计算机网络“互连”与“互联网、互连网”

计算机网络通常由许多不同类型的网络互连。如果几个计算机网络仅在物理上连接在一起，并且彼此之间无法通信，则这种“互连”没有实际意义。因此，在谈论“互连”时，已经暗示这些互连的计算机可以通信，也就是说，在功能和逻辑上，这些计算机网络已经形成了一个大型计算机网络，或者称为Internet，并且它也可以被称为Internet或Internet的简称。

中间设备（或中间系统）用于将网络相互连接。 ISO术语称为中继系统。根据中继系统的级别，可以有以下五种类型的中继系统：

当中继系统是转发器时，通常不将其称为网络互连，因为这只是网络的扩展，并且仍然是网络。目前，高级网关由于其复杂性而较少使用。因此，在讨论网络互连时，它是指由交换机和路由器互连的网络。本文重点介绍交换机和路由器及其区别。

一、交换机和路由器

“交换”是当今网络中频率最高的单词。从桥接到路由到ATM到电话系统，它可以应用于任何场合，尚不清楚什么是真正的交换。实际上，术语“交换”首先出现在电话系统中，特别是指两个不同电话之间的语音信号交换。完成此任务的设备是电话交换机。因此，从最初的意图出发，切换只是一个技术概念，即完成从设备入口到出口的信号转发。因此，只要是符合定义的设备，所有设备都可以称为交换设备。

可以看出，“切换”是一个具有广泛含义的术语。当用于描述数据网络的第二层时，它实际上指的是桥接设备。当用于描述数据网络的第二层时，当使用第3层设备时，它也指路由设备。

我们经常谈论的以太网交换机实际上是基于网桥技术的多端口第2层网络设备。它为将数据帧从一个端口转发到另一个任意端口提供了低延迟和低开销。路径。

可以看出，交换机的核心应该有一个交换矩阵，以提供任何两个端口之间的通信路径或快速交换总线，从而使任何端口接收到的数据帧都从另一个端口发送出去。端口。

在实际设备中，开关矩阵的功能通常由专用芯片（ASIC）完成。另，并减少广播风暴对网络的影响。路由器的每个接口都连接到一个子网，并且广播消息无法通过路由器广播。连接到路由器不同接口的子网属于不同的子网，并且子网范围在物理上由路由器划分。对于交换机，每个端口对应一个网段。由于子网由几个网段组成，因此可以通过交换机端口的组合在逻辑上划分子网。广播消息只能在子网中广播，而不能传播到其他子网。通过合理划分逻辑子网，可以实现控制广播的目的。由于逻辑子网是由交换机端口任意组合的，并且没有物理相关性，因此它们被称为虚拟子网或虚拟网络。虚拟网络技术解决了广播消息的隔离问题，无需使用路由器，虚拟网络中的网段与物理位置无关，即相邻的网段可以属于不同的虚拟网，而两个网段之间的距离较远。可能属于不同的虚拟网络。网络和相距很远的两个网段可能属于同一虚拟网络。不同虚拟网络中的终端无法相互通信，从而增强了对网络中数据的访问控制。

交换机和路由器是性能和功能之间的矛盾。开关的开关速度快，但控制功能却很弱。路由器具有强大的控制性能，但消息转发速度较慢。

解决这一矛盾的技术是三层交换，它具有交换器以线速转发消息的能力和良好的路由器控制功能。

三、第3层交换机和路由器之间的区别

在第3层交换技术出现之前，几乎没有必要区分路由功能设备和路由器。它们是完全一样的：提供路由功能在路由器中起作用。但是，第3层交换机现在完全能够执行路由器的传统“大多数”功能。

1、作为网络互连设备，第三层交换机具有以下特征：

2、与传统路由器相比，第三层交换机具有以下优势：

3、第3层交换机和路由器之间的主要区别

我不知道第3层交换机和路由器之间的区别。最根本的原因是第3层交换机还具有“路由”功能，该功能通常与传统路由器的路由功能一致。即便如此，第3层交换机和路由器之间仍然存在相当大的本质区别：

1）不同的主要功能

尽管第3层交换机和路由器具有路由功能，但我们不能将其等同。就像许多网络设备同时具有多种传统网络设备功能一样，就像现在许多宽带路由器不仅具有路由功能一样，它还提供交换机端口和硬件防火墙功能，但不能等同于交换机或防火墙。因为这些路由器的主要功能仍然是路由功能，所以其他功能只是附加功能。目的是使设备更加适用和实用。对于此处的第3层交换机也是如此。它仍然是交换机产品，但是它是具有一些基本路由功能的交换机，其主要功能仍然是数据交换。也就是说，它既具有数据交换和路由功能，但其主要功能仍然是数据交换。而路由器仅具有路由和转发的主要功能。

2）主要适用于不同的环境

三层交换机的路由功能通常相对简单，因为它面临着简单的LAN连接。因此，三层交换机的路由功能通常相对简单，并且路由路径远没有路由器复杂。它在局域网中的主要目的是提供快速的数据交换功能，以满足局域网中频繁数据交换的应用特点。路由器是不同的。它旨在满足不同类型的网络连接。尽管它也适用于LAN之间的连接，但其路由功能更多地体现在不同类型的网络（如LAN）之间的互连中。与广域网的连接，不同协议的网络之间的连接等，因此路由器主要用于不同类型的网络之间。它的主要功能是路由和转发。解决各种复杂路由路径的连接是其最终目标。因此，路由器的路由功能通常非常强大。它不仅适用于具有相同协议的LAN，而且还适用于不同的协议。在局域网和广域网之间。它的优势在于路由器的功能，例如选择最佳路由，负载共享，链路备份以及与其他网络交换路由信息。

3）性能不同

从技术上讲，路由器和第3层交换机之间在分组交换操作方面存在明显的差异。路由器通常由基于微处理器的软件路由引擎实现，以执行数据包交换，而第3层交换机则通过硬件执行数据包交换。第3层交换机路由第一个数据流后，它将生成MAC地址和IP地址映射表。当同一数据流再次通过时，它将根据此表直接通过第2层，而不是再次进行路由。 ，从而消除了由路由器的路由选择引起的网络延迟，提高了数据包转发的效率。

同时，三层交换机的路由查找用于数据流。它使用缓存技术，并且易于使用ASIC技术实现，从而可以大大节省成本并实现快速转发。路由器的转发采用最长的匹配方法，实现起来比较复杂，通常是用软件实现，转发效率低。因此，从整体性能来看，三层交换机的性能要比路由器好得多，非常适合数据交换频繁的局域网。尽管该路由器具有非常强大的路由功能，但其数据包转发效率却远低于该路由器。三层交换机更适合于数据交换不太频繁的不同类型网络的互连，例如网络之间的互连。局域网和Internet。如果在局域网中使用路由器，尤其是高端路由器，就相当浪费（就其强大的路由功能而言），并且不能很好地满足局域网的通信性能要求，从而影响子网。正常沟通。

总而言之，第3层交换机和路由器之间仍然存在很大的本质差异。无论从哪个方面来看，对于局域网中的多子网连接，最好使用三层交换机，尤其是在不同子网之间的数据交换频繁的环境中。一方面，它可以确保子网之间的通信性能要求，另一方面，可以节省购买另一台路由器的投资。当然，如网之间的通信不是很频繁，则使用路由器没有任何问题，并且也可以实现子网之间相互通信的安全隔离的目的。详细信息应根据实际需要确定。

四、三层交换机的过去和现在

三层交换机的最重要目的是加快大型LAN内的数据交换。它具有的路由功能也用于此目的。它可以路由一次并转发多次。数据包转发等常规过程由硬件高速实现，而路由信息更新，路由表维护，路由计算和路由确定等功能则由软件实现。

为了安全和管理上的方便，主要是为了减少广播风暴的危害。根据功能或地区等因素，必须将大型LAN转换为小型LAN。这使得VLAN技术在网络中得到了广泛的应用。随着网络间访问的不断增加，不同VLAN之间的通信必须通过路由器来完成转发。简单地使用路由器来实现网络访问不仅是由于端口数量有限，而且路由速度很慢。这限制了网络的大小和访问速度。基于这种情况，三层交换机的应用诞生了。三层交换机是专为IP设计的，接口类型比较简单；它具有强大的两层数据包处理能力，非常适合大型局域网中的数据路由和交换。它可以在协议的第三层中代替或部分完成传统的工作。路由器的功能，同时，几乎具有第二层交换的速度，而且价格相对便宜。

三层交换机出现的最重要目的是加快大型LAN内的数据交换。大多数路由功能都是为此目的而开发的，因此其路由功能不如同等级的路由器强大。毕竟，在安全性，协议支持等方面仍然存在许多缺陷，它们无法完全替代路由器的工作。

实际中的典型用法是：使用三层交换机而不是路由，将同一LAN中的各个子网互连以及LAN中的VLAN之间的路由。但是，仅使用路由器来实现局域网和公共网络互连之间的跨区域网络访问。

在表面上，第三层交换机是第二层交换机和路由器的组合。但是，这种组合不是简单的物理组合，而是基于各自优点的逻辑组合。它的重要性能是，当某个信息源的第一个数据流在第三层交换时，其中的路由系统将生成一个MAC地址和IP地址映射表，并存储该表，当同一信息源时随后的数据流再次进入交换环境，则交换机将根据第一次生成并保存的地址映射表直接从第二层的源地址到目的地址进行传输，而无需第三路由系统的处理，从而消除了路由选择网络延迟。

五、结论

总而言之，交换机通常用于lan-wan连接。交换机属于网桥，是数据链路层的设备。一些交换机还可以实现第3层交换。路由器用于wan和wan之间的连接，可以解决异构网络之间转发数据包的问题，??并在网络层上起作用。他们只接受来自一条线路的传入数据包，然后将它们转发到另一条线路。两条线路可能属于不同的网络，并且使用不同的协议。相比之下，路由器比交换机具有更强大的功能，但它们相对较慢且昂贵。三层交换机具有以交换机的线速转发数据包的能力以及路由器的良好控制功能，因此得到了广泛的应用。

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