[科普中国]-路由器交换机

交换机（又名交换式集线器），是一种用于电（光）信号转发的网络设备，它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。交换机的作用可以理解为将一些机器连接起来组成一个局域网。而路由器与交换机有明显区别，它的作用在于连接不同的网段并且找到网络中数据传输最合适的路径 ，可以说一般情况下个人用户需求不大。路由器是产生于交换机之后，用以连接网络中各种不同设备，它会根据信道的情况自动选择和设定路由，以最佳路径按前后顺序发送信号。路由器与交换机有一定联系，并不是完全独立的两种设备，路由器主要克服了交换机不能路由转发数据包的不足。1

简介电脑之间是通过TCP/IP协议进行说话的，不同电脑之间准确的找到对方是通过IP地址实现的。不在同一个网络的电脑信息交互是通过网关来实现的。网关就是一个公网地址，由运营商下发的，DHCP服务器下发IP地址。通过DHCP服务端口是UDP67和UDP68来给各个电脑发的IP地址。

每台电脑都有一个IP，是怎么把他们连接在一起呢？这就引申出一个网络设备叫“交换机”。交换机的作用就是把不同电脑通过网线连接在一起。能使他们在物理线路上是连通的，就像电线通过电闸连接起来。

电脑有了IP地址就可以与一个网络的主机进行信息交互了，如果要与别的网络主机信息交互的话，就要通过网关，网关就是所谓的路由器。路由器是用来连接外部网络的具体实现。12

说明用户比较多宽带接入方式就是ADSL，就ADSL的接入来简单的说明一下。现在购买的ADSL大多具有路由功能（很多的时候厂家在出厂时将路由功能屏蔽了，因为电信安装时大多是不启用路由功能的，启用DHCP。打开ADSL的路由功能），如果个人上网或少数几台通过ADSL本身就可以了，如果电脑比较多你只需要再购买一个或多个集线器或者交换机。

区别互联网计算机网络往往由许多种不同类型的网络互相连接而成。如果几个计算机网络只是在物理上连接在一起，它们之间并不能进行通信，那么这种“互连”并没有什么实际意义。因此通常在谈到“互连”时，就已经暗示这些相互连接的计算机是可以进行通信的，也就是说，从功能上和逻辑上看，这些计算机网络已经组成了一个大型的计算机网络，或称为互联网络，也可简称为互联网。

将网络互相连接起来要使用一些中间设备（或中间系统），OSI的术语称之为中继（relay）系统。根据中继系统所在的层次，可以有以下五种中继系统：

1.物理层（即常说的第一层、层L1）中继系统，即转发器（repeater）。

2.数据链路层（即第二层，层L2），即网桥或桥接器（bridge）。

3.网络层（第三层，层L3）中继系统，即路由器（router）。

4.网桥和路由器的混合物桥路器（brouter）兼有网桥和路由器的功能。

5.在网络层以上的中继系统，即网关（gateway）。

当中继系统是转发器时，一般不称之为网络互联，因为这仅仅是把一个网络扩大了，而这仍然是一个网络。高层网关由于比较复杂，使用得较少。因此一般讨论网络互连时都是指用交换机和路由器进行互联的网络。本文主要阐述交换机和路由器及其区别。3

交换机交换机(Switch)是一种基于MAC（网卡的硬件地址）识别，能完成封装转发数据包功能的网络设备。交换机可以“学习”MAC地址，并把其存放在内部地址表中，通过在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径，使数据帧直接由源地址到达目的地址。交换机分为：二层交换机，三层交换机或是更高层的交换机。三层交换机同样可以有路由的功能，而且比低端路由器的转发速率更快。它的主要特点是：一次路由，多次转发。

路由器路由器(Router)亦称选径器，是在网络层实现互连的设备。它比网桥更加复杂，也具有更大的灵活性。路由器有更强的异种网互连能力，连接对象包括局域网和广域网。过去路由器多用于广域网，由于路由器性能有了很大提高，价格下降到与网桥接近，因此在局域网互连中也越来越多地使用路由器。路由器是一种连接多个网络或网段的网络设备，它能将不同网络或网段之间的数据信息进行“翻译”，以使它们能够相互“读”懂对方的数据，从而构成一个更大的网络。路由器有两大典型功能，即数据通道功能和控制功能。数据通道功能包括转发决定、背板转发以及输出链路调度等，一般由特定的硬件来完成；控制功能一般用软件来实现，包括与相邻路由器之间的信息交换、系统配置、系统管理等。

就路由器与交换机来说，主要区别体现在以下几个方面：

（1）工作层次不同

最初的的交换机是工作在OSI/RM开放体系结构的数据链路层，也就是第二层，而路由器一开始就设计工作在OSI模型的网络层。由于交换机工作在OSI的第二层（数据链路层），所以它的工作原理比较简单，而路由器工作在OSI的第三层（网络层），可以得到更多的协议信息，路由器可以做出更加智能的转发决策。

（2）数据转发所依据的对象不同

交换机是利用物理地址或者说MAC地址来确定转发数据的目的地址。而路由器则是利用不同网络的ID号（即IP地址）来确定数据转发的地址。IP地址是在软件中实现的，描述的是设备所在的网络，有时这些第三层的地址也称为协议地址或者网络地址。MAC地址通常是硬件自带的，由网卡生产商来分配的，而且已经固化到了网卡中去，一般来说是不可更改的。而IP地址则通常由网络管理员或系统自动分配。

（3）传统的交换机只能分割冲突域，不能分割广播域；而路由器可以分割广播域

由交换机连接的网段仍属于同一个广播域，广播数据包会在交换机连接的所有网段上传播，在某些情况下会导致通信拥挤和安全漏洞。连接到路由器上的网段会被分配成不同的广播域，广播数据不会穿过路由器。虽然第三层以上交换机具有VLAN功能，也可以分割广播域，但是各子广播域之间是不能通信交流的，它们之间的交流仍然需要路由器。

（4）路由器提供了防火墙的服务

路由器仅仅转发特定地址的数据包，不传送不支持路由协议的数据包传送和未知目标网络数据包的传送，从而可以防止广播风暴。

交换机一般用于LAN-LAN的连接，交换机归于网桥，是数据链路层的设备，有些交换机也可实现第三层的交换。路由器用于WAN-WAN之间的连接，可以解决异性网络之间转发分组，作用于网络层。他们只是从一条线路上接受输入分组，然后向另一条线路转发。这两条线路可能分属于不同的网络，并采用不同协议。相比较而言，路由器的功能较交换机要强大，但速度相对也慢，价格昂贵，第三层交换机既有交换机线速转发报文能力，又有路由器良好的控制功能，因此得以广泛应用。

（5）总之，可以这么认为，交换机在具体的城域网中往往扮演着VLAN透传的角色，就是桥。而路由器默认的是不支持二层的，路由器的每一个端口都是一个独立的广播域和冲突域，而交换机是只有一个广播域和端口数量的冲突域，在二层交换机上存在MAC表，三层交换机上存在路由表.MAC.ARP表，在路由器上存在路由表和arp表。比如当一个路由器上有一个2层的vlan100和另外一个路由器上的3层vlan100对接的时候，是不通的，这时候我们需要借助L2VPN技术来进行互通，比较流行的就是VPLS技术。32

本词条内容贡献者为:

徐恒山 - 讲师 - 西北农林科技大学