引言

    為了適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用深化帶來的挑戰(zhàn)，網(wǎng)絡(luò)在規(guī)模和速度方向都在急劇發(fā)展，局域網(wǎng)的速度已從初的10Mbit/s 提高到100Mbit/s，目前千兆以太網(wǎng)技術(shù)已得到普遍應(yīng)用。

　　在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方面也從早期的共享介質(zhì)的局域網(wǎng)發(fā)展到目前的交換式局域網(wǎng)。交換式局域網(wǎng)技術(shù)使專用的帶寬為用戶所獨(dú)享，極大的提高了局域網(wǎng)傳輸?shù)男省？梢哉f，在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成的技術(shù)中，直接面向用戶的層接口和第二層交換技術(shù)方面已得到令人滿意的答案。但是，作為網(wǎng)絡(luò)、起到網(wǎng)間互連作用的路由器技術(shù)卻沒有質(zhì)的突破。在這種情況下，一種新的路由技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，這就是第三層交換技術(shù)：說它是路由器，因?yàn)樗刹僮髟诰W(wǎng)絡(luò)協(xié)議的第三層，是一種路由理解設(shè)備并可起到路由決定的作用；說它是交換器，是因?yàn)樗乃俣葮O快，幾乎達(dá)到第二層交換的速度。三層交換機(jī)和路由器這三種技術(shù)究竟誰優(yōu)誰劣，它們各自適用在什么環(huán)境？

　　關(guān)于三層交換機(jī)和路由器，目前各個(gè)領(lǐng)域都應(yīng)用的很廣泛，包括hub（集線器），下面就對這三者的區(qū)別進(jìn)行詳細(xì)的分析。之所以有人搞不清三層交換機(jī)和路由器之間的區(qū)別，根本就是三層交換機(jī)也具有“路由”功能，與傳統(tǒng)路由器的路由功能總體上是一致的。雖然如此，三層交換機(jī)與路由器還是存在著相當(dāng)大的本質(zhì)區(qū)別的，下面分別予以介紹。

　　1.主要功能不同

　　三層交換機(jī)與路由器都具有路由功能。路由器的主要功能還是路由功能，但它的其它功能只不過是其附加功能。三層交換機(jī)仍是交換機(jī)產(chǎn)品，只不過它是具備了一些基本的路由功能的交換機(jī)，它的主要功能仍是數(shù)據(jù)交換。也就是說它同時(shí)具備了數(shù)據(jù)交換和路由由發(fā)兩種功能，但其主要功能還是數(shù)據(jù)交換；而路由器僅具有路由轉(zhuǎn)發(fā)這一種主要功能。

　　2.主要適用的環(huán)境不一樣

　　三層交換機(jī)主要連接簡單的局域網(wǎng)，而路由器連接的是比較復(fù)雜的各種類型的網(wǎng)絡(luò)。三層交換機(jī)的路由功能通常比較簡單，路由路徑遠(yuǎn)沒有路由器那么復(fù)雜。它所面對的主要是簡單的局域網(wǎng)連接。它用在局域網(wǎng)中的主要用途還是提供快速數(shù)據(jù)交換功能，滿足局域網(wǎng)數(shù)據(jù)交換頻繁的應(yīng)用特點(diǎn)。

　　而路由器則不同，它的設(shè)計(jì)是為了滿足不同類型的網(wǎng)絡(luò)連接，它的路由功能更多的體現(xiàn)在不同類型網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)上，如局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)之間的連接、不同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)之間的連接等，所以路由器主要是用于不同類型的網(wǎng)絡(luò)之間。它主要的功能就是路由轉(zhuǎn)發(fā)，解決好各種復(fù)雜路由路徑網(wǎng)絡(luò)的連接就是它的終目的，所以路由器的路由功能通常非常強(qiáng)大，不僅適用于同種協(xié)議的局域網(wǎng)間，更適用于不同協(xié)議的局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)間。它的優(yōu)勢在于選擇路由、負(fù)荷分擔(dān)、鏈路備份及和其他網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行路由信息的交換等等路由器所具有功能。為了與各種類型的網(wǎng)絡(luò)連接，路由器的接口類型非常豐富，而三層交換機(jī)則一般僅同類型的局域網(wǎng)接口，非常簡單。

　　3.性能體現(xiàn)不一樣

　　從技術(shù)上講，路由器和三層交換機(jī)在數(shù)據(jù)包交換操作上存在著明顯區(qū)別。路由器一般由基于微處理器的軟件路由引擎執(zhí)行數(shù)據(jù)包交換，而三層交換機(jī)通過硬件執(zhí)行數(shù)據(jù)包交換。三層交換機(jī)在對個(gè)數(shù)據(jù)流進(jìn)行路由后，它將會產(chǎn)生一個(gè)MAC地址與IP地址的映射表，當(dāng)同樣的數(shù)據(jù)流再次通過時(shí)，將根據(jù)此表直接從二層通過而不是再次路由，從而消除了路由器進(jìn)行路由選擇而造成網(wǎng)絡(luò)的延遲，提高了數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)的效率。同時(shí)，三層交換機(jī)的路由查找是針對數(shù)據(jù)流的，它利用緩存技術(shù)，很容易利用ASIC技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，因此，可以大大節(jié)約成本，并實(shí)現(xiàn)快速轉(zhuǎn)發(fā)。而路由器的轉(zhuǎn)發(fā)采用長匹配的方式，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，通常使用軟件來實(shí)現(xiàn)，轉(zhuǎn)發(fā)效率較低。

　　正因如此，從整體性能上比較的話，三層交換機(jī)的性能要遠(yuǎn)優(yōu)于路由器，非常適用于數(shù)據(jù)交換頻繁的局域網(wǎng)中；而路由器雖然路由功能非常強(qiáng)大，但它的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)效率遠(yuǎn)低于三層交換機(jī)，更適合于數(shù)據(jù)交換不是很頻繁的不同類型網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)，如局域網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)。如果把路由器，特別是路由器用于局域網(wǎng)中，則在相當(dāng)大程度上是一種浪費(fèi)（就其強(qiáng)大的路由功能而言），而且還不能很好地滿足局域網(wǎng)通信性能

　　4.hub與交換機(jī)的區(qū)別

　　首先，讓我們先簡單地了解交換機(jī)和集線器間的區(qū)別。集線器采用的是共享帶寬的工作方式，簡單打個(gè)比如，集線器就好比一條單行道，“10M”的帶寬分多個(gè)端口使用，當(dāng)一個(gè)端口占用了大部分帶寬后，另外的端口就會顯得很慢。相反，交換機(jī)是一個(gè)獨(dú)享的通道，它能確保每個(gè)端口使用的帶寬，如百兆的交換機(jī)，它能確保每個(gè)端口都有百兆的帶寬。

　　正因?yàn)榻粨Q機(jī)比集線器有著明顯的優(yōu)勢，目前的集線器幾乎可說絕跡市場。更重要的因素是交換機(jī)的價(jià)格不斷下滑，在性價(jià)比的促使下，集線器沒辦法不退出“江湖”。

　　1.集線器（hub）是中繼器的一種形式。它工作在物理層，與中繼器一樣，常用于兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間物理信號的雙向轉(zhuǎn)發(fā)。完成信號的復(fù)制，調(diào)整和放大功能。不同的是hub能提供多端口服務(wù)。在數(shù)據(jù)的傳輸過程中。因?yàn)樽枞訒r(shí)等原因。將會出現(xiàn)短幀，碎片等。從ISO物理體系上看出，hub屬于物理層的設(shè)備。物理層提供基本的機(jī)制，該機(jī)制對二進(jìn)制數(shù)據(jù)（位）進(jìn)行編碼（發(fā)送到物理介質(zhì)）和解碼（從物理介質(zhì)接收），物理層也定義與介質(zhì)的物理連接機(jī)制，但不是介質(zhì)本身。所以hub只對數(shù)據(jù)進(jìn)行單一的同步，放大，整形作用，而對數(shù)據(jù)過程中的短幀，碎片無法進(jìn)行處理。

　　2.交換機(jī)（SWITCH）類似于hub，能連接兩個(gè)局域網(wǎng)段?，F(xiàn)在，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備市場對交換機(jī)有很多不同的命名，很大程度上是各品牌間對交換機(jī)不同的命名，筆者大致把交換機(jī)簡單分為幾類：普通交換機(jī)、網(wǎng)管交換機(jī)、三層交換機(jī)和模塊化交換機(jī)。它工作在數(shù)據(jù)鏈路層，能起到過濾幀的作用。SWITCH檢測幀的源地址及目的地址。如果在同一網(wǎng)絡(luò)段則不轉(zhuǎn)發(fā)。如果不在同一網(wǎng)段，就把幀轉(zhuǎn)發(fā)到另一網(wǎng)段。

　　SWITCH工作在數(shù)據(jù)鏈路層。該層提供了一個(gè)由信息位組成的幀（Frame），幀由一個(gè)包含起始標(biāo)志的報(bào)頭或報(bào)頭位，尋址信息和（對于LAN）一個(gè)32位的循環(huán)冗余碼（CRC）組成。CRC的作用是在信息位穿過物理介質(zhì)時(shí)保證幀的完整性。數(shù)據(jù)鏈路層還提供鏈路的管理。對于以太網(wǎng)，在通道空閑時(shí)傳送幀，在檢測到?jīng)_突時(shí)停止。在令牌環(huán)網(wǎng)中。當(dāng)接收到一個(gè)自由的令牌時(shí)進(jìn)行幀的傳送。所以交換機(jī)不但可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行同步，放大，整形，還能有效的過濾短幀、碎片。集線器采用的式共享帶寬的工作方式，而交換機(jī)是獨(dú)享帶寬。