路由器与交换机：区别与比较

路由器连接不同的网络并管理它们之间的流量，而交换机连接同一网络内的设备，将数据定向到特定设备。路由器在网络层运行，处理IP地址，而交换机在数据链路层运行，使用MAC地址进行通信。

关键精华

1. 路由器是促进网络间通信的网络设备，它使用 IP 地址确定数据包从源到目的地的最佳路径。
2. 交换机是连接单个网络内设备的网络设备，根据 MA​​C 地址转发数据包，从而在局域网 (LAN) 内实现更高效、更有针对性的通信。
3. 路由器和交换机之间的主要区别在于它们在网络中的功能和使用，路由器连接不同的网络并使用 IP 地址。 相比之下，交换机专注于使用 MAC 地址连接单个网络中的设备。

路由器与交换机

当中的差异： 路由器 而Switch就是Router可以让电脑或者系统同时连接多个网络，而Switch可以同时连接各种设备。

但是，以上并不是唯一的区别。 对特定参数的两个术语进行比较可以揭示细微的方面：

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对比表

专栏	路由器	Switch 开关
功能	连接不同的网络（例如 LAN、WAN、Internet）	连接单个网络内的设备
数据传输	数据包（IP 地址）	帧（MAC 地址）
OSI模型层	网络（第 3 层）	数据链路（第 2 层）
路由决策	基于IP地址和路由表	基于MAC地址和MAC地址表
典型用例	将家庭、企业和组织连接到互联网	连接本地网络内的计算机、打印机和其他设备
端口数	很少（4-8）	许多 (8-48)
切换速度	更低（100 Mbps – 1 Gbps）	更高（1 Gbps – 100 Gbps）
广播域	每个端口都是一个单独的广播域（除非配置了 VLAN）	每台交换机一个广播域（除非配置了 VLAN）
安全特性	防火墙、NAT、ACL	有限的安全功能
价格	更贵	不会那么贵
复杂	配置比较复杂	配置更容易

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什么是路由器？

路由器是一种运行在 OSI 模型的网络层（第 3 层）的网络设备，促进不同网络之间的通信。它在将数据包从一个网络引导到另一个网络、根据目标 IP 地址做出决策方面发挥着至关重要的作用。以下是详细的细分：

路由功能

路由器使用路由表来确定数据包到达目的地的最佳路径。它们分析每个数据包的目标 IP 地址并做出将数据转发到适当的下一跳的决策。这使得不同网络（例如局域网（LAN）或广域网（WAN））能够互连。

网络地址转换（NAT）

路由器使用网络地址转换 (NAT) 将本地网络内的专用 IP 地址映射到单个公共 IP 地址。这允许专用网络中的多个设备共享单个公共 IP 地址，从而增强安全性并节省公共 IP 地址空间。

协议支持

路由器支持各种网络协议，包括互联网协议 (IP)，并且可以处理动态路由协议，例如 OSPF（开放最短路径优先）或 BGP（边界网关协议）。它们在维持跨互联网复杂结构的高效通信方面发挥着关键作用。

安全特性

路由器通过实施防火墙、访问控制列表 (ACL) 和虚拟专用网络 (VPN) 支持等功能来促进网络安全。这些功能有助于保护网络免受未经授权的访问并确保安全的数据传输。

接口

路由器有多个接口可以连接到不同类型的网络。这些接口可以包括用于有线连接的以太网端口和用于连接 Wi-Fi 网络的无线接口。

 

什么是开关？

交换机是一种在 OSI 模型的数据链路层（第 2 层）运行的网络设备。其主要功能是连接同一局域网 (LAN) 内的多个设备并有效管理它们之间的数据流。

功能与操作

1. MAC地址学习：
   • 交换机使用 MAC 地址将数据转发到网络中的适当设备。
   • 收到帧后，交换机会学习源 MAC 地址并将其与帧到达的端口相关联。
2. 转发表：
   • 交换机维护一个转发表，将 MAC 地址映射到相应的交换机端口。
   • 该表使交换机能够根据目标 MAC 地址做出转发决策。
3. 广播和冲突域：
   • 交换机为每个端口创建单独的冲突域，从而减少冲突并提高网络效率。
   • 广播域也被分段，限制广播流量到同一区域内的设备 VLAN （虚拟局域网）。
4. 帧过滤：
   • 交换机根据 MA​​C 地址过滤帧，仅将其传送给预期的接收者。
   • 这减少了不必要的流量并增强了整体网络性能。
5. VLAN 支持：
   • 交换机支持虚拟 LAN (VLAN)，允许网络分段和设备逻辑分组。
   • VLAN 增强了网络设计的安全性、可管理性和灵活性。
6. 全双工通信：
   • 交换机支持全双工通信，可在端口上同时传输和接收数据。
   • 这与共享环境（例如集线器或半双工配置）形成鲜明对比，在共享环境中，设备争用相同的通信介质。
7. 托管交换机与非托管交换机：
   • 托管交换机提供 VLAN 配置、服务质量 (QoS) 和远程管理等高级功能。
   • 非托管交换机使用默认设置运行，并且更简单，用于基本家庭或小型办公室设置。

用例

• 企业网络：
  • 交换机是企业网络的基本组件，为大量设备提供高效、安全的连接。
• 数据中心：
  • 在数据中心，交换机促进服务器和其他网络设备之间的高速通信。
• 家庭网络：
  • 基本交换机在家庭网络中用于互连计算机、打印机和智能设备等设备。
• 工业网络：
  • 工业交换机旨在承受恶劣的环境，用于工业自动化和控制系统。

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路由器和交换机之间的主要区别

• 功能：
  • 路由器： 连接不同的网络，管理它们之间的流量，并在网络层（第 3 层）运行。
  • 开关： 连接同一网络内的设备，将数据定向到特定设备，并在数据链路层（第 2 层）运行。
• 寻址：
  • 路由器： 使用 IP 地址做出转发决策。
  • 开关： 使用 MAC 地址在本地网络内转发数据。
• 交通管理：
  • 路由器： 管理不同网络之间的流量、实施策略并根据 IP 地址执行路由。
  • 开关： 管理网络内的流量，为每个端口创建单独的冲突域，并根据 MA​​C 地址转发帧。
• 操作层：
  • 路由器： 在网络层（第 3 层）运行。
  • 开关： 在数据链路层（第 2 层）运行。
• 广播域：
  • 路由器： 充当广播域的边界，限制广播流量。
  • 开关： 对同一 VLAN 内的广播域进行分段。
• 设备连接：
  • 路由器： 连接到多个网络，并可以连接到交换机或其他设备。
  • 开关： 连接同一本地网络内的设备。
• 路由与交换：
  • 路由器： 根据 IP 地址做出路由决策，确定不同网络之间数据的最佳路径。
  • 开关： 根据 MA​​C 地址做出交换决策，在同一网络内引导数据。
• 典型用例：
  • 路由器： 常用于 WAN（广域网）并连接具有不同 IP 子网的网络。
  • 开关： 在 LAN（局域网）中必不可少，用于连接同一网络内的设备。
• 灵活性：
  • 路由器： 为网络设计提供更大的灵活性并支持多种协议。
  • 开关： 在本地网络内提供高效、高速的连接，但与路由器相比，协议灵活性较低。
• 托管与非托管：
  • 路由器： 几乎总是具有配置选项的托管设备。
  • 开关： 可以是托管的，也可以是非托管的，托管交换机提供 VLAN 配置和 QoS 等高级功能。
• 示例场景：
  • 路由器： 将家庭网络连接到互联网，处理家庭设备与互联网服务器之间的通信。
  • 开关： 连接办公网络内的计算机、打印机和其他设备，促进同一本地网络内的通信。

参考资料

1. https://kilthub.cmu.edu/ndownloader/files/12074552
2. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/1268581/

最后更新：11 年 2024 月 XNUMX 日