深入解讀路由器、交換機、三層交換機的區(qū)別

路由器是干什么的

在主干網(wǎng)絡(luò)中，路由器的主要功能是路由選擇。主干網(wǎng)絡(luò)上的路由器必須知道到達所有下層網(wǎng)絡(luò)的路徑。這需要保持巨大的路由表，并盡可能快地響應(yīng)連接狀態(tài)的變化。路由器將導(dǎo)致嚴重的信息傳輸問題。

在區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中，路由器的主要功能是連接網(wǎng)絡(luò)和路由選擇，即連接下層基層網(wǎng)絡(luò)單元-園區(qū)網(wǎng)絡(luò)，并負責下層網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。

路由器在園區(qū)網(wǎng)內(nèi)的主要作用是分隔子網(wǎng)。早期的互聯(lián)網(wǎng)基層單位是局域網(wǎng)(lan)，所有主機都在同一邏輯網(wǎng)絡(luò)中。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴大，局域網(wǎng)已經(jīng)演變成由高速主干和路由器連接的多個子網(wǎng)組成的公園網(wǎng)。其中，處子網(wǎng)邏輯上是獨立的，路由器是唯一離的設(shè)備。它負責子網(wǎng)之間的報紙轉(zhuǎn)發(fā)和廣播隔離，而邊界上的路由器負責與上層網(wǎng)絡(luò)的連接。

二層交換機和路由器的區(qū)別

傳統(tǒng)交換機從網(wǎng)橋發(fā)展而來，屬于osi第二層是數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備。它通過站表選擇路由，站表的建立和維護由交換機自動進行。路由器屬于osi第三層是基于網(wǎng)絡(luò)層的設(shè)備ip通過路由表路由協(xié)議找到地址。交換機最大的優(yōu)點是速度快，因為交換機只需要識別幀mac地址，直接根據(jù)mac地址轉(zhuǎn)發(fā)端口算法簡單，方便地址生成asic，因此，轉(zhuǎn)發(fā)速度極高。

交換機也可以完成不同鏈路層和物理層之間的轉(zhuǎn)換，但轉(zhuǎn)換過程復(fù)雜且不合適asic實現(xiàn)必然會降低交換機的轉(zhuǎn)發(fā)速度。因此，交換機主要完成相同或相似的物理介質(zhì)和鏈路協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)連接，而不是在物理介質(zhì)和鏈路層協(xié)議差異很大的網(wǎng)絡(luò)之間。另一方面，路由器主要用于不同網(wǎng)絡(luò)之間的互連，因此可以連接不同物理介質(zhì)、鏈路層協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)。雖然路由器在功能上有優(yōu)勢，但是它的價格往往比較貴，而且報文轉(zhuǎn)發(fā)速度也會比較低。

隨著以太網(wǎng)交換機的不斷發(fā)展，現(xiàn)在的交換機提高了性能，其中虛擬網(wǎng)絡(luò)和三層交換是最突出的。

路由器的每個接口連接一個子網(wǎng)絡(luò)，廣播報文不能通過路由器廣播。連接到路由器不同接口的子網(wǎng)絡(luò)屬于不同的子網(wǎng)絡(luò)，子網(wǎng)絡(luò)的范圍由路由器物理劃分。

對于交換機，每個端口對應(yīng)一個網(wǎng)段，因為子網(wǎng)由多個網(wǎng)段組成，可以通過交換機端口的組合邏輯劃分子網(wǎng)。廣播報文只能在子網(wǎng)絡(luò)中廣播，不能傳播到其他子網(wǎng)絡(luò)中。通過合理劃分邏輯的網(wǎng)絡(luò)，可以控制廣播。由于邏輯子網(wǎng)絡(luò)由交換機端口任意組合，沒有物理相關(guān)性，因此被稱為虛擬子網(wǎng)絡(luò)或虛擬網(wǎng)絡(luò)。

虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在沒有路由器的情況下解決了廣播和報文的隔離問題，虛擬網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)段與其物理位置無關(guān)，即相鄰網(wǎng)段可以屬于不同的虛擬網(wǎng)絡(luò)，而遠距離的兩個網(wǎng)段可能屬于不同的虛擬網(wǎng)絡(luò)。不一樣虛擬網(wǎng)內(nèi)的終端之間不能相互通信，增強了對網(wǎng)絡(luò)內(nèi)數(shù)據(jù)的訪問控制。交換機和路由器是性能和功能的矛盾體。交換機交換速度快，但控制功能弱，路由器控制性能強，但報紙轉(zhuǎn)發(fā)速度慢。解決這一矛盾的最新技術(shù)是三層交換，既有交換機線速轉(zhuǎn)發(fā)報文能力，又有路由器良好的控制功能。

三層交換機和路由器有什么不同

在第三層交換技術(shù)出現(xiàn)之前，幾乎沒有必要將路由功能設(shè)備與路由器分開。它們完全相同，路由器正在提供路由功能。然而，現(xiàn)在第三層交換機可以完全執(zhí)行傳統(tǒng)路由器的大部分功能。第三層交換機作為一種網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備，具有以下4個特點：

• 轉(zhuǎn)發(fā)基于第三層地址的業(yè)務(wù)流；
• 完全交換功能；
• 可完成報文過濾或認證等特殊服務(wù)；
• 路由處理是否執(zhí)行。

與傳統(tǒng)路由器相比，三層交換機具有以下優(yōu)點：

1. 子網(wǎng)間傳輸帶寬可任意分配：傳統(tǒng)路由器每個接口連接一個子網(wǎng)，子網(wǎng)通過路由器進行傳輸?shù)乃俾时唤涌诘膸捤拗?。三層交換機不同。它可以將多個端口定義為虛擬網(wǎng)絡(luò)，并將由多個端口組成的虛擬網(wǎng)絡(luò)作為虛擬網(wǎng)絡(luò)接口。虛擬網(wǎng)絡(luò)中的信息可以通過組成虛擬網(wǎng)絡(luò)的端口發(fā)送給三層交換機。由于端口數(shù)量可以任意指定，子網(wǎng)絡(luò)之間的傳輸帶寬沒有限制。
2. 合理配置信息資源：由于訪問子網(wǎng)絡(luò)的資源速率與訪問全球網(wǎng)絡(luò)的資源速率沒有區(qū)別，子網(wǎng)絡(luò)設(shè)置單獨的服務(wù)器意義不大。在全球網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置服務(wù)器組不僅可以節(jié)省成本，而且可以合理配置信息資源。
3. 降低成本：通常的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃使用交換機構(gòu)形成子網(wǎng)絡(luò)，并使用路由器進行子網(wǎng)絡(luò)連接。目前，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃采用三層交換機，不僅可以劃分任何虛擬子網(wǎng)絡(luò)，還可以通過交換機的三層路由功能完成子網(wǎng)絡(luò)通信，節(jié)省了昂貴的路由器。
4. 交換機之間的靈活連接：作為交換機，它們之間不允許有電路。作為路由器，可以有多個通道來提高可靠性和平衡負載。三層交換機用生成樹算法堵塞了電路的端口，但在選擇路由時，仍將堵塞的電路作為可選路徑參與路由選擇。
   

綜上所述，交換機一般用于lan-wan，交換機屬于網(wǎng)橋，是數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備，一些交換機也可以實現(xiàn)第三層的交換。路由器用于wan-wan連接，給異性網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)發(fā)分組，屬于網(wǎng)絡(luò)層。他們只接受一條線的輸入分組，然后轉(zhuǎn)發(fā)到另一條線。這兩條線路可能屬于不同的網(wǎng)絡(luò)，并采用不同的協(xié)議。相比之下，路由器的功能強于交換機，但速度相對較慢，價格昂貴。第三層交換機不僅具有交換機線速轉(zhuǎn)發(fā)報紙的能力，而且具有良好的路由器控制功能，可廣播使用。