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路由器和交换机到底有哪些不同

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一台电脑,两块网卡,软件配置成路由模式,可以实现路由器的三层功能。

同样的一台电脑,两块网卡,软件配置成桥接模式,可以实现交换机的二层功能。

所以,决定电脑能成为路由器还是交换机,决定因素是软件,而不是硬件。

Cisco的中高端交换机,既可以配置成二层交换机,又可以配置成路由器(三层交换机),用的是相同的硬件模块。

如何简单区分桥接与路由功能?
很简单,只要看一块网卡收到的广播,能否自由流淌到另外一块网卡,就是桥接(Bridge),这是典型的二层交换机功能。

否则,广播无法自由在两块网卡之间穿梭,那就是路由器功能。

桥接功能
两块网卡,没有资格绑定任何IP地址,它们在网络上的存在对用户是透明的,用户感受不到它们的存在。

两块网卡,工作在一个广播域里。如果想在广播域里刷存在感,必须拥有一个属于广播域网段的IP地址。

但是上文说了,网卡没有资格拥有IP,那这个IP地址配置在哪里呢?

配置在软件虚拟接口SVI(SoftwareVirtual Interface)上,拥有了IP地址的电脑,就可以远程访问它了。

路由功能
两块网卡,都需要绑定IP地址,而且这两个IP地址不能相同网段,更不能相同。

用户配置时大可不必担心网段冲突,因为凡是冲突的配置,系统会拒绝。

为何要有桥接与路由的区分?

分割广播域,控制流量
上文说了,桥接无法控制广播在不同物理接口之间的穿梭,广播域(物理接口)多,连接的主机多,广播报文多,广播嘈杂,对主机的干扰程度越严重。

此外,同一个桥接下的主机,可以自由通信,桥对这些通信没有任何控制。

所谓控制,就是过滤,没有办法过滤掉某些主机与另外一些主机的通信。

而路由功能,可以将某些主机放在一个广播域,将另外一些主机放在另外的广播域。这样不同的广播域的通信必须流经路由器,路由器就可以控制是让过,还是不让过。

不同类型的物理接口,不能使用桥接,只能路由

以太网接口与其它串行接口是不可能通过桥接将它们连接起来,它们的二层封装方式不一样。一个是Ethernet封装,另外的可能是PPP/HDLC封装。

在这种情况下,交换机无用武之地,必须使用路由器,路由器最擅长替换二层封装类型!

上文说了,决定一台物理设备是路由器还是交换机,决定因素是软件,那么可否将路由器的IOS操作系统刷在交换机上,实现路由器功能。或者将交换机的IOS操作系统刷在路由器上,实现交换机功能呢?

现实的实现是不可以的!这些IOS操作系统只用于专用的硬件平台上,换了一个硬件平台就不行了。

理论上可以,只要操作系统不将自己限制在专用硬件平台上就可以了。

当软件可以完全脱离底层硬件束缚的时候,无疑灵活性是最高的。

终于有一天,这样的产品真的到来了。Cisco CSR1000V,一个纯软件路由器,可以跑在任何品牌的电脑上,实现路由器功能。

当灵活性成为优先考虑目标时,业界开发出了软件交换机(vSwitch)、软件路由器(vRouter)、软件防火墙。

所谓软件的交换机/路由器/防火墙,和硬件交换机/路由器/防火墙的差异是,前者对底层硬件没有指定,而后者需要专用硬件平台。

专用的硬件平台,除了灵活性不足,转发性能由于硬件架构的优化而表现更加优异,这点是软件路由器无法比拟的。

软件脱离硬件平台的束缚与限制,提供更高灵活性,这也是SDN(Software Defined Network)背后的灵魂。底层物理硬件只是做为物理基础设施的存在,至于底层硬件能实现桥接、路由、过滤功能,完全听命于上层的软件的控制。

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