலைச் சேமிக்கிறது.

2. அனுப்புதல்
ஒரு ஸ்விட்ச், இலக்கு MAC முகவரியைக் கொண்ட ஒரு ஃபிரேமைப் பெறும்போது, ​​அது தனது அட்டவணையில் அந்த MAC முகவரியைத் தேடுகிறது.
– கண்டறியப்பட்டால், அந்த ஸ்விட்ச் ஃபிரேமை பொருத்தமான போர்ட்டிற்கு மட்டுமே அனுப்புகிறது.
பதில் எதுவும் கிடைக்கவில்லை என்றால், இலக்குச் சாதனத்திடமிருந்து பதிலைப் பெறுவதற்காக, ஸ்விட்ச் அந்தப் பாக்கெட்டை (மூல போர்ட்டைத் தவிர மற்ற அனைத்து போர்ட்டுகளுக்கும்) வெள்ளம்போல் அனுப்புகிறது. ஒரு பதில் கிடைத்தவுடன், ஸ்விட்ச் அதன் MAC முகவரியை அறிந்துகொள்கிறது.

3. வடிகட்டுதல்
ஸ்விட்ச் ஒரு ஃபிரேமைப் பெறும்போது, ​​அதன் இலக்கு போர்ட்டும் மூல போர்ட்டும் ஒன்றாக இருப்பது தெரியவந்தால் (உதாரணமாக, இலக்கு சாதனம் அதே போர்ட்டில் இருந்தால்), அந்த ஃபிரேம் தேவையற்றது எனக் கருதி அதை அனுப்ப ஸ்விட்ச் மறுக்கலாம்.

இந்த வழிமுறையின் மூலம், ஸ்விட்ச் ஆனது LAN-இல் தகவல் தொடர்பைத் திறம்படச் செயல்பட அனுமதிப்பதோடு, தேவையற்ற தரவுப் போக்குவரத்தையும் குறைக்கிறது.

Switch-இல் Collision Domain, Broadcast Domain மற்றும் VLAN

மோதல் களங்களை நிர்வகிப்பதில் ஸ்விட்சுகளும் ஒரு முக்கியப் பங்கு வகிக்கின்றன. ஒரு ஸ்விட்சில், ஒவ்வொரு போர்ட்டும் ஒரு தனி மோதல் களமாக இருப்பதால், ஹப் அடிப்படையிலான நெட்வொர்க்குகளைக் காட்டிலும் தரவு மோதல்கள் மிகவும் குறைவாகவே நிகழ்கின்றன.

இருப்பினும், பிராட்காஸ்ட் டொமைன்களைப் (ARP போன்ற பிராட்காஸ்ட்களைப் பெறும் பகுதிகள்) பொறுத்தவரை, அவை VLAN-களைப் (விர்ச்சுவல் லேன்கள்) பயன்படுத்திப் பிரிக்கப்பட்டாலன்றி, ஸ்விட்சுகள் ஒரே பிராட்காஸ்ட் டொமைனில்தான் இருக்கும்.

VLAN-களைப் பயன்படுத்தி, ஒரு ஸ்விட்ச் ஒரே ஒரு பௌதீக சாதனத்தைப் பல தர்க்கரீதியான நெட்வொர்க்குகளாகப் பிரிக்க முடியும். உதாரணமாக, ஊழியர்களுக்கான VLAN 10 மற்றும் விருந்தினர்களுக்கான VLAN 20. வெவ்வேறு VLAN-களில் உள்ள சாதனங்களால் ஒன்றுக்கொன்று நேரடியாக ஒளிபரப்ப முடியாது, எனவே:
– அதிகரித்த பாதுகாப்பு,
– சிறந்த செயல்திறன்,
– நேர்த்தியான பிணைய மேலாண்மை.

வெவ்வேறு VLAN-களை இணைப்பதற்கு, ரௌட்டர் அல்லது லேயர் 3 ஸ்விட்ச் போன்ற ஒரு லேயர் 3 சாதனம் தேவைப்படுகிறது.

திசைவியின் வரையறை மற்றும் செயல்பாடு

ரௌட்டர் என்பது லேயர் 3 (நெட்வொர்க்) மட்டத்தில் செயல்படும் ஒரு நெட்வொர்க்கிங் சாதனம் ஆகும். இதன் முதன்மைப் பணி, வெவ்வேறு நெட்வொர்க்குகளை இணைப்பதாகும். உதாரணமாக, ஒரு அலுவலக LAN-ஐ இணையத்துடன் இணைப்பது அல்லது ஒரு நிறுவனத்திற்குள் உள்ள பல சப்நெட்களை இணைப்பது.

ஸ்விட்சுகள் ஒரே நெட்வொர்க்கில் MAC முகவரிகளின் அடிப்படையில் தரவை அனுப்புவதில் கவனம் செலுத்தினால், ரவுட்டர்கள் நெட்வொர்க்குகளுக்கு இடையில் IP முகவரிகளின் அடிப்படையில் தரவை அனுப்புவதில் கவனம் செலுத்துகின்றன.

ரவுட்டிங் மட்டுமின்றி, நவீன ரவுட்டர்கள் பெரும்பாலும் பின்வரும் கூடுதல் அம்சங்களையும் கொண்டுள்ளன:
– NAT (பிணைய முகவரி மொழிபெயர்ப்பு),
– ஃபயர்வால்,
– DHCP சேவையகம்,
– விபிஎன்,
– QoS (சேவையின் தரம்),
– ஒரு குறிப்பிட்ட நெட்வொர்க்கில் சுமை சமநிலைப்படுத்துதல் அல்லது செயலிழப்பு மாற்று ஏற்பாடு.

திசைவியின் செயல்பாட்டுக் கொள்கை: திசைவி அட்டவணை மற்றும் பாதை நிர்ணயம்

சேருமிடத்தின் IP முகவரியின் அடிப்படையில் ஒரு தரவுப் பொதியை எங்கு அனுப்புவது என்பதைத் தீர்மானிப்பதே ஒரு திசைவியின் (router) கொள்கையாகும். இந்த முடிவை எடுப்பதற்காக, திசைவி ஒரு திசைவி அட்டவணையைப் (routing table) பயன்படுத்துகிறது; இது சேருமிட வலையமைப்பு மற்றும் அதை அடைவதற்கான சிறந்த 'பாதை' பற்றிய தகவல்களைக் கொண்ட வழித்தடங்களின் பட்டியலாகும்.

ரௌட்டர் பணிப்பாய்வு சுருக்கமாக:

1. பொட்டலத்தைப் பெற்றுக்கொள்ளுங்கள்
ரௌட்டர் ஒரு இடைமுகத்திலிருந்து (உதாரணமாக, ஒரு LAN-இலிருந்து) பாக்கெட்டுகளைப் பெறுகிறது.

2. இலக்கு ஐபி முகவரியைப் படிக்கவும்
ரௌட்டர் IP ஹெடரை ஆய்வு செய்து, இலக்கு IP முகவரியைப் பார்க்கிறது.

3. ரூட்டிங் அட்டவணையில் பொருத்தத்தைத் தேடுங்கள்.
ரௌட்டர் மிகவும் பொருத்தமான உள்ளீட்டைத் தேடுகிறது (பொதுவாக மிக நீண்ட முன்னொட்டுப் பொருத்தக் கொள்கையைப் பயன்படுத்தி). எடுத்துக்காட்டாக, 192.168.0.0/16 என்பதற்கான வழியை விட 192.168.10.0/24 என்பதற்கான வழி மிகவும் துல்லியமானதாக இருக்கும்.

4. அடுத்தகட்ட மற்றும் வெளிச்செல்லும் இடைமுகத்தைத் தீர்மானிக்கவும்.
ஒரு வழி கண்டறியப்பட்டால், அந்தப் பாக்கெட்டை எங்கு அனுப்ப வேண்டும் என்பதை ரூட்டர் தீர்மானிக்கிறது: அருகிலுள்ள ரூட்டருக்கா (அடுத்த-தாண்டல்) அல்லது நேரடியாக இணைக்கப்பட்ட நெட்வொர்க்கிற்கா.

5. பொட்டலங்களை அனுப்புதல்
ரௌட்டர், வெளிச்செல்லும் பாக்கெட்டுகளைப் பொருத்தமான இடைமுகம் வழியாக அனுப்புகிறது.

ரௌட்டர் ஒரு வழியைக் கண்டுபிடிக்கவில்லை என்றால், இணைய நுழைவாயிலுக்கு 0.0.0.0/0 போன்ற ஒரு இயல்புநிலை வழி இல்லாத பட்சத்தில், அந்தப் பாக்கெட் கைவிடப்படும்.

நிலையான மற்றும் டைனமிக் ரூட்டிங்

ரௌட்டர்கள் இரண்டு வழிகளில் வழித்தடத் தகவலைப் பெறலாம்:

1. நிலையான வழித்தடம்
நிர்வாகிகள் வழித்தடங்களை கைமுறையாக உள்ளிடுகிறார்கள். இது சிறிய வலையமைப்புகளுக்கோ அல்லது அடிக்கடி வழித்தட மாற்றங்கள் நிகழாத வலையமைப்புகளுக்கோ பொருத்தமானது. இதன் குறைபாடு என்னவென்றால், வலையமைப்பின் கட்டமைப்பில் மாற்றம் ஏற்பட்டால், நிர்வாகி வழித்தடங்களை தனித்தனியாகப் புதுப்பிக்க வேண்டும்.

2. டைனமிக் ரூட்டிங்
ரௌட்டர்கள், RIP, OSPF, EIGRP அல்லது BGP போன்ற ரூட்டிங் நெறிமுறைகளைப் பயன்படுத்தி தங்களுக்குள் வழித் தகவல்களைப் பரிமாறிக்கொள்கின்றன. அவை அதிக தகவமைப்புத் திறன் கொண்டிருப்பதால், நடுத்தர மற்றும் பெரிய வலையமைப்புகளுக்குப் பொருத்தமானவை. ஒரு பாதை துண்டிக்கப்பட்டால், ரௌட்டரால் ஒரு மாற்றுப் பாதையைக் கண்டறிய முடியும்.

NAT மற்றும் இணையத்திற்கான ரவுட்டர்களின் பங்கு

வீடுகள் அல்லது சிறிய அலுவலகங்களில் காணப்படும் மிகவும் பொதுவான ரௌட்டர் செயல்பாடுகளில் ஒன்று NAT (நெட்வொர்க் முகவரி மொழிபெயர்ப்பு) ஆகும். ஒரு உள்ளூர் நெட்வொர்க்கில் உள்ள பல சாதனங்கள், இணையத்தை அணுகுவதற்கு ஒரே ஒரு பொது ஐபி முகவரியைப் பயன்படுத்த NAT அனுமதிக்கிறது.

இது செயல்படும் விதம்:
– உள்ளக சாதனங்கள் தனியார் IP முகவரிகளைப் பயன்படுத்துகின்றன (எ.கா. 192.168.1.x).
இணையத்திற்கு இணைப்பு வெளியே செல்லும்போது, ​​ரௌட்டர் அந்த இணைப்பை ஒரு பொது ஐபி முகவரியாக மாற்றுகிறது.
இணையத்திலிருந்து வரும் பதில்களைச் சரியான சாதனத்திற்குத் திருப்பி அனுப்பும் வகையில், ரூட்டர் ஒரு மொழிபெயர்ப்பு அட்டவணையைப் பராமரிக்கிறது.

சிறப்பு விதிகள் (எ.கா. போர்ட் ஃபார்வர்டிங்) இல்லாமல் வெளிப்புற சாதனங்களால் உள் சாதனங்களை நேரடியாக அணுக முடியாததால், NAT பொது IPv4-ஐப் பாதுகாக்க உதவுவதோடு, ஒரு அடிப்படைப் பாதுகாப்பு அடுக்கையும் சேர்க்கிறது.

ரவுட்டர்களுக்கும் ஸ்விட்சுகளுக்கும் இடையிலான முக்கிய வேறுபாடுகள்

சுருக்கமாக, முக்கிய வேறுபாடுகளைப் பின்வருமாறு தொகுத்துரைக்கலாம்:

– ஸ்விட்ச்: ஒரே LAN-இல் உள்ள சாதனங்களை இணைக்கிறது, MAC முகவரியுடன் செயல்படுகிறது, மேலும் உள்ளூர் தகவல் தொடர்புத் திறனில் கவனம் செலுத்துகிறது.
– ரூட்டர்: வெவ்வேறு நெட்வொர்க்குகளை இணைக்கிறது, IP முகவரிகளுடன் செயல்படுகிறது, நெட்வொர்க்குகளுக்கு இடையேயும் இணையத்திற்குமான பாக்கெட் பாதைகளைத் தீர்மானிக்கிறது.

நடைமுறையில், இவ்விரண்டும் பெரும்பாலும் ஒன்றாகவே பயன்படுத்தப்படுகின்றன: ஸ்விட்சுகள் உள்ளக LAN-களை உருவாக்குகின்றன, ரௌட்டர்கள் அந்த LAN-களை மற்ற வலையமைப்புகளுடன் (எ.கா. இணையம் அல்லது ஒரு கிளை அலுவலகம்) இணைக்கின்றன.

உண்மையான நெட்வொர்க்குகளில் செயல்படுத்துவதற்கான எடுத்துக்காட்டுகள்

ஒரு சிறிய அலுவலகத்தில்:
– ஸ்விட்சுகள் ஊழியர்களின் கணினிகள், நெட்வொர்க் பிரிண்டர்கள் மற்றும் அணுகல் புள்ளிகளை இணைக்கின்றன.
– ரௌட்டர் இணையத்திற்கான நுழைவாயிலாகச் செயல்பட்டு, NAT, DHCP மற்றும் ஃபயர்வால் ஆகியவற்றை வழங்குகிறது.

பெரிய நிறுவனங்களில்:
பயனர் சாதனங்களுக்கான பல அணுகல் நிலைமாற்றிகள்.
– பல பிரிவுகளை ஒன்றிணைப்பதற்கான விநியோக அல்லது மைய நிலைமாற்றி.
– VLAN-களுக்கு இடையேயான ரூட்டிங் மற்றும் WAN/ISP இணைப்புகளுக்கான லேயர் 3 ரௌட்டர் அல்லது ஸ்விட்ச்.

முடிவுரை

ரௌட்டர்களும் ஸ்விட்சுகளும் கணினி வலையமைப்புகளின் அடித்தளமாகும். ஸ்விட்சுகள் முதன்மையாக லேயர் 2-இல் செயல்படுகின்றன; அவை MAC முகவரிகளின் அடிப்படையில் ஃபிரேம்களை அனுப்புகின்றன, MAC அட்டவணைகளை உருவாக்குகின்றன, மற்றும் LAN-இல் ஏற்படும் தேவையற்ற டிராஃபிக்கைக் குறைக்கின்றன. அதே சமயம், ரௌட்டர்கள் லேயர் 3-இல் செயல்படுகின்றன; அவை IP முகவரிகளின் அடிப்படையில் பாக்கெட்டுகளை அனுப்புகின்றன, வலையமைப்புகளுக்கு இடையே சிறந்த பாதையைத் தேர்ந்தெடுக்க ரௌட்டிங் அட்டவணைகளைப் பயன்படுத்துகின்றன, மேலும் NAT மற்றும் இணையத்துடன் இணைத்தல் போன்ற முக்கியமான செயல்பாடுகளைக் கையாளுகின்றன. இவை இரண்டும் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன என்பதைப் புரிந்துகொள்வதன் மூலம், நமது தேவைகளைப் பூர்த்திசெய்யும் வகையில் வேகமான, அதிக கட்டமைக்கப்பட்ட மற்றும் பாதுகாப்பான வலையமைப்புகளை நம்மால் வடிவமைக்க முடியும்.

நீங்கள் விரும்பினால், நான் ஒரு பணிப்பாய்வு வரைபடம், ஒரு எளிய உள்ளமைவு எடுத்துக்காட்டு (எ.கா. VLAN + இன்டர்-VLAN ரூட்டிங்), அல்லது உங்கள் குறிப்பிட்ட சாதனத்திற்கு (Cisco/MikroTik) ஏற்ற கட்டுரையின் மேலும் தொழில்நுட்பப் பதிப்பைச் சேர்க்க முடியும்.