在以太網絡中,使用了大量的數據交換機和路由器設備,它們聽起來不相同,但功能還是有些近似的。這里介紹一下交換機和路由器主要功能的區別與聯系。
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一、概念
交換機(switch):為了克服中繼器不能分隔沖突域的缺點,出現了在數據鏈路層對幀進行處理的設備,首先是“橋接器”,然后是所謂的二層交換機(Switch)。這兩種設備都在介質訪問控制(MAC,Medium Access Control)子層或邏輯數據鏈路控制(LLC,Logic Link Control)子層對幀進行接收與轉發,因而能將所連接的網段分隔在不同的沖突域中,從而達到了減少單個網段內連接站點數目的目的。
集線器(HUB):它的作用可以簡單的理解為將一些計算機終端連接起來組成一個局域網。交換機(又名交換式集線器)作用與集線器大體相同。但是兩者在性能上有區別:集線器采用的是共享帶寬的工作方式,而交換機是獨享帶寬。這樣在機器很多或數據量很大時,兩者將會有比較明顯的。
路由器(router):兩個不直接相連的計算機(OSI/RM中的端系統),要進行數據交換必須借助于網絡中繼系統(Network Relay System)才能實現。在Internet中,以IP為基礎的中繼系統稱為路由器(Router)。
而路由器與以上集合線器和交換機有明顯區別,它的作用在于連接不同的網段并且找到網絡中數據傳輸最合適的路徑,可以說一般情況下個人用戶需求不大。路由器是產生于交換機之后,就像交換機產生于集線器之后,所以交換機、路由器也有一定聯系,并不是完全獨立的兩種設備。路由器主要克服了交換機不能路由轉發數據包的不足。
在GB/T 2900.96《電工術語 計算機網絡技術》中給出了上述相關設備的定義,具體詳見下表1中,以供知曉。
表 1:集線器、交換機和路由器的定義
二、原理的區別
事實上,從表1的定義也可以看出它們的區別。從原理上來說,路由器與交換機的主要區別體現在以下幾個方面:工作層次不同、數據轉發所依據的對象不同、廣播域的處理不同、防火墻的功能不同等,具體詳見下表2的描述。
表 2:路由器與交換機的原理上的區別
相比較而言,路由器的功能較交換機要強大,但速度相對也慢,價格昂貴,第三層交換機既有交換機線速轉發報文能力,又有路由器良好的控制功能,因此得以廣泛應用。
三、作用的不同
路由器主要用于連接多個不同的計算機網絡,例如局域網和廣域網之間的連接,它能夠將數據包從一個網絡傳輸到另一個網絡。即基于IP地址,工作在網絡層。因此,路由器可以提供廣域網(WAN)接口和本地網(LAN)接口。
而交換機則主要用于連接同一計算機網絡中的多臺計算機或其它設備,它能夠在網絡內部實現數據的快速傳輸和轉發。即它基于MAC地址,工作在數據鏈路層。因此,交換機只提供本地網(LAN)接口。
需要說明的是,目前已經出現了所謂的三層交換機,但它畢竟仍是交換機,基于MAC地址的路由功能是相對較弱的。
四、網絡中地位的不同
由于上述介紹的交換機與路由器的功能區別,它們在組織網絡時,所處網絡地位是不相同的,如下圖4所示。
圖 4:交換機與路由器在網絡中的位置
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