路由器和交换的本质区别解析

Posted 2022-09-24 zqixiao_09

       面试中经常遇到此类问题，首先我们遇到此类问题必须明白题目所要考察我们的目的是什么：

1：考察点：这类问题主要考察面试者对路由器和交换机的基本概念和工作原理的掌握程度，面试官主要是想了解面试者基础知识是否牢固。

2：问题所涉及到的知识点有：交换机的转发原理、路由器的转发原理、以及交换和路由的区别。

3：解答思路：

　　首先需要我们清楚的基本概念：

一、交换机和路由器的基本概念

a -- 交换机(英文：Switch，意为“开关”)

       交换机是一种用于电信号转发的网络设备。它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。最常见的交换机是以太网交换机。其他常见的还有电话语音交换机、光纤交换机等。

b -- 路由器(Router)

       路由器是连接因特网中各局域网、广域网的设备，它会根据信道的情况自动选择和设定路由，以最佳路径，按前后顺序发送信号的设备。路由器是互联网络的枢纽、"交通警察"。目前路由器已经广泛应用于各行各业，各种不同档次的产品已成为实现各种骨干网内部连接、骨干网间互联和骨干网与互联网互联互通业务的主力军。

二、两者的区别

1、工作层次不同

a -- 交换机工作在第二层，数据链路层;

b -- 路由器工作在第三层，网络层；

      最初的的交换机是工作在OSI／RM开放体系结构的数据链路层，也就是第二层，而路由器一开始就设计工作在OSI模型的网络层。由于交换机工作在OSI的第二层（数据链路层），所以它的工作原理比较简单，而路由器工作在OSI的第三层（网络层），可以得到更多的协议信息，路由器可以做出更加智能的转发决策。

2、回路

     根据交换机地址学习和站表建立算法，交换机之间不允许存在回路。一旦存在回路，必须启动生成树算法，阻塞掉产生回路的端口。而路由器的路由协议没有这个问题，路由器之间可以有多条通路来平衡负载，提高可靠性。

3、子网划分

a -- 交换机只能识别MAC地址

       MAC地址是物理地址，而且采用平坦的地址结构，因此不能根据MAC地址来划分子网。

       在数据链路层只能识别物理地址，因此当交换机的某个端口收到一个数据帧时，交换机会读取数据帧中相应的目标地址的MAC地址，然后在自己的MAC地址表中查找是否有目标MAC地址的端口信息，如果有，则把数据帧转发到相应的端口;如果没有，则向除源端口外的所有端口进行转发。

b -- 路由器识别IP地址

       IP地址由网络管理员分配，是逻辑地址且IP地址具有层次结构，被划分成网络号和主机号，可以非常方便地用于划分子网，路由器的主要功能就是用于连接不同的网络。

       当路由器的某个接口收到一个包时，路由器会读取包中相应目标的逻辑地址的网络部分，然后在路由表中进行查找。如果在路由表中找到了目标地址的路由条目，则把包转发到路由器的相应接口;如果在路由表中没有找到目标地址的路由条目，那么，如果路由器配置了默认路由，就根据默认路由的配置转发到路由器的相应接口;如果路由器中没有配置默认路由，则将该包丢弃，并返回不可达信息。

4、负载集中

      交换机之间只能有一条通路，使得信息集中在一条通信链路上，不能进行动态分配，以平衡负载。

      路由器的路由协议算法可以避免这一点，ＯＳＰＦ路由协议算法不但能产生多条路由，而且能为不同的网络应用选择各自不同的最佳路由。 

5、广播控制

a -- 交换机只能分割冲突域，不能分割广播域

      交换机只能缩小冲突域，而不能缩小广播域。整个交换式网络就是一个大的广播域，广播报文散到整个交换式网络。

b -- 路由器可以分割广播域

      路由器可以隔离广播域，广播报文不能通过路由器继续进行广播。 

6、介质相关

      交换机作为桥接设备也能完成不同链路层和物理层之间的转换，但这种转换过程比较复杂，不适合ASIC实现，势必降低交换机的转发速度。因此目前交换机主要完成相同或相似物理介质和链路协议的网络互连，而不会用来在物理介质和链路层协议相差甚元的网络之间进行互连。

      而路由器则不同，它主要用于不同网络之间互连，因此能连接不同物理介质、链路层协议和网络层协议的网络。路由器在功能上虽然占据了优势，但价格昂贵，报文转发速度低。

7、保密问题

      虽说交换机也可以根据帧的源MAC地址、目的MAC地址和其他帧中内容对帧实施过滤，但路由器根据报文的源IP地址、目的IP地址、TCP端口地址等内容对报文实施过滤，更加直观方便。 

三、非专业解答

     以上讲述的稍显复杂，对于非计算机行业人员来说理解起来不是很容易。最后我从不专业的角度简单说一下家用交换机和路由器的区别。

     家用交换机主要起到线路连通的功用，比如你家里有三台电脑，希望组建一个局域网，那么每台电脑拉出一根网线到交换机上，那么这三台电脑就组成了一个网，可以相互连通和共享文件。

    路由器呢，它也可以当普通交换机使用，具备交换机的线路连通的功能。但是路由器还有个功能交换机没有，那就是拨号上网功能。你家里有三台电脑需要同时上网，猫就一个，怎么办，用路由器就能轻松解决，但是交换机不行。不过家用路由器一般都是4个口的，如果电脑过多，比如单位有几十台电脑，那么单靠路由是不行了，需要交换机来撑住场面，交换机一般有4口、8口、16口、24口，能接入更多的电脑。 所以，现在家用的话还是路由器比较多。

    如果上述叙述大家还是不明白路由器和交换机的区别，那么就再次举例来跟大家来说明

   例如我们家庭上网，肯定是只拉一个宽带，但是家里有3台电脑，都想通过同一个宽带上网，那么就使用路由器。再如很多大学宿舍只有一个宽带接口，但是全寝室的人都需要上网，而且是各自都拥有自己的宽带账号，又想大家上网相互之间不影响，那么这个使用就使用交换机，大家各自拨号上网，相互之间无影响。

    路由器同时具有交换机的功能，如果大家已经有路由器了，但是现在想把路由器当交换机使用怎么办呢？很简单，路由器上有wan接口，宽带线都是接在wan接口上的，当把路由器当交换机使用时，把wan接口上的宽带线拔掉，插到其他接口上去，把wan口空起来就可以了。