Сравнение Cisco ISR4331/K9 vs Cisco 2921/K9

Способ соединения маршрутизатора с Интернетом или другой внешней сетью.

Практически все современные маршрутизаторы имеют для этой цели сетевые разъемы Ethernet, однако, помимо них, могут предусматриваться и другие варианты подключения — как проводные (ADSL, оптика SFP/SFP+), так и беспроводные (мобильный доступ через 3G/4G модем или SIM-карту). Вот особенности каждого варианта:

— Ethernet. Стандартный разъем под сетевой кабель LAN («витая пара») — наиболее популярный современный формат проводного подключения в компьютерных сетях. Широко используется как в «локалках», так и для предоставления доступа к Интернету. Этот стандарт несколько уступает SFP/SFP+ (см. ниже) по скорости и помехозащищенности, зато обходится значительно дешевле. Скорость работы в современных версиях Ethernet может достигать 10 Гбит/с (см. «Скорость подключения WAN-портов»), в теории возможно и дальнейшее увеличение пропускной способности.

— SFP/SFP+ (оптика). Разъем для передачи сетевого трафика по оптоволоконному кабелю. Главное достоинство такого кабеля — полная нечувствительность к электромагнитным помехам. А скорости передачи данных могут достигать 2,7 Гбит/с в оригинальном SFP и 16 Гбит/с в SFP+. В то же время поддержка этого стандарта обходится недешево, а упомян...утые преимущества на практике нужны не так часто. Поэтому SFP/SFP+ встречается в основном в маршрутизаторах среднего и топового уровня.

— ADSL. Подключение к Интернету через стационарную телефонную сеть с использованием технологии ADSL. Ключевым преимуществом такого подключения возможность использования уже существующих сетей, без прокладки дополнительных проводов; при этом доступ в Интернет полностью отделен от телефонной связи и трафик не мешает голосовым звонкам. С другой стороны, пропускная способность ADSL по современным меркам очень невысока (не более 24 Мбит/с), к тому же скорость на передачу данных заметно ниже, чем на прием. Это может создать проблемы для видеосвязи и некоторых других специфических задач. Так что в наше время ADSL используется все реже.

— 3G/4G-модем (USB). Соединение с Интернетом через мобильную сеть при помощи отдельного модема 3G или 4G связи, подключаемого к порту USB. Такая возможность может пригодиться там, где нет полноценного проводного подключения (например, в сельской местности), а также как запасной вариант на случай отказа основного канала связи. А тип поддерживаемой сети зависит в основном от используемого модема (совместимость роутера с разными моделями не помешает уточнить отдельно, однако чаще всего с этим проблем нет). Что касается конкретных видов сетей, то большинство 3G-модемов работают в сетях UMTS (тех же, что массово используются мобильными телефонами); скорость передачи данных в таких сетях может достигать 75 Мбит/с (впрочем, обычно она значительно ниже). Реже встречаются 3G-модемы для сетей EV-DO на основе CDMA — этот стандарт имеет меньшие скорости (до 14,7 Мбит/с) и не такое обширное покрытие, как UMTS, однако и оборудование, и сама связь могут оказаться дешевле. А под обозначением «4G» подразумевается только один тип сетей — LTE; он обеспечивает скорость до 173 Мбит/с, однако распространен не так широко, как 3G.

— SIM-карта. Еще один вариант подключения к Интернету через мобильные сети — собственный слот под SIM-карту, предусмотренный в конструкции маршрутизатора. Этот вариант удобен тем, что для мобильного Интернета не нужно покупать дополнительное устройство (модем) — достаточно приобрести SIM-карту оператора. С другой стороны, из-за встроенных модулей мобильной связи такие роутеры сами по себе обходятся дороже аналогов под USB-модемы. К тому же возможности подключения в них ограничиваются характеристиками модуля: к примеру, роутер для 3G сетей не сможет полноценно использовать сети 4G (тогда как USB-модем обычно можно поменять на более продвинутый). Как следствие, данный вариант в современном оборудовании встречается сравнительно редко.

Количество USB-портов, предусмотренных в конструкции маршрутизатора. USB является универсальным интерфейсом, используемым в компьютерной технике для подключения периферийных устройств различного назначения. Одно из его применений — подсоединение 3G-модема (если это предусмотрено, см. «Вход данных (WAN-port)»), однако этим дело не ограничивается: фактически варианты использования USB-портов напрямую зависят лишь от возможностей, прописанных в прошивке маршрутизатора. Так, в некоторых моделях можно подключить к этому разъёму flash-накопитель или внешний жёсткий диск — для обновления прошивки или даже организации FTP-сервера прямо на маршрутизаторе. А для другой периферии — принтеров, камер и т.п. — соединение по USB может применяться для работы в качестве сетевых устройств (правда, такие функции в штатных прошивках встречаются редко).

Базовые возможности маршрутизатора — то есть функции, непосредственно связанные с работой по основному назначению. Наиболее распространенными из подобных функций являются DHCP-сервер, балансировка нагрузки, резервирование канала, перенаправление портов, клонирование МАС-адреса, поддержка VPN и DDNS. Вот подробное описание каждого пункта:

— DHCP-сервер. Функция, упрощающая присвоение IP-адресов устройствам, подключенным к маршрутизатору. IP-адрес необходим для корректной работы в сетях TCP/IP (а это весь Интернет и подавляющее большинство современных «локалок»). При наличии DHCP этот процесс может осуществляться полностью автоматически, что заметно «упрощает жизнь» как пользователям, так и администраторам. Впрочем, администратор может задать и дополнительные параметры DHCP — например, прописать диапазон доступных IP-адресов (для предотвращения ошибок) или ограничить время использования одного адреса. При необходимости можно даже вручную прописать конкретный адрес для каждого устройства в сети, без автоматического добавления новых устройств — DHCP упрощает и такую процедуру, так как позволяет проводить все операции на маршрутизаторе, не копаясь в настройках каждого абонентского устройства.

— Баланси...ровка нагрузки. Функция, встречающаяся в моделях, имеющих два и более канала подключения к Интернету (и другим внешним сетям); чаще всего это два и больше WAN-порта, однако встречается и другой вариант — один порт, дополненный поддержкой мобильных сетей 3G/4G. Как бы то ни было, идея балансировки заключается в том, чтобы использовать для внешнего подключения одновременно несколько каналов, разделяя между ними нагрузку тем или иным способом. Это позволяет повысить эффективность подключения, добившись максимальных скоростей обмена данными и в то же время избегая ненужных перегрузок. К примеру, канал для игр по сети можно отделить от остальной связи, максимально уменьшив лаги и снизив вероятность сбоев. Что касается распределения нагрузки, то оно может быть как автоматическим (когда роутер сам определяет для каждого устройства оптимальный канал, в зависимости от текущего потребления трафика), так и ручным (когда для разных сетевых устройств, приложений или даже видов трафика прописываются конкретные каналы).

— Резервирование канала. Еще одна функция, связанная с одновременным использованием нескольких каналов подключения к Интернету (или другой внешней сети). В режиме резервирования маршрутизатор постоянно использует для внешнего подключения основной канал (или несколько каналов), а при сбоях на этом канале — автоматически переключается на запасной (запасные). Это избавляет администратора от необходимости вручную организовывать подключение при отказе основной связи; а запасной канал работает только тогда, когда без него не обойтись, что в некоторых случаях позволяет избежать лишних затрат. Характерный пример работы с резервированием в быту — использование проводного подключения к Интернету в качестве основного канала и 3G/4G модема в качестве запасного; хотя, разумеется, возможны и другие, более специфические варианты.

— Перенаправление портов. Возможность перенаправить трафик с собственных портов маршрутизатора на адрес определенного компьютера (или другого устройства) в локальной сети. При работе в этом режиме такой компьютер «снаружи» будет выглядеть как подключенный к Интернету напрямую, без роутера. Подобный режим может понадобиться для использования некоторых специфических функций — например, работы в режиме HTTP-сервера или участия в P2P-сетях.

— Клонирование МАС-адреса. Возможность скопировать на маршрутизатор MAC-адрес одного из подключенных к нему устройств — таким образом, чтобы при обращении к маршрутизатору был виден именно адрес этого устройства, а не самого маршрутизатора. MAC-адрес представляет собой уникальный идентификатор, присваиваемый каждому устройству с WAN-портом. А необходимость клонирования этого идентификатора возникает из-за того, что некоторые Интернет-провайдеры для аутентификации пользователей используют не только логин/пароль, но и MAC-адрес конкретного компьютера, подключенного к сети напрямую. Если же дополнить такой компьютер маршрутизатором, то оборудование провайдера увидит новое, незнакомое устройство, и не даст доступа к сети. Клонирование МАС-адреса позволяет исправить такую ситуацию максимально быстро и просто.

— Поддержка VPN. Поддержка маршрутизатором функции VPN — виртуальных частных сетей. Один из ключевых принципов, лежащих в основе этой функции — передача зашифрованных данных через открытые сети, прежде всего Интернет. А применяется VPN в основном в двух форматах:

• Создание виртуальных сетей на основе Интернет-подключения. Таким образом можно, к примеру, объединить в одну логическую сеть филиалы одной компании, находящиеся в разных городах или даже странах. При этом благодаря шифрованию трафика вся сеть остается закрытой для посторонних, хотя данные и передаются по открытым каналом. Для такого формата применяются в основном устройства типа Firewall (см. «Тип»), при этом такое устройство фактически играет роль VPN-сервера.
• Подключение к Интернету через внешний VPN-сервер. Функции такого сервера во многом аналогичны прокси: он служит «посредником» в обмене трафиком и подменяет пользовательский IP-адрес собственным адресом. Последнее, в частности, позволяет обходить региональные ограничения: в наше время доступны сервера с IP-адресами, относящимися практически к любой стране мира. Однако VPN-сервер, в отличие от прокси, дополнительно шифрует трафик, передаваемый пользователю — это, опять же, положительно сказывается на безопасности и приватности. Такой режим доступен и в обычных маршрутизаторах.

Отметим, что подключение к VPN-серверу можно «поднять» и на отдельных устройствах в сети (к примеру, через инструменты в некоторых Интернет-браузерах). Однако использование этой функции на маршрутизаторе нередко бывает более удобным: VPN достаточно настроить всего один раз, не нужно возиться с опциями для каждого отдельного абонента, к тому же использовать такое подключение могут любые сетевые устройства (включая те, в которых нет собственных инструментов для VPN). С другой стороны, скорость соединения при работе через VPN может заметно падать, а включать и отключать эту функцию на маршрутизаторе обычно сложнее, чем на пользовательских устройствах.

— DDNS. Сокращение от Dynamic DNS — «динамический DNS». Эта функция позволяет назначать постоянное доменное имя устройству с динамическим IP-адресом. Доменное имя — это название устройства в локальной сети или адрес сайта в Интернете (к примеру, m.ua или e-katalog.ru). IP-адрес — это служебная информация в виде цифрового кода; именно благодаря ей сетевое оборудование может найти нужное устройство и выдать с него требуемые данные. Собственно, первичными сетевыми «координатами» является именно IP; однако запоминать адреса в виде последовательности цифр довольно трудно, поэтому появились доменные имена — они намного удобнее для человека. И в Интернете, и в локальных сетях за связь между доменным именем и IP-адресом отвечают т.н. DNS-серверы: для каждого домена в базе данных такого сервера прописан свой IP. Однако по техническим причинам часто возникают ситуации, когда маршрутизатору приходится использовать динамический (изменяемый) IP; соответственно, чтобы информация была постоянно доступна по одному и тому же доменному имени, необходимо обновлять данные на DNS-сервере с каждым изменением IP. Именно такое обновление и обеспечивает функция DDNS.

Функции безопасности, обеспечиваемые устройством. Среди наиболее распространенных функций этого рода — фильтрация MAC-адресов, web-содержимого, защита от DoS-атак, антивирус, антиспам, а также DMZ. Вот более детальное описание по каждому пункту:

— Фильтрация MAC-адресов. Возможность ограничивать доступ к сети для отдельных устройств, используя данные об их MAC-адресах. Напомним, MAC-адрес — это уникальный идентификатор, присваиваемый каждому сетевому устройству. А данная функция позволяет, к примеру, открыть доступ в Интернет только для отдельных компьютеров в офисе, или же ограничить подключение к закрытой корпоративной сети для устройств, не относящихся к «белому списку».

— Защита от DoS-атак. Набор средств (программных, а иногда и аппаратных) по защите от DoS-атак. DoS (Denial Of Service — «отказ в обслуживании») в упрощенном виде можно описать как атаку компьютерной системы при помощи огромного количества запросов, с которым система не может справиться; в результате этого для обычных пользователей доступ затрудняется или становится вообще невозможным. Защита от таких атак может осуществляться, в частности, путем фильтрации подозрительных запросов или ограничения количества ответов на запросы за единицу времени. Впрочем, конкре...тный функционал и особенности этой защиты стоит уточнять отдельно.

— Фильтрация web-содержимого. Данная функция позволяет ограничить или полностью запретить доступ локальных компьютеров к отдельным веб-ресурсам. При этом фильтрация может настраиваться по разным критериям: по доменным именам, по категориям («взрослое» содержимое, высокое потребление трафика, развлекательная тематика и т. п.), по типу содержимого на странице (видео, крупные изображения, определенные скрипты и т. п.) и другим. Конкретные особенности фильтрации стоит уточнять отдельно; однако в любом случае данная функция позволяет установить дополнительные правила доступа. К примеру, с ее помощью можно закрыть сотрудникам в офисе доступ к сайтам, не связанным с работой, или включить родительский фильтр в домашней сети.

— Антивирус. Антивирус — инструмент для обнаружения и нейтрализации вредоносных программ — установленный прямо на маршрутизаторе. Используется в основном для анализа и фильтрации сетевого трафика, при этом многие антивирусы способны работать в двух направлениях — как на входящий, так и на исходящий трафик. Это позволяет не только защищать сеть от атак снаружи, но и обнаруживать уже зараженные локальные устройства и предотвращать рассылку конфиденциальной информации, копий вируса и других нежелательных данных. С другой стороны, эта функция увеличивает нагрузку на маршрутизатор и может заметно снизить скорость подключения. Поэтому применять антивирус на маршрутизаторе имеет смысл в основном в тех случаях, когда отдельные устройства в сети защищены слабо (или не защищены вообще), либо же если максимальная защита является принципиально важной. Также стоит учитывать, что конкретные возможности антивируса могут быть разными, для каждой модели их стоит уточнять отдельно.

— Антиспам. Встроенный набор инструментов, позволяющий анализировать входящий почтовый трафик на предмет нежелательных сообщений и автоматически фильтровать эти сообщения на уровне маршрутизатора, не пропуская дальше. Это не только снижает нагрузку на почтовые системы в локальной сети и облегчает фильтрацию почты, но также положительно сказывается на безопасности: сообщения с вредоносным содержимым попросту не достигают адресатов. Отметим, что, говоря об антиспаме, обычно имеют в виду защиту для классической электронной почты; для других способов связи (Viber, Telegram и т. п.) подобные инструменты по ряду причин не применяются.

— DMZ. Аббревиатура, расшифровывающаяся как «демилитаризованная зона». Сама по себе данная функция позволяет создать в локальной сети сегмент, открытый для внешнего доступа; в таком сегменте могут размещаться, например, Интернет-сервисы компании. В классическом виде DMZ отделена от остальной локальной сети межсетевым экраном, что обеспечивает необходимую безопасность. В то же время в некоторых маршрутизаторах под данным термином может подразумеваться режим DMZ-host — своего рода «упрощённая версия». При работе в данном режиме открытый для наружного доступа сервер не отделён от локальной сети, что упрощает настройку, но снижает безопасность; поэтому DMZ-хост встречается в основном среди недорогих моделей, рассчитанных на домашнее использование и малый бизнес.

Стандарт выхода (выходов) PoE, используемый в маршрутизаторе.

Сама по себе технология PoE (Power over Ethernet) позволяет передавать по сетевому Ethernet-кабелю не только данные, но и энергию для питания сетевых устройств. А наличие выхода (выходов) PoE дает возможность питать такие устройства от сетевых разъемов устройства. Это избавляет от необходимости прокладывать дополнительные провода или использовать автономные источники питания, что бывает особенно важно для некоторого оборудования — например, внешних IP-камер наблюдения. А при использовании так называемых сплиттеров — устройств, разделяющих сигнал PoE кабеля на чисто сетевые данные и ток питания — при помощи подобных выходов можно питать и оборудование, изначально не поддерживающее PoE (главное, чтобы их характеристики питания соответствовали возможностям свича).

Что касается стандартов PoE, то они определяют не просто общую мощность питания, но и совместимость с конкретными устройствами: потребитель должен поддерживать тот же стандарт, что и маршрутизатор, иначе нормальная работа будет невозможной. В наше время, в том числе в разъемах «свичей», можно встретить две разновидности таких стандартов — активные (802.3af, 802.3at, 802.3bt) и пассивный (один, так и называется). Основное отличие между этими разновидностями заключается в том, что активный PoE предусматривает согласование источника питания и нагрузки по напряжению и току, в пассивном таких функций нет, и...энергия подается «как есть», без регулировок. А вот более детальное описание конкретных стандартов:

— 802.3af. Наиболее старый из используемых в наше время активных форматов питания PoE. Предусматривает мощность на выходе питания до 15 Вт (на входе потребителя — до 13 Вт) , выходное напряжение 44 – 57 В (на входе — 37 – 57 В) и ток в паре питающих проводов до 350 мА. Несмотря на «почтенный возраст», все еще продолжает достаточно широко использоваться; так что и маршрутизаторов, работающий только с 802.3af, в продаже (по состоянию на конец 2021 года) все еще довольно много. Однако стоит учесть, что данный стандарт охватывает сразу 4 так называемых класса мощности (с 0 по 3), различающихся по максимальному числу ватт на выходе и входе. Так что при использовании 802.3af не помешает убедиться в том, что мощности выхода будет достаточно для выбранной нагрузки.

— 802.3af/at. Сочетание сразу двух стандартов — описанного выше 802.3af и более нового 802.3at. Последний позволяет подавать на выход мощность до 30 Вт (до 25,5 Вт на входе питаемого устройстве), использует напряжение 50 – 57 В (42,5 – 57 В на входе), при этом ток в паре проводов не превышает 600 мА. Подобное сочетание обходится сравнительно недорого, при этом оно дает возможность питать большое разнообразие внешних устройств; так что на конец 2021 года именно данный вид выходов PoE пользуется в маршрутизаторах наибольшей популярностью.

— 802.3af/at, bt. Сочетание описанного выше 802.3af/at со стандартом 802.3bt (PoE++, PoE тип 3 или тип 4). 802.3bt — это наиболее новый из форматов питания PoE; в отличие от более ранних, он использует не 2, а 4 провода питания, что позволяет подавать на внешние устройства весьма солидную мощность — до 71 В (при 90 Вт на выходе питания). Подобные возможности бывают незаменимы при энергоснабжении оборудования с повышенным потреблением — например, внешних камер наблюдения, дополненных системами обогрева. С другой стороны, поддержка стандарта 802.3bt заметно влияет на стоимость устройства, а к качеству кабелей подобное подключение выдвигает особые требования. Кроме того, нужно иметь в виду, что к данному стандарту относят также формат UPoE, созданный компанией Cisco и применяемый в ее оборудовании; а этот стандарт (именно он известен как PoE тип 3) имеет более скромную мощность — до 60 Вт на выходе (до 51 Вт на входе потребителя). Да и общий стандарт 802.3bt включает два класса мощности — класс 8, при котором достигаются максимальные характеристики, и класс 7, где на выход подается 75 Вт, а до потребителя доходит около 62 Вт. Так что если вы планируете использовать оборудование 802.3bt — при выборе маршрутизатора из данной категории обязательно нужно убедиться, что мощности питания хватит для нормальной работы подключенных устройств.

— Пассивный. Как уже упоминалось, ключевое отличие пассивного PoE от описанных выше активных стандартов является то, что в данном случае выход питания выдает строго фиксированную мощность, без каких-либо автоматических регулировок и подстроек под конкретное устройство. Главное преимущество данного стандарта — невысокая стоимость: его реализация обходится значительно дешевле, чем активных PoE, так что такие порты можно встретить даже в маршрутизаторах начального уровня. С другой стороны, упомянутое отсутствие автонастройки заметно затрудняет согласование оборудования между собой — особенно в свете того, что различные устройства могут заметно различаться по выдаваемому/потребляемому напряжению и току (мощности). Из-за этого при использовании пассивного PoE нужно обращать особое внимание на совместимость источника и нагрузки по этим параметрам. Если совпадения нет, то в лучшем случае (если напряжение/мощность на выходе ниже требуемых) питание просто не заработает, а в худшем (при избытке напряжения/мощности) велика вероятность перегрузок, перегрева и даже поломок с возгораниями — причем такие неприятности могут произойти не сразу, а через довольно значительное время. И однозначно нельзя подключать к пассивным выходам PoE устройства с активными входами — по тем же причинам.

В завершение стоит сказать, что если маршрутизатор имеет и вход с поддержкой PoE, и несколько выходов с этой функцией — то все возможности таких выходов, как правило, могут реализовываться только при питании самого свича от розетки, а не от PoE входа. Подробнее см. «Выходов с поддержкой PoE».

Количество выходов с поддержкой PoE (см. выше), предусмотренное в конструкции маршрутизатора.

В теории это число соответствует максимальному количеству сетевых устройств, которые можно запитать через PoE. Однако на практике стоит учитывать еще два момента. Первый, и главный — это общая мощность, выдаваемая такими портами; чаще всего она указывается в пункте «Суммарная мощность PoE», а для моделей с одним выходом — в пункте «Мощность на выход PoE». В любом случае если энергопотребление подключенного оборудования будет выше этого значения — в лучшем случае питание от свича просто «не стартует», а в худшем возможны перегрузки и поломки оборудования.

Второй нюанс касается маршрутизаторов, которые сами могут питаться с использованием Power over Ethernet. Напомним, мощность такого питания сильно ограничена, так что когда оно используется — большая часть мощности обычно идет на работу самого свича, и энергии для подачи на выходы PoE в запасе остается немного (если вообще остается). Так что при питании устройства через PoE его собственные PoE-выходы в лучшем случае сильно «проседают» по возможностям (снижается максимальная мощность, уменьшается число одновременно питаемых устройств), а в худшем — и вовсе превращаются в обычные сетевые порты, без дополнительного питания. Так что если вы планируете полноценно использовать выходы PoE — стоит озаботиться подключением самого свича к сети; это особенно актуально для моделей, где таких выходов предусмотрено более одного.