网络编程（三）交换机和路由器

交换机和路由器是网络中两种重要的设备，它们在功能和作用上有着明显的区别。

交换机（Switch）

定义与功能

• 交换机，又称交换式集线器，是一种用于电（光）信号转发的网络设备。
• 它的主要作用是将接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路，可以理解为将一些机器连接起来组成一个局域网。
• 交换机拥有高带宽的背部总线和内部交换矩阵，支持多个端口之间的数据传输，能够隔离广播域和冲突域（部分交换机如三层交换机能隔离广播域）。
• 交换机根据数据包中的MAC地址信息进行转发，实现数据帧直接由源地址到达目的地址的快速、准确转发。

分类

• 交换机分为二层交换机、三层交换机或更高层的交换机。其中，三层交换机同样可以有路由的功能，而且比低端路由器的转发速率更快。

应用场景

• 交换机广泛应用于局域网（LAN）中，满足大量用户接入网络的需求。

路由器（Router）

定义与功能

• 路由器是一种网络设备，用于在不同的网络之间转发数据包。
• 它基于IP地址在不同的网络之间选择最佳路径，并根据路由表将数据包从源地址转发到目标地址。
• 路由器的主要作用是实现不同网络之间的互通，通过它可以将来自一个网络的数据包转发到另一个网络，使得这两个网络可以进行通信。
• 路由器还具有网络分割、网络地址转换（NAT）、拒绝服务攻击（DDoS）防范以及虚拟专用网络（VPN）等功能。

特点

• 路由器工作在OSI体系结构中的网络层，可以得到更多的协议信息，从而做出更加智能的转发决策。
• 它能过滤和分隔网络信息流、连接网络分支，并能访问数据包中更多的信息。虽然数据转发速度相对较慢，但适用于广域网（WAN）或广域网与局域网的互连。

应用场景

• 路由器常用于网络间的互连，如企业网与互联网的连接。

交换机与路由器的区别

1. 工作层次不同：交换机工作在OSI模型的数据链路层（第二层），而路由器则工作在OSI模型的网络层（第三层）。
2. 转发依据不同：交换机利用物理地址（MAC地址）来确定转发数据的目的地址，而路由器则是利用不同网络的ID号（IP地址）来确定数据转发的地址。
3. 功能与应用场景不同：交换机主要用于局域网内部的数据转发，构建局域网；而路由器则用于网络之间的数据转发和连接，实现不同网络之间的互通。