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第三层交换机和路由器的区别

 
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转自http://www.cnblogs.com/shengansong/archive/2012/05/06/2485571.html

第三层交换机和路由器的区别

近年来随着Internet/Intranet的迅猛发展和B/S计算模式的广泛应用,跨地域、跨网络的业务急剧增长,业界和用户深感传统的路由器在网络中的瓶颈效应。

    而三层交换机既可操作在网络协议的第三层,起到路由决定的作用,又具有几乎达到第二层交换的速度,且价格相对较低。

    一时间,三层交换机将取代路由器成为网络界最流行的话题。但事实果真如此吗?

    传统的路由器在网络中有路由转发、防火墙、隔离广播等作用,而在一个划分了VLAN以后的网络中,逻辑上划分的不同网段之间通信仍然要通过路由器转发。

    由于在局域网上,不同VLAN之间的通信数据量很大,这样,如果路由器要对每一个数据包都路由一次,随着网络上数据量的不断增大,它将成为瓶颈。而第三层交换技术就是将路由技术与交换技术合二为一的技术。

    在对第一个数据流进行路由后,它将会产生一个MAC地址与IP地址的映射表,当同样的数据流再次通过时,将根据此表直接从二层通过而不是再次路由,从而消除了路由器进行路由选择而造成网络的延迟,提高了数据包转发的效率。

    路由器的转发采用最长匹配的方式,实现复杂,通常使用软件来实现。而三层交换机的路由查找是针对流的,它利用CACHE技术,很容易采用ASIC实现,因此,可以大大节约成本,并实现快速转发。

    但从技术上讲,路由器和三层交换机在数据包交换操作上存在着明显区别。路由器一般由基于微处理器的引接执行数据包交换,而三层交换机通过硬件执行数据包交换。因此与三层交换机相比,路由器功能更为强大,像NAT、VPN等功能仍无法被完全替代。

    处于同一个局域网中的各子网的互联,可以用三层交换机来代替路由器,但局域网必须与公网互联以实现跨地域的网络,这时路由器就不可缺少。 一个完全构建在交换机上的网络会出现诸如碰撞、堵塞以及通信混乱等问题。使用路由器将网络划分为多个子网,通过路由所具备的功能来有效进行安全控制策略,则可以避这些问题。

    三层交换机现在还不能提供完整的路由选择协议,而路由器则具备同时处理多个协议的能力。 当连接不同协议的网络,像以太网和令牌环的组合网络,依靠三层交换机是不可能完成网间数据传输的。除此之外,路由器还具有第四层网络管理能力,这也是三层交换机所不具备的。

    所以,三层交换机并不等于路由器,也不可能完全取代路由器。

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一、三层交换机与路由器的主要区别

之所以有人搞不清三层交换机和路由器之间的区别,最根本就是三层交换机也具有“路由”功能,与传统路由器的路由功能总体上是一致的。虽然如此,三层交换机与路由器还是存在着相当大的本质区别的,下面分别予以介绍。

1. 主要功能不同

虽然三层交换机与路由器都具有路由功能,但我们不能因此而把它们等同起来,正如现在许多网络设备同时具备多种传统网络设备功能一样,就如现在有许多宽带路 由器不仅具有路由功能,还提供了交换机端口、硬件防火墙功能,但不能把它与交换机或者防火墙等同起来一样。因为这些路由器的主要功能还是路由功能,其它功 能只不过是其附加功能,其目的是使设备适用面更广、使其更加实用。这里的三层交换机也一样,它仍是交换机产品,只不过它是具备了一些基本的路由功能的交换 机,它的主要功能仍是数据交换。也就是说它同时具备了数据交换和路由由发两种功能,但其主要功能还是数据交换;而路由器仅具有路由转发这一种主要功能。

2. 主要适用的环境不一样

三层交换机的路由功能通常比较简单,因为它所面对的主要是简单的局域网连接。正因如此,三层交换机的路由功能通常比较简单,路由路径远没有路由器那么复杂。它用在局域网中的主要用途还是提供快速数据交换功能,满足局域网数据交换频繁的应用特点。

而路由器则不同,它的设计初哀就是为了满足不同类型的网络连接,虽然也适用于局域网之间的连接,但它的路由功能更多的体现在不同类型网络之间的互联上,如 局域网与广域网之间的连接、不同协议的网络之间的连接等,所以路由器主要是用于不同类型的网络之间。它最主要的功能就是路由转发,解决好各种复杂路由路径 网络的连接就是它的最终目的,所以路由器的路由功能通常非常强大,不仅适用于同种协议的局域网间,更适用于不同协议的局域网与广域网间。它的优势在于选择 最佳路由、负荷分担、链路备份及和其他网络进行路由信息的交换等等路由器所具有功能。为了与各种类型的网络连接,路由器的接口类型非常丰富,而三层交换机 则一般仅同类型的局域网接口,非常简单。

3. 性能体现不一样

从技术上讲,路由器和三层交换机在数据包交换操作上存在着明显区别。路由器一般由基于微处理器的软件路 由引擎执行数据包交换,而三层交换机通过硬件执行数据包交换。三层交换机在对第一个数据流进行路由后,它将会产生一个MAC地址与IP地址的映射表,当同 样的数据流再次通过时,将根据此表直接从二层通过而不是再次路由,从而消除了路由器进行路由选择而造成网络的延迟,提高了数据包转发的效率。同时,三层交 换机的路由查找是针对数据流的,它利用缓存技术,很容易利用ASIC技术来实现,因此,可以大大节约成本,并实现快速转发。而路由器的转发采用最长匹配的 方式,实现复杂,通常使用软件来实现,转发效率较低。

正因如此,从整体性能上比较的话,三层交换机的性能要远优于路由器,非常适用于数据交换频繁的局域网中;而路由器虽然路由功能非常强大,但它的数据包转发 效率远低于三层交换机,更适合于数据交换不是很频繁的不同类型网络的互联,如局域网与互联网的互联。如果把路由器,特别是高档路由器用于局域网中,则在相 当大程度上是一种浪费(就其强大的路由功能而言),而且还不能很好地满足局域网通信性能需求,影响子网间的正常通信。

综上所述,三层交换机与路由器之间还是存在着非常大的本质区别的。无论从哪方面来说,在局域网中进行多子网连接,最好还选用三层交换机,特别是在不同子网 数据交换频繁的环境中。一方面可以确保子网间的通信性能需求,另一方面省去了另外购买交换机的投资。当然,如果子网间的通信不是很频繁,采用路由器也无可 厚非,也可达到子网安全隔离相互通信的目的。具体要根据实际需求来定。

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