圖解交換機路由器的組網與區別

2019-11-05 00:13:52

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供稿：網友

　　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別，非凡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，現在交換機與路由器區別是越來越模糊了，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，而且現在寬帶和高端企業級路由器中也開始兼備交換機的“交換”功能了。可謂是相互滲透，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。

　　因為現在從技術上看，實現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。一方面可以簡化網絡結構，另一方面用戶不必購買兩種價格那么昂貴的設備，何樂而不為呢?但就目前來說，它們之間還是存在著較大區別的，當然這不僅體現在技術理論上，更主要體現在應用上。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絡設備，所有的網絡設備(如服務器、工作站、PC機、筆記本電腦、路由器、防火墻、網絡打印機等)，只要交換機的端口支持相應設備的端口類型都可以直接連接在交換機的端口，共同構成星形網絡。基本網絡結構如圖1所示。在星形連接中，交換機的各端口連接設備都彼此平等，可以相互訪問(除非做了限制)，而不是像許多剛涉入網管行列的朋友那樣，認為連接在交換機的服務器是最高級的。

　　二、交換機的級聯與堆棧

　　拓撲圖

　　上圖所示的僅是一個最基本的星形以太網架構，實際的星形企業網絡比這可能要復雜許多。這復雜性不僅表現在網絡設備如何高檔，配置如何復雜，更重要的是表現在網絡交換層次比較復雜。企業網絡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絡)。假如用戶數比較多，如上百個，甚至上千個，就必須依靠交換機的級聯或者堆棧擴展連接了。但級聯技術和堆棧技術也有所不同，它們的應用范圍也不同。

　　交換機級聯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絡設備的連接。因為單段交換雙絞以太網電纜可達到了100米，每級聯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，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，究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)，這樣對網絡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答應最多三臺交換機，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，所以每個層次又能答應幾個，甚至幾十個交換機級聯。層級聯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(UpLink)端口，但有些卻沒有。假如有專門的級聯端口，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。假如沒有則只能通過普通交換端口級聯了。

　　通過級聯端口進行級聯的方法如下圖所示;

　　通過級聯端口進行級聯

　　而通過普通端口所進行的級聯方法如下圖所示。

　　通過普通端口所進行的級聯

　　注重它們之間不僅所用端口不同，所采用的電纜也不一樣:采用級聯端口進行的級聯，需采用普通直通線;而采用普通端口進行的級聯電纜為交叉電纜，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。而且要注重的是，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，假如交換機的每個端口都用上了，這一優勢就不是很明顯(也是有效果的，因為不可能每時每刻每個端口都同時通信)，但假如有交換機端口空余，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，可以實現不同子網的連接。但要注重的是，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絡互聯，而且通常只是局域網子網之間的互聯，并不能把局域網與廣域網，或者互聯網連接起來，因為三層交換機所支持的路由協議非常有限，究竟這不是它的主要功能。

　　我們知道，在局域網上，二層的交換機通過源MAC 地址來標識數據包的發送者，根據目的MAC 地址來轉發數據包。對于一個目的地址不在本局域網上的數據包，二層交換機不可能直接把它送到目的地，需要通過路由設備(比如傳統的路由器)來轉發，這時就要把交換機連接到路由設備上。假如把交換機的缺省網關設置為路由設備的ip 地址，交換機會把需要經過路由轉發的包送到路由設備上。

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