路由器和交换机的主要差别就是:前者是跨越不同网络之间的“交通警察”,而后者则是负责在同一个局域网里传输数据的“快递小哥”。路由器位于网络层(OSI模型中的第三层),根据IP地址来决定路由,并且可以做NAT转换、子网划分以及实施防火墙等安全措施,它是家庭宽带上网或者企业各个分支机构之间互相连接所必需的核心设备;交换机处在数据链路层(OSI模型中第二层),利用MAC地址表以毫秒级的速度完成帧转发任务,主要用来提高同一局域网内几十到几百个节点之间的通信速度和带宽使用率。两者相辅相成——没有了路由器,局域网就无法接触到外界;如果没有了交换机,在大量终端同时接入的时候就会出现端口不足和广播风暴等问题。

一、主要的功能和工作原理的不同
路由器的主要功能就是进行跨网段的数据传输,在此过程中要了解IP地址的构成方式、管理路由表、做网络地址转换以及根据目的IP所在的网络来确定数据包发送的方向。比如当你用手机浏览百度的时候,路由器就会把内网中的192.168.1.100这个地址映射成外网的一个公共IP地址之后再向外发送出去,并且还会保存下这次连接的状态信息以供返回时使用;而交换机只关心的是MAC地址,它接收到一个数据包之后会查询本地的MAC地址表,在找到目标MAC对应的那个端口之后才会把这个数据包单播给那个端口上的设备而不至于把它广播到所有的端口中去。由于交换机可以在千兆局域网上做到几乎接近于光速的数据转发速度并且延迟一般小于十微秒但是却不能够处理任何关于IP层面的事情也不能使得两个处于不同子网中的计算机之间可以互相通信(比如192.168.1.x和192.168.2.x)。
第二部分是实际操作中各个岗位的工作职责以及相关的衔接规则
在家庭或者小公司中,宽带入户线接到路由器的WAN口上,然后从路由器的LAN口出来一个默认子网(比如192.168.1.0/24),再用一根网线直接连接到交换机的一个LAN口上;而其他的交换机端口就用来连接台式电脑、NAS、打印机等等设备了。这时所有的设备都会由路由器的DHCP来分配地址,并且不需要对交换机做任何设置只起到透明转发的作用。如果把交换机错接到路由器的WAN口或者是用交换机级联代替路由器的话就会造成所有设备都没有办法访问互联网了。在企业环境下三层交换机能起一定的路由作用但是它的静态路由的能力、ACL策略的复杂程度以及NAT的功能都远远不如专业的路由器所以核心出口仍然需要使用路由器来进行控制。
第三部分选择和使用的标准
判断设备类型的最直接方式就是看它的接口标识:路由器一定会有明明白白地写着“WAN”或者“Internet”的独立接口,并且常常会配有一个带有Wi-Fi模块以及一个可以在管理页面中看到的“PPPoE拨号”的选项;而交换机的所有接口都是LAN口,没有WAN标识,在它的管理界面上只会出现VLAN、端口镜像、MAC学习控制这样的二层参数。如果公司新添了二十台办公电脑,原来的路由器只剩下了一个空闲的LAN口的话,那么就必须再买一台交换机来扩充——这时应该选择的是非网管型的八口或者是十六口千兆级别的交换机,插入之后就可以正常使用了;如果要给财务部门和研发部门隔离开来的网络环境的话,则需要使用能够实现VLAN划分功能的网管交换机,并且还要借助路由器子接口来进行三层互通。
因此路由器和交换机不是性能优劣的问题,而是在网络结构里不能互相替代的功能模块:前者负责边界和规则,后者则保证内部通道畅通无阻。只有弄清楚它们各自的职责范围之后,才有可能建立起稳固、可扩展且易于管理的数字化基础架构。



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