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路由器与交换机的区别与联系

简介: 相信有很多人在学习网络的过程中,都会对路由器与交换机的区别与联系感到疑惑不解,因为这两台设备的功能看起来似乎一样。
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相信有很多人在学习网络的过程中,都会对路由器与交换机的区别与联系感到疑惑不解,因为这两台设备的功能看起来似乎一样。然而,其实路由器与交换机大有不同,下面是我对此的一些理解,希望能够帮助到你!

它们在哪里工作?

根据 OSI模型的网络体系划分,自底向上,路由器 工作在第三层(网络层),而我们常说的交换机 工作在第二层(链路层)(目前有更加高级的三层交换机,四层交换机,甚至还有七层交换机)
这里写图片描述


它们怎么工作?

它们的主要工作如下:
路由器:寻址,转发(依靠 IP 地址)
交换机:过滤,转发(依靠 MAC 地址)

我们可以看出这两者的主要工作就是转发数据,但是不同之处是,依靠的地址不同,这是一个根本区别!

路由器内有一份路由表,里面有它的寻址信息(就像是一张地图),它收到网络层的数据报后,会根据路由表和选路算法将数据报转发到下一站(可能是路由器、交换机、目的主机)

交换机内有一张MAC表,里面存放着和它相连的所有设备的MAC地址,它会根据收到的数据帧的首部信息内的目的MAC地址在自己的表中查找,如果有就转发,如果没有就放弃

我们来看一个网络拓扑图例子:
这里写图片描述

通过拓扑图我们应该知道:
每一个路由器与其之下连接的设备,其实构成一个局域网
交换机工作在路由器之下,就是也就是交换机工作在局域网内
交换机用于局域网内网的数据转发
路由器用于连接局域网和外网

举个例子:
我们每个人相当于主机,路由器相当于快递员,宿管大爷相当于交换机,学校是一个局域网
快递员根据学校地址(IP)把包裹送到学校,再根据公寓号(子网IP)把快递交给这个公寓的宿管大爷,宿管大爷根据你的名字(MAC)交给你


它们两个可不可以少一个?

交换机在局域网内工作,它根据 MAC 地址转发数据,如果没有了路由器在网络层寻址,那么我们的数据就不能发送到其他网络终端上去了

路由器内集成了交换机的功能,主机与路由器相连也可以实现数据转发,但是不足之处是:
可扩展的接口不如交换机多
交换机通常由硬件加速转发,路由器主要靠软件寻址,速度慢


实际网络数据转发过程

此处参考:微信公众号:码农翻身,作者:刘欣

通过一个实际网络数据转发的过程,我们可以更好的理解路由器与交换机的区别所在

假设你使用电脑访问www.baidu.com
过程大致如下:
这里写图片描述

你的电脑先在应用层打包一个 HTTP报文,然后在传输层在打包成 TCP报文,然后再根据 DNS 查到的 IP 在网络层打包成 IP数据报,然后在通过链路层打包成以太网数据帧,发送给你的交换机:
这里写图片描述

你的交换机收到后,重新包装数据帧,再发送给你的路由器:
这里写图片描述
你的路由器利用 NAT,将 IP 改为自己的对外的 IP,再根据路由表选择一条合适的路径:
这里写图片描述

在接下来的过程中,每个节点都只改变 MAC 地址,然后在网络中一路向着目的地发送

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