Nederlands
Menu

Hub versus switch versus router: OSI-laag, gebruikte adressen, doorsturen en domeinen

Alle drie verbinden apparaten en sturen data door, maar ze verschillen in de laag waarvan ze de informatie gebruiken om door te sturen. Een hub (repeaterhub) is een apparaat op laag 1 (fysieke laag) dat een binnenkomend signaal ongewijzigd naar elke poort stuurt. Een switch (L2-switch) is een apparaat op laag 2 (datalinklaag) dat het MAC-adres van de bestemming in een frame leest en het frame alleen doorstuurt naar de poort waar die bestemming is aangesloten. Een router is een apparaat op laag 3 (netwerklaag) dat pakketten tussen verschillende netwerken doorgeeft op basis van het IP-adres van de bestemming en zijn routeringstabel. Hubs en switches verbinden apparaten binnen één netwerk; routers verbinden netwerken met elkaar.

KenmerkHubSwitch (L2-switch)Router
LaagLaag 1 (fysieke laag)Laag 2 (datalinklaag)Laag 3 (netwerklaag)
Gebruikt adresGeen; herhaalt alleen het signaalMAC-adresIP-adres
Data-eenheidBits (elektrische signalen)FramesPakketten
Manier van doorsturenStuurt naar elke poort behalve die waarop het signaal binnenkwamLeert in een MAC-adrestabel welk bron-MAC-adres op welke poort zit en stuurt alleen naar de poort van de bestemming; onbekende bestemmingen en broadcasts gaan naar elke poort behalve de inkomende (flooding)Kiest in de routeringstabel de route met de langste overeenkomst met het IP-adres van de bestemming en stuurt naar de volgende router of naar de bestemming, waarbij de MAC-adressen van het frame worden herschreven en de TTL met 1 wordt verlaagd
CollisiondomeinEén voor alle poorten; half-duplex, dus gelijktijdige verzendingen botsenApart per poort; geen botsingen bij gebruik in full-duplexApart per interface
BroadcastdomeinEén voor alle poortenEén voor alle poorten, of één per VLAN bij opdeling in VLAN'sApart per interface (netwerk); broadcasts worden niet doorgestuurd
Verschillende netwerken verbindenNeeNee; verbindt apparaten binnen één netwerk (subnet)Ja; veel routers bieden ook NAT en pakketfiltering
Typische plaatsKleine, oude netwerken; inmiddels vrijwel geheel vervangen door switchesAansluiten van pc's, servers, accesspoints voor draadloos LAN enzovoort op hetzelfde LANOp de grens tussen een LAN en internet, en tussen segmenten (subnetten) van een intern netwerk

De getalswaarden zijn typische ordegroottes en variëren per procesgeneratie en product.

Wanneer welke variant?

Hub
Inmiddels vervangen door switches en zelden gekozen voor nieuwe installaties. Het blijft nuttig als referentiepunt om te begrijpen hoe een switch werkt.
Switch (L2-switch)
Bij het verbinden van veel apparaten binnen één netwerk. Modellen die VLAN's ondersteunen, kunnen een netwerk ook met één apparaat logisch opdelen.
Router
Bij het verbinden van verschillende netwerken. Hij staat op de grens tussen LAN en internet of tussen subnetten en verzorgt routekeuze, NAT, pakketfiltering en vergelijkbare taken.

Veelgestelde vragen

Hoe verschilt een L3-switch van een router?

Een L3-switch is een switch met toegevoegde routerfuncties (doorsturen op laag 3), die verkeer tussen VLAN's snel in hardware kan doorgeven. Hij wordt vooral binnen een LAN gebruikt om subnetten en VLAN's te verbinden. Een router biedt doorgaans een bredere set functies die op netwerkgrenzen nodig zijn, zoals aansluiting op lijnen naar internet of andere locaties, NAT en VPN's. Afhankelijk van het product overlappen de functies echter.

Welke hiervan is een breedbandrouter voor thuis?

Die combineert een router, een switch, een accesspoint voor draadloos LAN en meer in één apparaat. De poorten aan de LAN-kant zijn als switch met elkaar verbonden, terwijl verkeer tussen LAN en internet als router wordt doorgegeven, waarbij één globaal adres via NAPT wordt gedeeld. Veel van deze apparaten fungeren ook als DHCP-server.

Vermindert een switch het aantal broadcasts?

Nee. Een switch stuurt broadcastframes naar elke poort behalve de poort waarop ze binnenkwamen, dus ze bereiken elk aangesloten apparaat. Wat een switch opdeelt, is het collisiondomein. Om te beperken hoe ver broadcasts reiken, deel je het netwerk op met VLAN's of met een router.

Waarom worden hubs niet meer gebruikt?

Bij een hub delen alle poorten één kanaal, dus hoe meer apparaten er zijn aangesloten, hoe meer botsingen er optreden, en ook de bandbreedte wordt gedeeld. Bovendien gaat al het verkeer naar alle poorten, zodat apparaten verkeer kunnen ontvangen dat voor anderen bedoeld is. Een switch stuurt alleen door naar de poort van de bestemming en kan per poort in full-duplex communiceren, zodat verkeer tussen verschillende paren poorten tegelijk kan plaatsvinden.

Test uw begrip

Welke laag van het OSI-referentiemodel gebruikt logische adressen zoals IP-adressen om pakketten tussen verschillende netwerken door te sturen tot ze hun bestemming bereiken?

  1. ADatalinklaag (laag 2)
  2. BNetwerklaag (laag 3)
  3. CTransportlaag (laag 4)
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: B. Netwerklaag (laag 3)

Het OSI-referentiemodel deelt de communicatiefuncties in zeven lagen in, van de fysieke laag tot de applicatielaag. De netwerklaag (laag 3) kiest met logische adressen zoals IP-adressen een route over meerdere netwerken naar de bestemming en stuurt de pakketten door. De datalinklaag daaronder levert frames alleen af bij een naburig apparaat binnen hetzelfde netwerk, met behulp van MAC-adressen. De transportlaag verzorgt de communicatie tussen de applicaties op de eindapparaten; TCP regelt daar bijvoorbeeld hertransmissie en volgorde. Wat apparatuur betreft werken routers op laag 3 en L2-switches op laag 2.

Welke beschrijving van de werking van een L2-switch, vergeleken met een hub (repeaterhub), is juist?

  1. AHij leest IP-adressen en stuurt pakketten door tussen verschillende netwerken
  2. BHij leest het doel-MAC-adres van een frame en stuurt het alleen door naar de poort waarop het doelapparaat is aangesloten
  3. CHij stuurt elk ontvangen frame altijd naar alle poorten, en alleen het doelapparaat neemt het aan
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: B. Hij leest het doel-MAC-adres van een frame en stuurt het alleen door naar de poort waarop het doelapparaat is aangesloten

Een hub is een apparaat van laag 1 dat het signaal dat op één poort binnenkomt ongewijzigd naar alle poorten doorgeeft. Alle aangesloten apparaten delen daardoor één communicatiekanaal, en gelijktijdig zenden leidt tot botsingen. Een L2-switch is een apparaat van laag 2: hij onthoudt in een tabel (de MAC-adrestabel) welk bron-MAC-adres op welke poort binnenkwam en stuurt elk frame alleen door naar de poort waarop het doel-MAC-adres is aangesloten. Frames voor bestemmingen die nog niet in de tabel staan en broadcastframes worden naar alle poorten gestuurd behalve die waarop ze binnenkwamen (flooding). Omdat het verkeer per poort gescheiden is, kunnen verschillende paren poorten tegelijk communiceren. Doorsturen tussen verschillende netwerken op basis van IP-adressen is de taak van een router op laag 3.

Op één L2-switch zijn VLAN's ingesteld: poort 1–4 zitten in VLAN 10 en poort 5–8 in VLAN 20. Welke uitspraak over de werking is juist?

  1. AOmdat VLAN 10 en VLAN 20 op dezelfde switch zitten, kunnen ze zonder router rechtstreeks communiceren
  2. BDoor de opsplitsing in twee VLAN's wordt de snelheid van elke poort gehalveerd
  3. CEen broadcast van een apparaat in VLAN 10 bereikt de poorten van VLAN 20 niet, en voor verkeer tussen VLAN 10 en VLAN 20 is een router (of L3-switch) nodig
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: C. Een broadcast van een apparaat in VLAN 10 bereikt de poorten van VLAN 20 niet, en voor verkeer tussen VLAN 10 en VLAN 20 is een router (of L3-switch) nodig

Een VLAN (virtueel LAN) maakt op dezelfde fysieke apparatuur logisch gescheiden netwerken, meestal per switchpoort. Elk VLAN heeft een eigen gebied dat een broadcast bereikt (broadcastdomein), en de switch stuurt frames alleen door tussen poorten van hetzelfde VLAN. Verkeer tussen verschillende VLAN's, zoals VLAN 10 en VLAN 20 in dit voorbeeld, moet daarom via een router of L3-switch lopen die het op laag 3 doorstuurt. Als VLAN's zich over meerdere switches uitstrekken, wordt een in IEEE 802.1Q vastgelegde tag (VLAN-ID) in de frames opgenomen om aan te geven tot welk VLAN ze behoren. VLAN's worden gebruikt om netwerken per afdeling te scheiden of om een draadloos LAN voor gasten af te schermen van het interne netwerk.

  1. Een apparaat (192.168.1.10/24, standaardgateway 192.168.1.1) stuurt een pakket naar server 203.0.113.80 in een ander netwerk. Van wie zoekt het apparaat met ARP het MAC-adres op als de ARP-cache leeg is?
  2. De routeringstabel van een router bevat vier routes: 0.0.0.0/0 (next hop router A), 10.0.0.0/8 (router B), 10.1.0.0/16 (router C) en 10.1.2.0/24 (router D). Naar welke router wordt een pakket voor 10.1.5.9 gestuurd?
  3. Welke beschrijving van dynamische routering is juist?

Oefenvragen over Basis van computernetwerken

Belangrijke termen uitgelegd

OSI-referentiemodel
Model dat de communicatiefuncties indeelt in zeven lagen: fysieke laag, datalinklaag, netwerklaag, transportlaag, sessielaag, presentatielaag en applicatielaag. Het dient als gemeenschappelijke taal om de rol van elke laag afzonderlijk te bekijken.
MAC-adres
Adres van 48 bits dat in Ethernet en draadloze LAN's wordt gebruikt om apparaten binnen hetzelfde netwerk aan te duiden. De bovenste 24 bits geven de fabrikant aan, en het adres wordt bij de productie aan elke interface toegekend.
VLAN (virtueel LAN)
Virtueel LAN. Functie die op dezelfde fysieke apparatuur logisch gescheiden netwerken (broadcastdomeinen) maakt, meestal per switchpoort. Tussen switches worden VLAN's onderscheiden met tags volgens IEEE 802.1Q.
ARP (Address Resolution Protocol)
Protocol dat op basis van een IP-adres het MAC-adres opzoekt van een apparaat in hetzelfde netwerk. Het verzoek wordt als broadcast verstuurd, en het betreffende apparaat antwoordt.
Standaardgateway (default gateway)
De router waaraan een apparaat pakketten overdraagt voor bestemmingen in andere netwerken. Het apparaat bepaalt met zijn subnetmasker of een bestemming in hetzelfde netwerk ligt, en stuurt naar deze router als dat niet zo is.
NAT (Network Address Translation)
Techniek die de IP-adressen herschrijft van pakketten die door een router gaan. De variant die ook poortnummers herschrijft, zodat veel apparaten één globaal adres kunnen delen, heet NAPT (IP-masquerading).
Subnetmasker (subnet mask)
Waarde van 32 bits die aangeeft hoeveel bovenste bits van een IP-adres het netwerk aanduiden (het netwerkdeel). Wordt geschreven als bijvoorbeeld 255.255.255.0, wat hetzelfde betekent als /24 in CIDR-notatie.

Verwante vergelijkingen