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淺談交換機和路由器的區別

 網路在我們的生活學習中已經成為了必須的東西,也許 ”世界上最遙遠的距離就是沒網“,而路由器和交換機這兩種聯網的中繼裝置最常見。如下圖左為交換機,右為路由器。那麼到底路由器和交換機有哪些區別呢?他們在網路的組建方面各自扮演什麼樣的角色?下面我們一起走進他們的世界,探尋彼此的區別。

主要的區別體現在一下幾個方面:

(1)外形上:

       從外形上我們區分兩者,交換機通常埠比較多看起來比較笨重,而路由器的埠就少得多體積也小得多,實際上右圖並不是真正的路由器只是集成了路由器的功能,除此之外還有交換機的功能(LAN口就是作為交換機的埠來使用,WAN是用於連線外網的埠),而兩個天線則是無線AP接入點(即是通常所說的無線區域網wifi)。

(2)工作層次不同:

       最初的交換機工作在OSI開放式系統互聯模型的資料鏈路層,也就是第二層,而路由器則工作在OSI模型的網路層,就是第三層。也就是由於這一點所以交換機的原理比較簡單,一般都是採用硬體電路實現資料幀的轉發,而路由器工作在網路層,肩負著網路互聯的重任,要實現更加複雜的協議,具有更加智慧的轉發決策功能,一般都會在在路由器中跑作業系統,實現複雜的路由演算法,更偏向於軟體實現其功能。

(3)資料的轉發物件不同:         交換機是根據MAC地址轉發資料幀,而路由器則是根據IP地址來轉發IP資料報/分組。資料幀是在IP資料包/分組的基礎上封裝了幀頭(源MAC和目的MAC等)和幀尾(CRC校驗碼)。而對於MAC地址和IP地址大家也許就搞不明白了,為何需要兩個地址,實際上IP地址決定最終資料包要到達某一臺主機,而MAC地址則是決定下一跳將要互動給哪一臺裝置(一般是路由器或主機)。而且,IP地址是軟體實現的,可以描述主機所在的網路,MAC地址是硬體實現的,每一個網絡卡在出廠的時候都會將全世界唯一的MAC地址固化在網絡卡的ROM中,所以MAC地址是不能被修改的,但是IP地址是可以被網路管理人員配置修改的。

(4)”分工“不同

        交換機主要是用於組建區域網,而路由器則是負責讓主機連線外網。多臺主機可以通過網線連線到交換機,這時就組建好了區域網,就可以將資料傳送給區域網中的其他主機,如我們使用的飛秋、極域電子教室等區域網軟體就是通過交換機把資料轉發給其他主機的,當然像極域電子教室這樣的廣播軟體是利用廣播技術讓所有的主機都收到資料的。然而,通過交換機組建的區域網是不能訪問外網的(即是Internet),這時需要路由器來為我們”開啟外面精彩世界的大門“,區域網的所有主機使用的都是私網的IP,所以必須通過路由器轉化為公網的IP之後才能訪問外網。

(5)衝突域和廣播域

        交換機分割衝突域,但是不分割廣播域,而路由器分割廣播域。由交換機連線的網段仍屬於同一個廣播域,廣播資料包會在交換機連線的所有網段上傳播,在這種情況下會導致廣播風暴和安全漏洞問題。而連線在路由器上的網段會被分配不通的廣播域,路由器不會轉發廣播資料

。需要說明的是單播的資料包在區域網中會被交換機唯一地送往目標主機,其他主機不會接收到資料,這是區別於原始的集線器的,資料的到達時間由交換機的轉發速率決定,交換機會轉發廣播資料給區域網中的所有主機。

         最後需要說明的是:路由器一般有防火牆的功能,能夠對一些網路資料包選擇性過濾。現在的一些路由器都具備交換機的功能(如上圖右),一些交換機具備路由器的功能,被稱為3層交換機,廣泛使用。相比較而言,路由器的功能較交換機要強大,但是速度也較慢,價格昂貴,三層交換機既有交換機的線性轉發報文的能力,又有路由器的良好的路由功能因此得到廣泛的使用。

        當然關於路由器和交換機的一些介紹遠不止這些,上述所說是主要的一些區別,同時也是本人對路由器和交換機的淺顯認識,如有其他一些較明顯的區別特徵望給出寶貴意見。