說到交換機和路由器有的則根本搞不清楚它們各自到底有什么用,，而有的則是弄不清它們之間的到底有什么區(qū)別，特別是在各媒體大肆宣揚三層交換機的“路由”功能的背景下,。其實說到這里,，我自己也不得不承認，現(xiàn)在交換機與路由器區(qū)別是越來越模糊了,，它們之間的功能也開始相互滲透,。

不僅三層交換機具有了部分原來獨屬于路由器的“路由”功能，而且現(xiàn)在寬帶和高端企業(yè)級路由器中也開始兼?zhèn)浣粨Q機的“交換”功能了,?？芍^是相互滲透，于是有人就預言,，將來交換機和路由器很可能會合二為一,，筆者也堅信這一點。

因為現(xiàn)在從技術(shù)上看,，實現(xiàn)這一目標根本沒有太大難度,，同時對用戶來說也是迫切需求的。一方面可以簡化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),，另一方面用戶不必購買兩種價格那么昂貴的設(shè)備,，何樂而不為呢?但就目前來說,，它們之間還是存在著較大區(qū)別的，當然這不僅體現(xiàn)在技術(shù)理論上,，更主要體現(xiàn)在應用上,。本文就要全面向大家解讀交換機與路由器在應用的主要區(qū)別。

一．交換機的星形集中連接

我們知道,，交換機的最基本功能和應用就是集中連接網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,，所有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(如服務(wù)器、工作站,、PC機,、筆記本電腦、路由器,、防火墻,、網(wǎng)絡(luò)打印機等)，只要交換機的端口支持相應設(shè)備的端口類型都可以直接連接在交換機的端口,，共同構(gòu)成星形網(wǎng)絡(luò),。基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示,。在星形連接中,，交換機的各端口連接設(shè)備都彼此平等，可以相互訪問(除非做了限制),，而不是像許多剛涉入網(wǎng)管行列的朋友那樣,，認為連接在交換機的服務(wù)器是最高級的。

二,、交換機的級聯(lián)與堆棧
 

拓撲圖

　　上圖所示的僅是一個最基本的星形以太網(wǎng)架構(gòu),，實際的星形企業(yè)網(wǎng)絡(luò)比這可能要復雜許多。這復性不僅表現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如何高檔,，配置如何復雜,，更重要的是表現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)交換層次比較復雜。企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的路由器和防火墻通常只需配備一個,，但交換機通常不會只是一個(除了只有20個用戶左右的小型網(wǎng)絡(luò)),。如果用戶數(shù)比較多，如上百個,，甚至上千個,，就必須依靠交換機的級聯(lián)或者堆棧擴展連接了。但級聯(lián)技術(shù)和堆棧技術(shù)也有所不同,，它們的應用范圍也不同,。

　　交換機級聯(lián)就是交換機與交換機之間通過交換端口進行擴展，這樣一方面解決了單一交換機端口數(shù)不足的問題,，另一方面也解決離機房較遠距離的客戶端和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的連接,。因為單段交換雙絞以太網(wǎng)電纜可達到了100米,，每級聯(lián)一個交換機就可擴展100米的距離。但這也不是說可以任意級聯(lián),，因為線路過長，一方面信號在線路上的衰減也較多,，另一方面,，畢竟下級交換機還是共享上級交換機的一個端口可用帶寬，層次越多,，最終的客戶端可用帶寬也就越低(盡管你可能用的是百兆交換機),，這樣對網(wǎng)絡(luò)的連接性能影響非常大，所以從實角度來看,，建議最多部署三級交換機,，那就是核心交換機-二級交換機-三級交換機。

　　這里的三級并不是說只能允許最多三臺交換機,，而是從層次上講只能三個層次,。連接在同一交換機上不同端口的交換機都屬于同一層次，所以每個層次又能允許幾個,，甚至幾十個交換機級聯(lián),。層級聯(lián)所用端口可以是專門的UpLink端口，也可以是普通的交換端口,。有些交換機配有專門的級聯(lián)(UpLink)端口,，但有些卻沒有。如果有專門的級聯(lián)端口,，則最好利用,，因為它的帶寬通常比普通交換端口寬，可進一步確保下級交換機的帶寬,。如果沒有則只能通過普通交換端口級聯(lián)了,。 通過級聯(lián)端口進行級聯(lián)的方法如下圖所示;

而通過普通端口所進行的級聯(lián)方法如下圖所示。

通過普通端口所進行的級聯(lián)

　　注意它們之間不僅所用端口不同,，所采用的電纜也不一樣:采用級聯(lián)端口進行的級聯(lián),，需采用普通直通線;而采用普通端口進行的級聯(lián)電纜為交叉電纜，就像兩臺主機對連一樣,。

　　至于交換機的堆棧,，就不是所有交換機都可以的，而是要具有堆棧模塊的,。交換機的堆棧不是通過交換端口進行的,，而是通過專門的背板堆棧模塊，采用專門的堆棧電纜進行的連接,。而且要注意的是,，因為交換機堆棧通常是放在同一位置,，連接電纜也較短，所以交換機的堆棧的目的主要是用于擴充交換端口,，而不是用于擴展距離的,。

　　同時，交換機堆棧還可提高各實際使用的交換機端口可用帶寬,，因為它是把堆棧在一起的交換機的背板帶寬聚集在一起,，這樣交換機堆棧的總背板帶就是幾臺堆棧交換機的背板帶寬之和。背板帶寬提高后,，如果交換機的每個端口都用上了,，這一優(yōu)勢就不是很明顯(也是有效果的，因為不可能每時每刻每個端口都同時通信),，但如果有交換機端口空余,，效果會更明顯，因為它可充分利用交換機的所有帶寬,。

　　堆棧連接如下圖所示,。

　堆棧連接

　　交換機的堆棧連接端口通常是又排D形插孔的，一個交換機有兩個這樣的端口,，分別標有“UP”和“DOWN”字樣(如上圖所示),，表示對應用于向上和向上堆棧連接的，不能接錯,。

　　三.三層交換機的路由連接

　　前面我們介紹到,，三層交換機也具有一定的“路由”功能，可以實現(xiàn)不同子網(wǎng)的連接,。但要注意的是,，它的路由功能相對路由器來說還是要弱許多的。三層交換機的路由功能只能用于同一類型的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),，而且通常只是局域網(wǎng)子網(wǎng)之間的互聯(lián),，并不能把局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)，或者互聯(lián)網(wǎng)連接起來,，因為三層交換機所支持的路由協(xié)議非常有限,，畢竟這不是它的主要功能。

　　我們知道,，在局域網(wǎng)上,，二層的交換機通過源MAC 地址來標識數(shù)據(jù)包的發(fā)送者，根據(jù)目的MAC 地址來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包,。對于一個目的地址不在本局域網(wǎng)上的數(shù)據(jù)包,，二層交換機不可能直接把它送到目的地，需要通過路由設(shè)備(比如傳統(tǒng)的路由器)來轉(zhuǎn)發(fā)，這時就要把交換機連接到路由設(shè)備上,。如果把交換機的缺省網(wǎng)關(guān)設(shè)置為路由設(shè)備的IP 地址,，交換機會把需要經(jīng)過路由轉(zhuǎn)發(fā)的包送到路由設(shè)備上。

　　路由設(shè)備檢查數(shù)據(jù)包的目的地址和自己的路由表,，如果在路由表中找到轉(zhuǎn)發(fā)路徑,，路由設(shè)備把該數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到其它的網(wǎng)段上，否則,，丟棄該數(shù)據(jù)包,。專用路由器昂貴、復雜,、速度慢、易成為網(wǎng)絡(luò)瓶頸,，因為它要分析所有的廣播包并轉(zhuǎn)發(fā)其中的一部分,，還要和其它的路由器交換路由信息，而且這些處理過程都是由CPU 來處理的(不是專用的ASIC ),。

　　第三層交換機既能像二層交換機那樣通過MAC 地址來標識轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包,，也能像傳統(tǒng)路由器那樣在兩個網(wǎng)段之間進行路由轉(zhuǎn)發(fā)。傳統(tǒng)路由器采用軟件來維護路由表,，而三層交換機是通過專用的ASIC芯片來處理路由轉(zhuǎn)發(fā)的,。與傳統(tǒng)路由器相比，第三層交換機的路由速度一般要快十倍或數(shù)十倍,。三層交換機的路由連接如下圖所示,。

　　三層交換機的路由連接

　　路由器的局域網(wǎng)連接

　　大家都知道，路由器可以連接企業(yè)局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)(如因特網(wǎng)),，但卻忽略了一路由器的另一個應用,，那就是它的局域網(wǎng)連接功能。路由器的廣域網(wǎng)連接可參見拓撲圖圖和三層交換機的路由連接圖,。

　　路由器的作用因不同的路由器類型而定,，我們常說的路由器通常是指邊界路由器，就是位于不同類型網(wǎng)絡(luò)的邊界,，如拓撲圖圖和三層交換機的路由連接圖所示,。還有一種路由器，它設(shè)計的目的就不是用于不同類型網(wǎng)絡(luò)的連接,，而是用于同為局域網(wǎng)的不同局域網(wǎng)或不同子網(wǎng)之間的連接,，這就是“中間節(jié)點路由器”。它的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖所示,。它與三層交換機的路由連接圖相比,，只是用中間節(jié)點路由器接替了原來的三層交換機。

　　中間節(jié)點路由器連接 “邊界路由器”處于網(wǎng)絡(luò)邊界的邊緣或末端，用于不同網(wǎng)絡(luò)路由器的連接,，這也是目前大多數(shù)路由器的類型,。如前面介紹的互聯(lián)網(wǎng)接入路由器和后面要介紹的VPN路由器都屬于邊界路由器。這類路由器所支持的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和路由協(xié)議比較廣,，背板帶寬非常高,，具有較高的吞吐能力，以滿足各類不同類型網(wǎng)絡(luò)(包括局域網(wǎng)和廣域網(wǎng))的互聯(lián),。

　　而“中間節(jié)點路由器”則處于局域網(wǎng)的內(nèi)部,，通常用于連接不同局域網(wǎng)，起到一個數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的橋梁作用,。中間節(jié)點路由器更注重MAC地址的記憶能,，要求較大的緩存。因為所連接的網(wǎng)絡(luò)基本上是局域網(wǎng),，所以所支持的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議比較單一,，背板帶寬也較小，這些都是為了獲得最高的性價比,，適應一般企業(yè)的隨能力,。

　　它與三層交換機的路由功能相比，在路由功能上肯定比三層交換機的強,，但在局域網(wǎng)這種數(shù)據(jù)交換頻繁的網(wǎng)絡(luò)中,，采用中間節(jié)點路由器來進行局域網(wǎng)的連接，網(wǎng)絡(luò)性能可能會受到一定影響,?？偟膩碚f，如果所連接的局域網(wǎng)或子網(wǎng)較多,、網(wǎng)絡(luò)互訪不是很頻繁,、路由較復雜的環(huán)境中，最好采用中間節(jié)點路由器連接方案,。但在少數(shù)子網(wǎng)連接,、網(wǎng)絡(luò)間互訪頻繁的環(huán)境中，最好還是采用三層交換機連接方式,。而且還可節(jié)省設(shè)備投資,，因為三層交換機不僅具有滿足應用需求的路由功能，還可當作交換機用,，連接許多網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

　　交換機的VPN應用

　　現(xiàn)在許多交換機設(shè)備廠商都開始提供支持VPN通信的交換機,，在這其中又以3COM公司的隧道交換機VPN方案最為典型，功能也最為強大,。它的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖所示,。