交换机与路由器的对比，秒懂！！

Posted 2021-06-07 ‘朱砂痣’、

交换机是什么？

交换机与路由器有什么区别？

我们先看看交换机

以写信为例：

交换机相当于邮寄员，根据数据包中的目标Mac地址，找到它对应的物理端口，一台交换机有很多端口，他们都有自己的编号，计算机的网卡通过网线连接到交换机的的网口上，这个端口就是确定的物理位置，我们只要知道某个网卡的目标地址在哪个端口上，我们就能把数据包正确的发给他，所以在交换机中，有一张与端口号与Mac地址的关系映射表，叫Mac地址表，交换机维护这张Mac地址表，想要与某个Mac地址通信时，直接在Mac地址表中查询，这个Mac地址在哪个端口上，绕后从对应的端口发送出去就行了

以图为例：

每个数据包都会有两个Mac地址，源Mac和目标Mac，交换机收到一包数据之后，首先将源Mac与接收端口绑定，然后交换机要根据目标Mac进行查找， 从哪个端口把数据包发送出去

有两种情况：

• Mac地址表中查到了关联的端口 ，直接从关联端口发出
• 没有查到关联端口，则向除了接收端口之外的所有端口群发，称为泛洪

如果这个Mac地址在这个网络中，那么一定会受到群发的数据包 ，如此运行一段时间之后，通过交换机的Mac地址表，就可以找到网络中的所有网卡设备，这里可以看出交换机只关心Mac地址，而不关心IP地址，交换机在tcp/ip协议中处于第二层数据链路层，所以也被称为二层设备

如图：

下面我们来看看路由器

路由器有两种接口

• LAN口：多个，用来接家庭网络设备
• WLAN口：1个，用来接入运营商

1. 忽略WLAN口，路由器就相当于交换机
2. 加入WLAN口的话，就相当于加了网关

在这里的话，先了解一下网关的概念

首先是子网划分

我们将IP地址也子网掩码按位相与，与的意思就是1与几就是几，0与几就是0，我们常用的子网掩码255.255.255.0，前三个字节也就是前24位全为1，后8位全为0，所以按位与的结果是一定是这个IP地址的前三个字节不变而最后一个字节是0 

例：192.168.1.10 &255.255.255.0=192.168.1.0

我们把IP地址与子网掩码按位与之后相同的ip认为在同一子网中

我们通常用1的数量表示子网掩码

比如192.168.1.0/24表示这个网络中有255个IP地址

如果想扩大ip数量，只需要子网掩码 调小

在tcp/ip协议中有个规定：

不同子网之间是不能直接通信的

要通信的话要通过网关来进行转发

网关上有两张网卡，分别配置了两个子网的ip地址，可以在两个网络之间转发数据包，这样我们就拥有了一个连接了两个子网的网络

再举个例子：

子网1中的计算机a发送数据包时，首先计算机a会根据目标ip 判断是否跟自己时同一子网

• 如果是同一子网，则直接从网卡发出
• 如不是同一子网，则需要将数据包的目标Mac地址改为网关Mac地址发送给网关，网关拿到这一包数据后，再通过路由表查询到这一包数据属于子网2，网关修改目标Mac地址为计算机b的Mac地址，修改源Mac为自己Mac，然后从子网2的网卡发出。

以上多次出现根据目标ip判断数据包应该如何发送的行为，我们称为路由

路由器有一个WAN口接入互联网，多个LAN口接入本地网络，他们分别属于不同的子网，所以从内网访问互联网就是跨网络行为，这时候就需要路由器担任网关的角色，他的行为就叫路由

但这里可能就有个疑惑：两个家庭中的ip都是192.168.1.10的情况，如果按照上面所说的情况发送到互联网上，那么互联网上就会出现无数个相同的ip地址，这个问题下次再说吧