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不仅三层交换机具有了部分原来独属于路由器的路由功能而且现在宽带和高端企业级路由器中也开始兼备交换机的交换功能了可谓是相互渗透于是有 人就预言将来交换机和路由器很可能会合二为一笔者也坚信这一点
因为现在从技术上看实现这一目标根本没有太大难度同时对用户来说也是迫切需要的一方面可以简化网络结构另一方面用户不必购买两种价格那么昂贵的设备何乐而不为呢?但就现在来说它们之间还是存在着较大分别的当然这不仅体现在技术理论上更主要体现在使用上本文就要全面向大家解读交换机与路由器在使用的主要分别 交换机如何连接路由器
我们知道交换机的最基本功能和使用就是集中连接网络设备所有的网络设备如服务器工作站PC机笔记本电脑路由器防火墙网络打印机等只要交换机的端口支持相应设备的端口类型都可以直接连接在交换机的端口共同构成星形网络基本网络结构如图1所示在星形连接中交换机的各端口连接设备都彼此平等可以相互访问除非做了限制而不是像许多刚涉入网管行列的朋友那样认为连接在交换机的服务器是最高级的
最基本的是星形以太网架构实际的星形企业网络比这可能要复杂许多这复杂性不仅表现在网络设备如何高档配置如何复杂更重要的是表现在网络交换层次比较复杂企业网络中的路由器和防火墙通常只需配备一个但交换机通常不会只是一个除了只有20个用户左右的小型网络如果用户数比较多如上百个甚至上千个就必须依靠交换机的级联或者堆栈扩展连接了但级联技术和堆栈技术也有所不一样它们的使用范围也不一样
交换机级联就是交换机与交换机之间通过交换端口进行扩展这样一方面搞定了单一交换机端口数不够的问题另一方面也搞定离机房较远距离的客户端和网络设备的连接因为单段交换双绞以太网电缆可达到了100米每级联一个交换机就可扩展100米的距离但这也不是说可以任意级联因为线路过长一方面信号在线路上的衰减也较多另一方面毕竟下级交换机还是共享上级交换机的一个端口可用带宽层次越多最终的客户端可用带宽也就越低尽管你可能用的是百兆交换机这样对网络的连接性能影响非常大所以从实角度来看建议最多部署三级交换机那就是核心交换机-二级交换机-三级交换机
这里的三级并不是说只能允许最多三台交换机而是从层次上讲只能三个层次连接在同一交换机上不一样端口的交换机都属于同一层次所以每个层次又能允许几个甚至几十个交换机级联层级联所用端口可以是专门的UpLink端口也可以是普通的交换端口有些交换机配有专门的级联UpLink端口但有些却没有如果有专门的级联端口则最好利用因为它的带宽通常比普通交换端口宽可进一步确保下级交换机的带宽如果没有则只能通过普通交换端口级联了
注意它们之间不仅所用端口不一样所采用的电缆也不一样:采用级联端口进行的级联需采用普通直通线;而采用普通端口进行的级联电缆为交叉电缆就像两台主机对连一样
至于交换机的堆栈就不是所有交换机都可以的而是要具有堆栈模块的交换机的堆栈不是通过交换端口进行的而是通过专门的背板堆栈模块采用专门的堆栈电缆进行的连接而且要注意的是因为交换机堆栈通常是放在同一位置连接电缆也较短所以交换机的堆栈的目的主要是用于扩充交换端口而不是用于扩展距离的
同时交换机堆栈还可提升各实际运用的交换机端口可用带宽因为它是把堆栈在一起的交换机的背板带宽聚集在一起这样交换机堆栈的总背板带就是几台堆栈交换机的背板带宽之和背板带宽提升后如果交换机的每个端口都用上了这一优势就不是很显著也是有效果的因为不可能每时每刻每个端口都同时通信但如果有交换机端口空余效果会更显著因为它可充分利用交换机的所有带宽
交换机的堆栈连接端口通常是又排D形插孔的一个交换机有两个这样的端口分别标有UP和DOWN字样如上图所示表示对使用于向上和向上堆栈连接的不能接错
前面我们介绍到三层交换机也具有一定的路由功能可以实现不一样子网的连接但要注意的是它的路由功能相对路由器来说还是要弱许多的三层交换机的路由功能只能用于同一类型的网络互联而且通常只是局域网子网之间的互联并不能把局域网与广域网或者互联网连接起来因为三层交换机所支持的路由协议非常有限毕竟这不是它的主要功能
我们知道在局域网上二层的交换机通过源MAC 地址来标识数据包的发送者根据目的MAC 地址来转发数据包对于一个目的地址不在本局域网上的数据包二层交换机不可能直接把它送到目的地需要通过路由设备比如传统的路由器来转发这时就要把交换机连接到路由设备上如果把交换机的缺省网关设置为路由设备的IP 地址交换机会把需要经过路由转发的包送到路由设备上
路由设备检查数据包的目的地址和自己的路由表如果在路由表中找到转发路径路由设备把该数据包转发到其它的网段上否则丢弃该数据包专用路由器昂贵复杂速度慢易成为网络瓶颈因为它要分析所有的广播包并转发其中的一部分还要和其它的路由器交换路由信息而且这些处理过程都是由处理器 来处理的不是专用的ASIC
第三层交换机既能像二层交换机那样通过MAC 地址来标识转发数据包也能像传统路由器那样在两个网段之间进行路由转发传统路由器采用软件来维护路由表而三层交换机是通过专用的ASIC芯片来处理路由转发的与传统路由器相比第三层交换机的路由速度一般要快十倍或数十倍
大家都知道路由器可以连接企业局域网和广域网如因特网但却忽视了一路由器的另一个使用那就是它的局域网连接功能路由器的广域网连接可参见拓扑图图和三层交换机的路由连接图
路由器的作用因不一样的路由器类型而定我们常说的路由器通常是指边界路由器就是位于不一样类型网络的边界如拓扑图图和三层交换机的路由连接图所示还有一种路由器它规划的目的就不是用于不一样类型网络的连接而是用于同为局域网的不一样局域网或不一样子网之间的连接这就是中间节点路由器它的网络结构如下图所示它与三层交换机的路由连接图相比只是用中间节点路由器接替了原来的三层交换机
边界路由器处于网络边界的边缘或末端用于不一样网络路由器的连接这也是现在大多数路由器的类型如前面介绍的互联网接入路由器和后面要介绍的VPN路由器都属于边界路由器这类路由器所支持的网络协议和路由协议比较广背板带宽非常高具有较高的吞吐能力以满足各类不一样类型网络包括局域网和广域网的互联
而中间节点路由器则处于局域网的内部通常用于连接不一样局域网起到一个数据转发的桥梁作用中间节点路由器更注重MAC地址的记忆能要求较大的缓存因为所连接的网络基本上是局域网所以所支持的网络协议比较单一背板带宽也较小这些都是为了获得最高的性价比适应一般企业的随能力
它与三层交换机的路由功能相比在路由功能上肯定比三层交换机的强但在局域网这种数据交换频繁的网络中采用中间节点路由器来进行局域网的连接网络性能可能会受到一定影响总的来说如果所连接的局域网或子网较多网络互访不是很频繁路由较复杂的环境中最好采用中间节点路由器连接方案但在少数子网连接网络间互访频繁的环境中最好还是采用三层交换机连接方式而且还可节省设备投资因为三层交换机不仅具有满足使用需要的路由功能还可当作交换机用连接许多网络设备
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