在談到交換機和路由器時，其中一些并不確切知道它們的用途，而另一些則不知道它們之間有什么區別，特別是在促進第3層交換機的媒體中. 在“路由”功能的上下文中. 實際上，我本人不得不承認，現在交換機和路由器之間的差異變得越來越模糊，它們的功能也開始相互滲透.

第3層交換機不僅具有某些最初屬于路由器的“路由”功能，而且現在寬帶和高端企業級路由器也已開始具有交換機的“交換”功能. 可以將其描述為相互滲透，因此有人預測，將來交換機和路由器可能會合并為一個，我堅信這一點.

因為現在，從技術角度來看，實現此目標一點都不是太困難，而且對用戶來說也是迫切需要. 一方面，可以簡化網絡結構. 另一方面，用戶不必購買兩個昂貴的設備. 為什么不？但是就目前而言，它們之間仍然存在很大差異. 當然，這不僅體現在技術上，而且主要體現在應用中. 本文將向您說明交換機和路由器之間的主要區別.

一個. 交換機的星形集中連接

我們知道，交換機的最基本功能和應用是集中連接網絡設備. 所有網絡設備（例如服務器，工作站，PC，計算機，路由器，防火墻，網絡打印機等），只要交換機端口支持相應的端口即可. 設備的端口類型可以直接連接到交換機的端口，共同形成一個星狀網絡. 基本網絡結構如圖1所示. 在星型連接中，連接到交換機每個端口的設備彼此相等，并且可以互相訪問（除非進行了限制），而不是認為連接到服務器的服務器. 交換機是最先進的，就像許多剛參與網絡管理的朋友一樣.

二，切換級聯和堆疊

拓撲圖

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上圖僅顯示了基本的星形以太網體系結構. 實際的明星企業網絡可能比這復雜得多. 這種復雜性不僅體現在高端網絡設備的水平和配置的復雜性上，更重要的是，它還表現在網絡交換級別的復雜性上. 企業網絡中通常只有一個路由器和防火墻，但通常不只有一臺交換機（只有大約20個用戶的小型網絡除也不同.

交換級聯是交換器和交換器通過交換器端口的擴展. 這一方面解決了單個交換機上端口不足的問題，另一方面，還解決了客戶端和遠離計算機室的網絡設備之間的連接. 因為單段交換雙絞線以太網電纜可以達到100米，所以每個級聯交換機可以將距離延長100米. 但這并不意味著它可以任意級聯，因為線路太長，一方面，信號會路上進一步衰減，另一方面，較低級別的開關仍然共享可用的上層交換機端口的帶寬. 級別越高，最終客戶越多最終可用的帶寬越低（盡管您可能使用100M交換機），這將對網絡連接性能產生很大的影響，因此從實際的角度來看，建議部署最多為三級交換機，即核心交換機-二級交換機-三級交換機.

這里的三個級別并不意味著最多只能允許三個開關，但是就層次結構而言只能是三個級別. 連接到同一交換機上不同端口的交換機屬于同一級別，因此每個級別都可以級聯數個甚至數十個交換機. 用于層級聯的端口可以是專用的UpLink端口或公共交換機端口. 有些交換機配有專用的UpLink端口，但有些則沒有. 如果有專用的級聯端口，則最好使用它，因為其帶寬通常比普通交換機端口的帶寬寬，這樣可以進一步確保下級交換機的帶寬. 如果不是，則只能通過普通的交換機端口級聯. 通過級聯端口進行級聯的方法如下圖所示；

通過級聯端口級聯

通過普通端口的級聯方法如下圖所示.

通過公共端口級聯

請注意，不僅端口之間使用不同，而且電纜使用也不同: 使用級聯端口的級聯需要使用普通的直通電纜；就像兩個主機一樣，使用普通端口的級聯電纜是交叉電纜.

對于交換機堆棧，并非所有交換機都可用，但它們必須具有堆棧模塊. 交換機的堆疊不是通過交換機端口進行的，而是通過專用背板堆疊模塊和專用堆疊電纜連接的. 需要注意的是，由于通常將交換機堆疊放置在同一位置，并且連接電纜較短，因此，交換機堆疊的目的主要是擴展交換機端口，而不是延長距離.

同時，交換機堆棧還可以增加實際使用的每個交換機端口的可用帶寬，因為它會將堆疊的交換機的背板帶寬聚合在一起，因此交換機堆棧的總背板帶與幾個堆疊交換機的總和背板帶寬的總和. 增加背板帶寬后，如果使用了交換機的每個端口，則這種優勢不是很明顯（它也很有效，因為不可能一直與每個端口通信），但是如果有交換機端口，則可用空間，效果會更加明顯，因為它可以充分利用交換機的所有帶寬.

堆棧連接如下圖所示.

堆棧連接

交換機的堆疊連接端口通常配有D形插孔. 交換機具有兩個這樣的端口，分別用“ UP”和“ DOWN”標記（如上圖所示），指示它們用于向上. 連接到上部堆疊的端口不能錯誤地連接.

三個. 三層交換機的路由連接

正如我們前面提到的，第3層交換機還具有一定的“路由”功能，可以實現不同子網的連接. 但是應該注意，它的路由功能仍然比路由器弱得多. 三層交換機的路由功能只能用于相同類型的網絡互連，并且通常僅是LAN子網之間的互連，并且由于支持路由協議而無法將LAN與WAN或Internet連接. 受三層交換機的限制非常有限，畢竟這不是它的主要功能.

我們知道在局域網上，第2層交換機使用源MAC地址來標識數據包的發送方，并根據目標MAC地址轉發數據包. 對于目標地址不在本地LAN上的數據包，第2層交換機無法直接將其發送到目標. 它需要通過路由設備（例如傳統路由器）轉發. 此時，必須將交換機連接到路由設備. 如果將交換機的默認網關設置為路由設備的IP地址，則交換機將發送需要路由的數據包并轉發到路由設備.

路由設備檢查數據包的目標地址及其自己的路由表. 如果在路由表中找到轉發路徑，則路由設備將數據包轉發到其他網段，否則丟棄該數據包. 專用路由器價格昂貴，復雜，緩慢并且容易成為網絡瓶頸，因為專用路由器必須分析所有廣播數據包并轉發其中的一些數據包，并與其他路由器交換路由信息，并且這些過程都由CPU處理（不是專用的ASIC）.

第三層交換機不僅可以像第二層交換機一樣通過MAC地址識別和轉發數據包，還可以像傳統路由器一樣在兩個網段之間進行路由和轉發. 傳統路由器使用軟件維護路由表，而第3層交換機則通過專用ASIC芯片處理路由和轉發. 與傳統路由器相比，第3層交換機的路由速度通常要快十或幾十倍. 第3層交換機的路由連接如下圖所示.

第3層交換機的路由連接

路由器的局域網連接

每個人都知道路由器可以連接到公司LAN和廣域網（例如Internet），但是它忽略了路由器的另一種應用，即其LAN連接功能. 有關路由器的WAN連接，請參閱第3層交換機的拓撲圖和路由連接圖.

路由器的角色取決于不同的路由器類型. 我們經常提到的路由器通常指的是邊界路由器，它們位于不同類型的網絡的邊界上，如拓撲圖和三層交換機的路由連接圖所示. 還有一個路由器，其設計目的不是用于連接不同類型的網絡，而是用于在不同的局域網或與局域網相同的不同子網之間的連接. 這是“中間節點路由器”. 其網絡結構如下圖所示. 與三層交換機的路由連接圖相比，它僅使用中間節點路由器來代替原始的三層交換機.

中間節點路由器連接“邊界路由器”位于網絡邊界的邊緣或末端，用于連接不同的網絡路由器. 這也是目前大多數路由器的類型. 例如，前面介紹的Internet訪問路由器和后面介紹的VPN路由器都是邊界路由器. 這種路由器支持廣泛的網絡協議和路由協議，具有很高的背板帶寬，并且具有很高的吞吐能力，可以滿足各種類型的網絡（包括局域網和廣域網）的互連.

“中間節點路由器”位于局域網內部，通常用于連接不同的局域網以用作數據轉發橋. 中間節點路由器更加關注MAC地址的存儲性能，并需要更大的緩存. 因為連接的網絡基本上是局域網，所以支持的網絡協議相對單一，背板帶寬也很小. 這些都是為了獲得最高的性價比并適應普通企業的隨機能力.

與三層交換機的路由功能相比，絕對比三層交換機的路由功能更強大. 但是，在諸如局域網之類的具有頻繁數據交換的網絡中，中間節點路由器用于連接到局域網. 網絡性能可能會受到影響. 通常，如果連接了許多局域網或子網，網絡交換不是很頻繁，并且路由更為復雜，則最好使用中間節點路由器連接方案. 但是，在子網連接數量少且網絡間訪問頻繁的環境中，最好使用三層交換機連接. 而且三層交換機不僅具有滿足應用需求的路由功能，而且還可以用作連接多個網絡設備的交換機.

交換機的VPN應用

現在，許多交換設備制造商已經開始提供支持VPN通信的交換器. 其中，3COM的隧道交換機VPN解決方案是最典型，最強大的. 其網絡結構如下圖所示.

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