一說到網絡設備,大家隨口就能說出路由器、交換機這兩個概念,但如果較起真來非要說說二者之間的不同之處,則很多人都不能明確區分,這也造成了用戶在選擇設備時會有些不知所措,不知道二者應該如何選擇,尤其是在三層交換機的“路由”功能被大肆宣揚之后,更是讓人感到一頭霧水。于是今天筆者就從二者的功能與應用兩個方面入手對這兩種產品進行辨析,讓用戶可以明明白白做選擇。
從本意上來講,交換只是一種技術概念,即完成信號由設備入口到出口的轉發。因此,只要是和符合該定義的所有設備都可被稱為交換設備。由此可見,“交換”是一個涵義廣泛的詞語,當它被用來描述數據網絡第二層的設備時,實際指的是一個橋接設備;而當它被用來描述數據網絡第三層的設備時,又指的是一個路由設備。我們經常說到的以太網交換機實際是一個基于網橋技術的多端口第二層網絡設備,它為數據幀從一個端口到另一個任意端口的轉發提供了低時延、低開銷的通路。
由此可見,交換機內部核心處應該有一個交換矩陣,為任意兩端口間的通信提供通路,或是一個快速交換總線,以使由任意端口接收的數據幀從其他端口送出。在實際設備中,交換矩陣的功能往往由專門的芯片(ASIC)完成。另外,以太網交換機在設計思想上有一個重要的假設,即交換核心的速度非常之快,以致通常的大流量數據不會使其產生擁塞,換句話說,交換的能力相對于所傳信息量而無窮大(與此相反,ATM交換機在設計上的思路是,認為交換的能力相對所傳信息量而言有限)。
雖然以太網第二層交換機是基于多端口網橋發展而來,但畢竟交換有其更豐富的特性,使之不但是獲得更多帶寬的最好途徑,而且還使網絡更易管理。
而路由器是OSI協議模型的網絡層中的分組交換設備(或網絡層中繼設備),路由器的基本功能是把數據(IP報文)傳送到正確的網絡,路由技術其實是由兩項最基本的活動組成,即決定最優路徑和傳輸數據包。其中,數據包的傳輸相對較為簡單和直接,而路由的確定則更加復雜一些。路由算法在路由表中寫入各種不同的信息,路由器會根據數據包所要到達的目的地選擇最佳路徑把數據包發送到可以到達該目的地的下一臺路由器處。當下一臺路由器接收到該數據包時,也會查看其目標地址,并使用合適的路徑繼續傳送給后面的路由器。依次類推,直到數據包到達最終目的地。
路由器之間可以進行相互通訊,而且可以通過傳送不同類型的信息維護各自的路由表。路由更新信息主是這樣一種信息,一般是由部分或全部路由表組成。通過分析其它路由器發出的路由更新信息,路由器可以掌握整個網絡的拓撲結構。鏈路狀態廣播是另外一種在路由器之間傳遞的信息,它可以把信息發送方的鏈路狀態及進的通知給其它路由器。
而總體而言,二者的區別主要體現在以下幾個方面: (1)工作層次不同
最初的的交換機是工作在OSI/RM開放體系結構的數據鏈路層,也就是第二層,而路由器一開始就設計工作在OSI模型的網絡層。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單,而路由器工作在OSI的第三層(網絡層),可以得到更多的協議信息,路由器可以做出更加智能的轉發決策。
(2)數據轉發所依據的對象不同
交換機是利用物理地址或者說MAC地址來確定轉發數據的目的地址。而路由器則是利用不同網絡的ID號(即IP地址)來確定數據轉發的地址。IP地址是在軟件中實現的,描述的是設備所在的網絡,有時這些第三層的地址也稱為協議地址或者網絡地址。MAC地址通常是硬件自帶的,由網卡生產商來分配的,而且已經固化到了網卡中去,一般來說是不可更改的。而IP地址則通常由網絡管理員或系統自動分配。
(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
由交換機連接的網段仍屬于同一個廣播域,廣播數據包會在交換機連接的所有網段上傳播,在某些情況下會導致通信擁擠和安全漏洞。連接到路由器上的網段會被分配成不同的廣播域,廣播數據不會穿過路由器。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
路由器僅僅轉發特定地址的數據包,不傳送不支持路由協議的數據包傳送和未知目標網絡數據包的傳送,從而可以防止廣播風暴。
交換機一般用于LAN-WAN的連接,交換機歸于網橋,是數據鏈路層的設備,有些交換機也可實現第三層的交換。 路由器用于WAN-WAN之間的連接,可以解決異性網絡之間轉發分組,作用于網絡層。他們只是從一條線路上接受輸入分組,然后向另一條線路轉發。這兩條線路可能分屬于不同的網絡,并采用不同協議。