2.交換機：基于MAC（網(wǎng)卡的硬件地址）識別，能完成封裝轉發(fā)數據包功能的網(wǎng)絡(luò )設備。交換機可以“學(xué)習”MAC地址，并把其存放在內部地址表中，能過(guò)在數據幀的始發(fā)者和目標接收者之間建立臨時(shí)的交換路徑，使數據幀直接同源地址到達目的地址。交換機工作在OSI模型的數據鏈路層，具有的較智能的學(xué)習和記憶能力。 局域網(wǎng)交換機的定義：以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)、FDDI和令牌環(huán)網(wǎng)常被稱(chēng)為傳統局域網(wǎng)，它們都是共享介質(zhì)、共享帶寬的共享式局域網(wǎng)。為了提高帶寬，往往采用路由器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )分割，將一個(gè)網(wǎng)絡(luò )分為多個(gè)網(wǎng)段，每個(gè)網(wǎng)段有不同的子網(wǎng)地址，不同的廣播域，以減少網(wǎng)絡(luò )上的沖突，提高網(wǎng)絡(luò )帶寬。
交換機提供了橋接能力以及在現存網(wǎng)絡(luò )上增加帶寬的功能。 用于L A N上的交換機與網(wǎng)橋相似，因為它們都運作在數據鏈路層(第2層)的M A C子層上，都檢驗著(zhù)所有進(jìn)入的網(wǎng)絡(luò )流量的設備地址。與網(wǎng)橋還有一點(diǎn)相似，交換機保持一張有關(guān)地址的信息表，并用該信息來(lái)決定如何過(guò)濾并轉發(fā)L A N流量。與網(wǎng)橋不同，交換機采用交換技術(shù)來(lái)增加數據的輸入輸出總和和安裝介質(zhì)的帶寬。一般交換機轉發(fā)延遲很小，能經(jīng)濟地將網(wǎng)絡(luò )分成小的沖突網(wǎng)域，為每個(gè)工作站提供更高的帶寬。
交換機擁有一條很高帶寬的背部總線(xiàn)和內部交換矩陣。交換機的所有的端口都掛接在這條背部總線(xiàn)上，控制電路收到數據包以后，處理端口會(huì )查找內存中的地址對照表以確定目的MAC（網(wǎng)卡的硬件地址）的NIC（網(wǎng)卡）掛接在哪個(gè)端口上，通過(guò)內部交換矩陣迅速將數據包傳送到目的端口，目的MAC若不存在廣播到所有的端口，接收端口回應后交換機會(huì )“學(xué)習”新的地址，并把它添加入內部MAC地址表中。 交換機在同一時(shí)刻可進(jìn)行多個(gè)端口對之間的數據傳輸。每一端口都可視為獨立的網(wǎng)段，連接在其上的網(wǎng)絡(luò )設備獨自享有全部的帶寬，無(wú)須同其他設備競爭使用。當節點(diǎn)A 向節點(diǎn)D發(fā)送數據時(shí)，節點(diǎn)B可同時(shí)向節點(diǎn)C發(fā)送數據，而且這兩個(gè)傳輸都享有網(wǎng)絡(luò )的全部帶寬，都有著(zhù)自己的虛擬連接。假使這里使用的是10Mbps的以太網(wǎng)交換機，那么該交換機這時(shí)的總流通量就等于2×10Mbps＝20Mbps，而使用10Mbps的共享式HUB時(shí)，一個(gè)HUB的總流通量也不會(huì )超出 10Mbps。 也就是交換機比起集線(xiàn)器來(lái)說(shuō)更加智能，可能識別出MAC地址，也可以區分不同的子網(wǎng)。但是它畢竟工作在數據鏈路層不會(huì )具有高層的IP地址方面的功能。
3. 路由器
路由器(Router):工作在OSI第三層(網(wǎng)絡(luò )層)上、具有連接不同類(lèi)型網(wǎng)絡(luò )的能力并能夠選擇數據傳送路徑的網(wǎng)絡(luò )設備。在一開(kāi)有講到不同的網(wǎng)絡(luò )類(lèi)型，這里的不同類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò )類(lèi)型是指以太網(wǎng)，令牌環(huán)網(wǎng)等這種技術(shù)標準。路由器有三個(gè)特征：工作在網(wǎng)絡(luò )層上、能夠連接不同類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò )、能夠選擇數據傳的路徑。
1、集線(xiàn)器工作在第一層（即物理層），它沒(méi)有智能處理能力，對它來(lái)說(shuō)，數據只是電流而已，當一個(gè)端口的電流傳到集線(xiàn)器中時(shí)，它只是簡(jiǎn)單地將電流傳送到其他端口，至于其他端口連接的計算機接收不接收這些數據，它就不管了?！ 〗粨Q機工作在第二層（即數據鏈路層），它要比集線(xiàn)器智能一些，對它來(lái)說(shuō)，網(wǎng)絡(luò )上的數據就是MAC地址的集合，它能分辨出幀中的源MAC地址和目的 MAC地址，因此可以在任意兩個(gè)端口間建立聯(lián)系，但是交換機并不懂得IP地址，它只知道MAC地址。
路由器工作在第三層（即網(wǎng)絡(luò )層），它比交換機還要“聰明”一些，它能理解數據中的IP地址，如果它接收到一個(gè)數據包，就檢查其中的IP地址，如果目標地址是本地網(wǎng)絡(luò )的就不理會(huì )，如果是其他網(wǎng)絡(luò )的，就將數據包轉發(fā)出本地網(wǎng)絡(luò )?！ ?2、路由器能連接不同類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò ) 我們常見(jiàn)的集線(xiàn)器和交換機一般都是用于連接以太網(wǎng)的，但是如果將兩種網(wǎng)絡(luò )類(lèi)型連接起來(lái)，比如以太網(wǎng)與ATM網(wǎng)，集線(xiàn)器和交換機就派不上用場(chǎng)了。
路由器能夠連接不同類(lèi)型的局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)，如以太網(wǎng)、ATM網(wǎng)、FDDI網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)等。不同類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò )，其傳送的數據單元——幀（Frame）的格式和大小是不同的，就像公路運輸是汽車(chē)為單位裝載貨物，而鐵路運輸是以車(chē)皮為單位裝載貨物一樣，從汽車(chē)運輸改為鐵路運輸，必須把貨物從汽車(chē)上放到火車(chē)車(chē)皮上，網(wǎng)絡(luò )中的數據也是如此，數據從一種類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò )傳輸至另一種類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò )，必須進(jìn)行幀格式轉換。路由器就有這種能力，而交換機和集線(xiàn)器就沒(méi)有?！ ?/font>
實(shí)際上，我們所說(shuō)的“互聯(lián)網(wǎng)”，就是由各種路由器連接起來(lái)的，因為互聯(lián)網(wǎng)上存在各種不同類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò )，集線(xiàn)器和交換機根本不能勝任這個(gè)任務(wù)，所以必須由路由器來(lái)?yè)斶@個(gè)角色。
2、路由器具有路徑選擇能力
在互聯(lián)網(wǎng)中，從一個(gè)節點(diǎn)到另一個(gè)節點(diǎn)，可能有許多路徑，路由器可以選擇通暢快捷的近路，會(huì )大大提高通信速度，減輕網(wǎng)絡(luò )系統通信負荷，節約網(wǎng)絡(luò )系統資 源，這是集線(xiàn)器和二層交換機所根本不具備的性能。
路由器的種類(lèi)：
1、接入路由器 接入路由器是指將局域網(wǎng)用戶(hù)接入到廣域網(wǎng)中的路由器設備，我們局域網(wǎng)用戶(hù)接觸最多的就是接入路由器了。只要有互聯(lián)網(wǎng)的地方，就會(huì )有路由器。如果你通過(guò)局域網(wǎng)共享線(xiàn)路上網(wǎng)，就一定會(huì )使用路由器?！∥沂峭ㄟ^(guò)代理服務(wù)器上網(wǎng)的，不用路由器不也能接入互聯(lián)網(wǎng)嗎？其實(shí)代理服務(wù)器也是一種路由器，一臺計算機加上網(wǎng)卡，再加上ISDN （或Modem或ADSL），再安裝上代理服務(wù)器軟件，事實(shí)上就已經(jīng)構成了路由器，只不過(guò)代理服務(wù)器是用軟件實(shí)現路由功能，而路由器是用硬件實(shí)現路由功能，結構不同，但是功能卻是相同的?！ ?、企業(yè)級路由器 企業(yè)級的路由器是用于連接大型企業(yè)內成千上萬(wàn)的計算機，普通的局域網(wǎng)用戶(hù)就接觸不到了。與接入路由器相比，企業(yè)級路由器支持的網(wǎng)絡(luò )協(xié)議多、速度快，要處理各種局域網(wǎng)類(lèi)型，支持多種協(xié)議，包括IP、IPX和Vine，還要支持防火墻、包過(guò)濾以及大量的管理和安全策略以及VLAN（虛擬局域網(wǎng)）?！ ?/font>
2、骨干級路由器 只有工作在電信等少數部門(mén)的技術(shù)人員，才能接觸到骨干級路由器?；ヂ?lián)網(wǎng)目前由幾十個(gè)骨干網(wǎng)構成，每個(gè)骨干網(wǎng)服務(wù)幾千個(gè)小網(wǎng)絡(luò )，骨干級路由器實(shí)現企業(yè)級網(wǎng)絡(luò )的互聯(lián)。對它的要求是速度和可靠性，而價(jià)格則處于次要地位。硬件可靠性可以采用電話(huà)交換網(wǎng)中使用的技術(shù)，如熱備份、雙電源、雙數據通路等來(lái)獲得。這些 技術(shù)對所有骨干路由器來(lái)說(shuō)是必須的?！ 」歉删W(wǎng)上的路由器終端系統通常是不能直接訪(fǎng)問(wèn)的，它們連接長(cháng)距離骨干網(wǎng)上的ISP和企業(yè)網(wǎng)絡(luò )。
交換機和路由器之間有什么區別?
（1）工作層次不同
最初的交換機是工作在OSI/RM開(kāi)放體系結構的數據鏈路層（第二 層），而路由器一開(kāi)始設計工作在OSI模型的網(wǎng)絡(luò )層。由于交換機工作在OSI的第二層（數據鏈路層），所以它的工作原理比較簡(jiǎn)單，而路由器工作在OSI的 第三層（網(wǎng)絡(luò )層），可以得到更多的協(xié)議信息，路由器可以做出更加智能的轉發(fā)決策。
（2）數據轉發(fā)所依據的對象不同
交換機是利 用物理地址或者說(shuō)MAC地址來(lái)確定轉發(fā)數據的目的地址。而路由器則是利用不同網(wǎng)絡(luò )的ID號（即IP地址）來(lái)確定數據轉發(fā)的地址。IP地址是在軟件中實(shí)現 的，描述的是設備所在的網(wǎng)絡(luò )，有時(shí)這些第三層的地址也稱(chēng)為協(xié)議地址或者網(wǎng)絡(luò )地址。MAC地址通常是硬件自帶的，由網(wǎng)卡生產(chǎn)商來(lái)分配的，而且已經(jīng)固化到了網(wǎng) 卡中去，一般來(lái)說(shuō)是不可更改的。而IP地址則通常由網(wǎng)絡(luò )管理員或系統自動(dòng)分配。
（3）傳統的交換機只能分割沖突域，不能分割廣播域；而路由 器可以分割廣播域。由交換機連接的網(wǎng)段仍屬于同一個(gè)廣播域，廣播數據包會(huì )在交換機連接的所有網(wǎng)段上傳播，在某些情況會(huì )導致通信擁護和安全漏洞。連接到路由器上的網(wǎng)段會(huì )被分配成不同的廣播域，廣播數據不會(huì )穿過(guò)路由器。
雖然第三層以上交換機具有VLAN功能，也可以分割廣播域，但是各子廣播域之間是不能通信交流的，它們之間的交流仍然需要路由器。
（4）路由器提供了防火墻的服務(wù)，它僅僅轉發(fā)特定地址的數據包，不傳送不支持路由協(xié)議的數據包傳送和求知目標網(wǎng)絡(luò )數據包的傳送，從而可以防止廣播風(fēng)暴。
4. 網(wǎng)關(guān)
我們上面分析到了接入網(wǎng)絡(luò )中的所需要的三種最基本的網(wǎng)絡(luò )設備，這里我們還有一個(gè)設備網(wǎng)關(guān)。其實(shí)網(wǎng)關(guān)就像一道門(mén)，想要和外部網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行數據的通信，就必須經(jīng)過(guò)這個(gè)關(guān)口。我們首先看一下網(wǎng)關(guān)的的主要分類(lèi)。
網(wǎng)關(guān)按功能大致分三類(lèi)：
1）協(xié)議網(wǎng)關(guān)：顧名思義，此類(lèi)網(wǎng)關(guān)的主要功能是在不同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò )之間的協(xié)議轉換。網(wǎng)絡(luò )發(fā)展至今，通用的已經(jīng)有好幾種如：802.3 （Ethernet）、IrDa（Infrared Data Association，紅外線(xiàn)數據聯(lián)盟）、WAN（Wide Area Networks，廣域網(wǎng)）和802.5（令牌環(huán)）、X2.5，802.11a、802.11b、802.11g、WPA等，不同的網(wǎng)絡(luò )，具有不同的數據封裝格式，不同的數據分組大小，不同的傳輸率。然而，這些網(wǎng)絡(luò )之間相互進(jìn)行數據共享、交流卻是必不可免的。為消除不同網(wǎng)絡(luò )之間的差異，使得數據能順利進(jìn)行交流，我們需要一個(gè)專(zhuān)門(mén)的翻譯人員，也就是協(xié)議網(wǎng)關(guān)?？克沟囊粋€(gè)網(wǎng)絡(luò )能理解其他的網(wǎng)絡(luò )，也是靠他來(lái)使得不同的網(wǎng)絡(luò )連接起來(lái)成為一個(gè)巨大的因特網(wǎng)。
2）應用網(wǎng)關(guān)：主要是針對一些專(zhuān)門(mén)的應用而設置的一些網(wǎng)關(guān)，其主要作用將某個(gè)服務(wù)的一種數據格式轉化為該服務(wù)的另外一種數據格式，從而實(shí)現數據交流。這種網(wǎng)關(guān)常作為某個(gè)特定服務(wù)的服務(wù)器，但是又兼具網(wǎng)關(guān)的功能。最常見(jiàn)的此類(lèi)服務(wù)器就是郵件服務(wù)器了。我們知道電子郵件有好幾種格式，如POP3、SMTP、 FAX、X.400、MHS等，如果SMTP郵件服務(wù)器提供了POP3、SMTP、FAX、X.400等郵件的網(wǎng)關(guān)接口，那么我們就可以毫無(wú)顧忌地通過(guò) SMTP郵件服務(wù)器向其他服務(wù)器發(fā)送郵件了。
3）安全網(wǎng)關(guān)：最常用的安全網(wǎng)關(guān)就是包過(guò)濾器，實(shí)際上就是對數據包的原地址，目的地址和端口號，網(wǎng)絡(luò )協(xié)議進(jìn)行授權。通過(guò)對這些信息的過(guò)濾處理，讓有許可權的數據包傳輸通過(guò)網(wǎng)關(guān)，而對那些沒(méi)有許可權的數據包進(jìn)行攔截甚至丟棄。這跟軟件防火墻有一定意義上的雷同之處，但是與軟件防火墻相比較安全網(wǎng)關(guān)數據處理量大，處理速度快，可以很好地對整個(gè)本地網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行保護而不對整個(gè)網(wǎng)絡(luò )造成瓶頸。
網(wǎng)關(guān)到底是什么呢？
網(wǎng)關(guān)（Gateway）又叫協(xié)議轉換器，是一種復雜的網(wǎng)絡(luò )連接設備，可以支持不同協(xié)議之間的轉換，實(shí)現不同協(xié)議網(wǎng)絡(luò )之間的互連。網(wǎng)關(guān)具有對不兼容的高層協(xié)議進(jìn)行轉換的能力，為了實(shí)現異構設備之間的通信，網(wǎng)關(guān)需要對不同的鏈路層、專(zhuān)用會(huì )話(huà)層、表示層和應用層協(xié)議進(jìn)行翻譯和轉換。
所以說(shuō)，網(wǎng)關(guān)是一個(gè)智能超群的路由器，一個(gè)智能超群的網(wǎng)橋，一個(gè)智能超群的中繼器。
若要使兩個(gè)完全不同的網(wǎng)絡(luò )（異構網(wǎng)）連接在一起，一般使用網(wǎng)關(guān)，在Internet中兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )也要通過(guò)一臺稱(chēng)為網(wǎng)關(guān)的計算機實(shí)現互聯(lián)。這臺計算機能根據用戶(hù)通信目標計算機的IP地址，決定是否將用戶(hù)發(fā)出的信息送出本地網(wǎng)絡(luò )，同時(shí)，它還將外界發(fā)送給屬于本地網(wǎng)絡(luò )計算機的信息接收過(guò)來(lái)，它是一個(gè)網(wǎng)絡(luò )與另一個(gè)網(wǎng)絡(luò )相聯(lián)的通道。為了使TCP/IP協(xié)議能夠尋址，該通道被賦予一個(gè)IP地址，這個(gè)IP地址稱(chēng)為網(wǎng)關(guān)地址。
網(wǎng)關(guān)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)網(wǎng)絡(luò )通向其他網(wǎng)絡(luò )的IP地址。比如有網(wǎng)絡(luò )A和網(wǎng)絡(luò )B，網(wǎng)絡(luò )A的IP地址范圍為“192.168.1.1~192. 168.1.254”，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0；網(wǎng)絡(luò )B的IP地址范圍“192.168.2.1~192.168.2.254”，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0。在沒(méi)有路由器的情況下，兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )之間是不能進(jìn)行TCP/IP通信的，即使是兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )連接在同一臺交換機（或集線(xiàn)器）上，因為瓷缸機工作在數據鏈路層，只有MAC地址和端口的對應，并沒(méi)有涉及到網(wǎng)絡(luò )層的IP地址，也沒(méi)有IP路由，所以沒(méi)有兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )中的主機沒(méi)有辦法通信。不過(guò)在三層交換機中具備路由功能可以實(shí)現通信。 TCP/IP協(xié)議也會(huì )根據子網(wǎng)掩碼（255.255.255.0）判定兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )中的主機處在不同的網(wǎng)絡(luò )里。而要實(shí)現這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )之間的通信，則必須通過(guò)網(wǎng)關(guān)。如果網(wǎng)絡(luò )A中的主機發(fā)現數據包的目的主機不在本地網(wǎng)絡(luò )中，就把數據包轉發(fā)給它自己的網(wǎng)關(guān)，再由網(wǎng)關(guān)轉發(fā)給網(wǎng)絡(luò )B的網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)絡(luò )B的網(wǎng)關(guān)再轉發(fā)給網(wǎng)絡(luò )B的某個(gè)主機。網(wǎng)絡(luò )B向網(wǎng)絡(luò )A轉發(fā)數據包的過(guò)程也是如此。
所以說(shuō)，只有設置好網(wǎng)關(guān)的IP地址，TCP/IP協(xié)議才能實(shí)現不同網(wǎng)絡(luò )之間的相互通信。 那么這個(gè)IP地址是哪臺機器的IP地址呢？網(wǎng)關(guān)的IP地址是具有路由功能的設備的IP地址，具有路由功能的設備有路由器、啟用了路由協(xié)議的服務(wù)器（實(shí)質(zhì)上 相當于一臺路由器）、代理服務(wù)器（也相當于一臺路由器）。
大多數網(wǎng)關(guān)運行在OSI 7層協(xié)議的頂層--應用層。
參考博客：http://blog.csdn.net/clubsondy/archive/2005/12/03/542615.aspx
