計算機網(wǎng)絡(luò )由不同類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò )相互連接而成，如果幾個(gè)計算機只是簡(jiǎn)單地連接在一起是無(wú)法進(jìn)行通信的，因此當我們談到計算機“互聯(lián)”時(shí)，其實(shí)說(shuō)的是這相互連接的計算機已經(jīng)可以進(jìn)行通信了。也就是說(shuō)，從功能上看在，這幾臺計算機已經(jīng)組成另一個(gè)大型計算機網(wǎng)絡(luò )，已經(jīng)有了意義。
一、中繼
將這些設備相互連接起來(lái)的設備稱(chēng)為中繼，根據中繼系統所在層次，我們常說(shuō)的中繼有以下幾種：
1. 物理層，轉發(fā)器，一層
2. 數據鏈路層，網(wǎng)橋，二層
3. 網(wǎng)絡(luò )層，路由器，三層
4. 網(wǎng)橋和路由器的混合橋路，兼有網(wǎng)橋和路由器的功能
5. 網(wǎng)絡(luò )層以上的中繼系統，網(wǎng)關(guān)
當只有中繼系統的時(shí)候，我們一般不說(shuō)網(wǎng)絡(luò )互聯(lián)，因為只是把網(wǎng)絡(luò )擴大了，這仍然是一個(gè)網(wǎng)絡(luò )。當高層網(wǎng)關(guān)復雜的時(shí)候，用的比較少，我們在討論的時(shí)候，一般都是指交換機和路由器進(jìn)行互聯(lián)的挽留過(guò)。因此，我們今天討論一下交換機和路由器的區別。
二、交換機和路由器的定義
交換是一個(gè)技術(shù)概念，也就是完成信號從設備入口到出口的轉發(fā)，當用來(lái)描述數據網(wǎng)絡(luò )第二層的設備時(shí)，它就是一個(gè)橋接設備；如果是用來(lái)描述數據網(wǎng)絡(luò )第三層設備，它就是一個(gè)路由設備。
我們常說(shuō)的交換機是指以太網(wǎng)交換機，這其實(shí)就是一個(gè)基于網(wǎng)橋技術(shù)的多端口第二層網(wǎng)絡(luò )設備，它為數據幀從一個(gè)端口到另一個(gè)端口的轉發(fā)提供了低時(shí)延、低銷(xiāo)路的通路。也就是說(shuō)交換機的內部核心是一個(gè)交換矩陣，為任意兩個(gè)端口之間的通信提供通路，從而讓任意端口接收的數據幀從其他端口送出。
路由器是OSI協(xié)議模型的網(wǎng)絡(luò )層中的分組交換設備，它的功能就是把數據傳送到正確的網(wǎng)絡(luò )，這個(gè)過(guò)程包括：
1. IP數據報的轉發(fā)；
2. 子網(wǎng)隔離，抑制廣播（主機之間“一對所有”的通訊模式，網(wǎng)絡(luò )對其中每一臺主機發(fā)出的信號都進(jìn)行無(wú)條件復制并轉發(fā)，所有主機都可以接收到所有信息，不管你是否需要）風(fēng)暴；
3. 維護路由表，并與其他路由器交換路由信息；
4. IP數據報的差錯處理和簡(jiǎn)單的擁塞抑制；
5. 實(shí)現對IP數據報的過(guò)濾和記賬。
三、在不同規模的網(wǎng)絡(luò )中，路由器的側重點(diǎn)有所不同
在主干網(wǎng)中，路由器的主要作用是路由選擇，主干網(wǎng)的路由器統管所有下層網(wǎng)絡(luò )的路徑。這就需要維護龐大的路由表，并對連接狀態(tài)的變化做出盡可能快速的反應。
在地區網(wǎng)中，路由器主要是網(wǎng)絡(luò )連接和路由選擇，也就是連接下層各個(gè)基層網(wǎng)絡(luò )單位--園區網(wǎng)，同時(shí)負責下層網(wǎng)絡(luò )之間的數據轉發(fā)。
園區網(wǎng)內部，路由器主要用來(lái)分隔子網(wǎng)。早期的互聯(lián)網(wǎng)基層單位是局域網(wǎng)，其中所有主機處于同一邏輯網(wǎng)絡(luò )中。隨著(zhù)規模的擴大，局域網(wǎng)變成了高速主干和路由器連接的多個(gè)子網(wǎng)所組成的園區網(wǎng)。每個(gè)子網(wǎng)在邏輯上都是獨立的，路由器是唯一能夠分割它們的設備，它負責子網(wǎng)間的數據報轉發(fā)和隔離，在邊界上的路由器則負責和上層網(wǎng)絡(luò )連接。
四、第二層交換機（網(wǎng)橋）和路由器的區別
傳統交換機是從網(wǎng)橋發(fā)展而來(lái)的，它根據MAC地址，通過(guò)站表選擇路由，站表的建立和維護由交換機自動(dòng)進(jìn)行。
路由器屬于OSI第三層網(wǎng)絡(luò )設備，它根據IP地址進(jìn)行尋址，通過(guò)路由表路協(xié)議產(chǎn)生。
交換機的最大好處是快速，由于交換機只需識別幀中MAC地址，根據地址轉發(fā)端口算法簡(jiǎn)單，便于A(yíng)SIC實(shí)現。
交換機存在的一些問(wèn)題，路由器可以避免：
1. 回路：根據交換機地址學(xué)習和站表建立算法，交換機之間不允許存在回路，一旦存在回路，必須啟動(dòng)生成樹(shù)算法，阻塞掉產(chǎn)生回路的端口。路由器的協(xié)議不存在這樣的問(wèn)題，可以通過(guò)多條通路來(lái)平衡負載，提高可靠性。
2. 負載集中：交換機之間只能有一條通路，使得信息集中在一條信息鏈路上，不能進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配，以平衡負載。路由器的算法可以避免這一點(diǎn)。
3. 廣播控制：交換機只能縮小沖突域，但是不能縮小廣播域。整個(gè)交換式網(wǎng)絡(luò )就是一個(gè)大的廣播域，廣播報文散到這個(gè)網(wǎng)絡(luò )。但是路由器可以隔離廣播域，讓廣播報文不能隨意廣播。
4. 子網(wǎng)劃分：交換機只能識別MAC地址。這個(gè)地址是物理地址，因此交換機不能根據MAC進(jìn)行劃分子網(wǎng)，但是路由器可以自動(dòng)識別IP地址，這個(gè)地址是網(wǎng)絡(luò )管理員根據邏輯自動(dòng)分配的，因此是不會(huì )沖突和重復，路由器的主要作用就是連接不同的網(wǎng)絡(luò )。
5. 保密問(wèn)題：雖說(shuō)交換機也可以根據幀的源MAC地址、目的MAC地址等對幀實(shí)現過(guò)濾，但是路由器根據報文的地址、目的IP地址等對報文實(shí)施過(guò)濾，會(huì )更加方便和直觀(guān)。
6. 介質(zhì)相關(guān)：交換機作為橋接設備可以完成鏈路層和物理層的轉換，但是這種轉換比較復雜，但是路由器較為簡(jiǎn)單。
由此可見(jiàn)，路由器主要是完成相同或相似的物理介質(zhì)和鏈路協(xié)議的網(wǎng)絡(luò )互聯(lián)，而不會(huì )涌來(lái)在物理層面之間進(jìn)行鏈接。相反的是，路由器主要用于不同網(wǎng)絡(luò )之間互聯(lián)，因此能連接不能物理介質(zhì)、鏈路層協(xié)議和網(wǎng)絡(luò )層協(xié)議的網(wǎng)絡(luò )。
路由器看似在功能上占據優(yōu)勢的，但其價(jià)格昂貴，且報文發(fā)送速度低。
交換機和路由器的功能相似，但是又相互矛盾，交換機速度快，但是抑制功能較弱，路由器抑制功能強，但是轉發(fā)速度慢。
五、第三層交換機和路由器的區別
由于第三層交換機本身也具備“路由”的功能，和傳統的路由總體來(lái)說(shuō)是相似的，但是既然被單拉出來(lái)了，肯定和傳統路由也是有本質(zhì)區別的：
1. 功用不同
大家需要明確的一個(gè)概念是第三層交換機本質(zhì)還是交換機，只是附帶了一些路由器的功能，它的主要功能還是在數據交換，路由只是幫助設備適用面更廣、更加實(shí)用，擴展其適用性。也就是說(shuō)，第三層交換機同時(shí)兼具數據交換和路由兩種功能。
2. 適用的環(huán)境不一樣
第三層交換機的路由功能因為是附加功能，因為適用環(huán)境較為簡(jiǎn)單，主要是簡(jiǎn)單的局域網(wǎng)。路由器則不同，它的出現就是為了滿(mǎn)足不同類(lèi)型網(wǎng)絡(luò )的連接，因此可以適用任何網(wǎng)絡(luò )，不管是局域網(wǎng)還是廣域網(wǎng)，它的優(yōu)勢在于選擇最佳路由、負荷分擔、鏈路備份和其他網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行路由信息的交換等。
3. 性能體現不一樣
從技術(shù)上來(lái)說(shuō)，第三層交換機通過(guò)硬件執行數據包交換，路由器則基于微處理器的軟件路由引擎執行數據包交換。三層路由器在對數據進(jìn)行路由后，會(huì )產(chǎn)生一個(gè)MAC地址和IP地址的映射表，當相同數據再次出現時(shí)，這個(gè)數據就不用通過(guò)路由了，從而消除路由器帶來(lái)的延遲，提高數據包的轉發(fā)效率。
綜上，第三層交換機和路由器之間存在本質(zhì)的區別，但是從文章描述可以看出，在局域網(wǎng)進(jìn)行多子網(wǎng)連接時(shí)，最好選用三層交換機，特別是在不同子網(wǎng)數據交換頻繁的環(huán)境中。
相比較而言，路由器的功能比交換機強大，但其速度較慢，價(jià)格昂貴，三層交換機既有交換機的轉發(fā)速度，也有路由的良好控制功能，因此使用相對較廣。
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