工業(yè)路由器和交換機(jī)的介紹和對比
2022.11.23現(xiàn)在是信息時代,隨著時代的進(jìn)步,互聯(lián)網(wǎng)是人們生活不可或缺的一部分。通常由許多不同類型的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相互連接而成。如果幾個計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在物理上連接在一起,它們之間并不能進(jìn)行溝通,那么這種“互連”沒有實際意義。所以在談到“互連”時,就已經(jīng)暗示這些相互連接的計算機(jī)可以進(jìn)行溝通,也就是說,從功能和邏輯的角度來看,計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)形成了一個大型的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò),稱為“互聯(lián)網(wǎng)”。
路由器(Router)亦稱選徑器，是在網(wǎng)絡(luò)層實現(xiàn)互連的設(shè)備。它比網(wǎng)橋更加復(fù)雜，也具有更大的靈活性。路由器有更強(qiáng)的異種網(wǎng)互連能力，連接對象包括局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)。路由器有兩大典型功能，即數(shù)據(jù)通道功能和控制功能。數(shù)據(jù)通道功能包括轉(zhuǎn)發(fā)決定、背板轉(zhuǎn)發(fā)以及輸出鏈路調(diào)度等，一般由特定的硬件來完成;控制功能一般用軟件來實現(xiàn)，包括與相鄰路由器之間的信息交換、系統(tǒng)配置、系統(tǒng)管理等。
交換機(jī)(Switch)是一種基于MAC(網(wǎng)卡的硬件地址)識別，能完成封裝轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備?，F(xiàn)在的交換機(jī)分為：二層交換機(jī)，三層交換機(jī)或是更高層的交換機(jī)。三層交換機(jī)同樣可以有路由的功能，而且比低端路由器的轉(zhuǎn)發(fā)速率更快。它的主要特點是：一次路由，多次轉(zhuǎn)發(fā)。
將網(wǎng)絡(luò)互相連接起來要使用一些中間設(shè)備(或中間系統(tǒng))，稱之為中繼系統(tǒng)。根據(jù)中繼系統(tǒng)所在的層次，可以有以下五種中繼系統(tǒng)：
1.物理層(即常說的第一層、層L1)中繼系統(tǒng)，即轉(zhuǎn)發(fā)器。
2.數(shù)據(jù)鏈路層(即第二層，層L2)，即網(wǎng)橋或橋接器。
3.網(wǎng)絡(luò)層(第三層，層L3)中繼系統(tǒng)，即工業(yè)級4G路由器。
4.網(wǎng)橋和工業(yè)級4G路由器的混合物橋路器兼有網(wǎng)橋和工業(yè)級4G路由器的功能。
5.在網(wǎng)絡(luò)層以上的中繼系統(tǒng)，即網(wǎng)關(guān).
當(dāng)中繼系統(tǒng)是轉(zhuǎn)發(fā)器時，一般不稱之為網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，由于這僅僅是把一個網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)大了，而這仍然是一個網(wǎng)絡(luò)。高層網(wǎng)關(guān)由于比較復(fù)雜，目前使用得較少。因此一般討論網(wǎng)絡(luò)互連時都是指用交換機(jī)和工業(yè)級4G路由器進(jìn)行互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)。本文主要闡述交換機(jī)和工業(yè)級4G路由器及其區(qū)別。
工業(yè)級4G路由器與交換機(jī)來說，主要區(qū)別體現(xiàn)在以下幾個方面：
(1)工作層次不同
最初的的交換機(jī)是工作在OSI/RM開放體系結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)鏈路層，也就是第二層，而工業(yè)級4G路由器一開始就設(shè)計工作在OSI模型的網(wǎng)絡(luò)層。由于交換機(jī)工作在OSI的第二層(數(shù)據(jù)鏈路層)，所以它的工作原理比較簡單，而工業(yè)級4G路由器工作在OSI的第三層(網(wǎng)絡(luò)層)，可以得到更多的協(xié)議信息，工業(yè)級4G路由器可以做出更加智能的轉(zhuǎn)發(fā)決策。
(2)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)所依據(jù)的對象不同
交換機(jī)是利用物理地址或者說MAC地址來確定轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的目的地址。而工業(yè)級4G路由器則是利用不同網(wǎng)絡(luò)的ID號(即IP地址)來確定數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的地址。IP地址是在軟件中實現(xiàn)的，描述的是設(shè)備所在的網(wǎng)絡(luò)，有時這些第三層的地址也稱為協(xié)議地址或者網(wǎng)絡(luò)地址。MAC地址通常是硬件自帶的，由網(wǎng)卡生產(chǎn)商來分配的，而且已經(jīng)固化到了網(wǎng)卡中去，一般來說是不可更改的。而IP地址則通常由網(wǎng)絡(luò)管理員或系統(tǒng)自動分配。
(3)傳統(tǒng)的交換機(jī)只能分割沖突域，不能分割廣播域;而工業(yè)級4G路由器可以分割廣播域
由交換機(jī)連接的網(wǎng)段仍屬于同一個廣播域，廣播數(shù)據(jù)包會在交換機(jī)連接的所有網(wǎng)段上傳播，在某些情況下會導(dǎo)致通信擁擠和安全漏洞。連接到工業(yè)級4G路由器上的網(wǎng)段會被分配成不同的廣播域，廣播數(shù)據(jù)不會穿過工業(yè)級4G路由器。雖然第三層以上交換機(jī)具有VLAN功能，也可以分割廣播域，但是各子廣播域之間是不能通信交流的，它們之間的交流仍然需要工業(yè)級4G路由器。
(4)工業(yè)級4G路由器提供了防火墻的服務(wù)
工業(yè)級4G路由器僅僅轉(zhuǎn)發(fā)特定地址的數(shù)據(jù)包，不傳送不支持路由協(xié)議的數(shù)據(jù)包傳送和未知目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的傳送，從而可以防止廣播風(fēng)暴。
交換機(jī)一般用于LAN-WAN的連接，交換機(jī)歸于網(wǎng)橋，是數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備，有些交換機(jī)也可實現(xiàn)第三層的交換。工業(yè)級4G路由器用于WAN-WAN之間的連接，可以解決異性網(wǎng)絡(luò)之間轉(zhuǎn)發(fā)分組，作用于網(wǎng)絡(luò)層。他們只是從一條線路上接受輸入分組，然后向另一條線路轉(zhuǎn)發(fā)。這兩條線路可能分屬于不同的網(wǎng)絡(luò)，并采用不同協(xié)議。相比較而言，工業(yè)級4G路由器的功能較交換機(jī)要強(qiáng)大，但速度相對也慢，價格昂貴，第三層交換機(jī)既有交換機(jī)線速轉(zhuǎn)發(fā)報文能力，又有工業(yè)級4G路由器良好的控制功能，因此得以廣泛應(yīng)用。
