三層交換機、路由器和hub的比較分析

關(guān)于三層交換機和路由器，目前各個領(lǐng)域都應用的很廣泛，包括hub(集線器)，下面就對這三者的區(qū)別進行詳細的分析。之所以有人搞不清三層交換機和路由器之間的區(qū)別，最根本就是三層交換機也具有“路由”功能，與傳統(tǒng)路由器的路由功能總體上是一致的。雖然如此，三層交換機與路由器還是存在著相當大的本質(zhì)區(qū)別的，下面分別予以介紹。

　　1.主要功能不同

　　三層交換機與路由器都具有路由功能。路由器的主要功能還是路由功能，但它的其它功能只不過是其附加功能。三層交換機仍是交換機產(chǎn)品，只不過它是具備了一些基本的路由功能的交換機，它的主要功能仍是數(shù)據(jù)交換。也就是說它同時具備了數(shù)據(jù)交換和路由由發(fā)兩種功能，但其主要功能還是數(shù)據(jù)交換;而路由器僅具有路由轉(zhuǎn)發(fā)這一種主要功能。

　　2.主要適用的環(huán)境不一樣

　　三層交換機主要連接簡單的局域網(wǎng),而路由器連接的是比較復雜的各種類型的網(wǎng)絡。三層交換機的路由功能通常比較簡單，路由路徑遠沒有路由器那么復雜。它所面對的主要是簡單的局域網(wǎng)連接。它用在局域網(wǎng)中的主要用途還是提供快速數(shù)據(jù)交換功能，滿足局域網(wǎng)數(shù)據(jù)交換頻繁的應用特點。

　　而路由器則不同，它的設計是為了滿足不同類型的網(wǎng)絡連接，它的路由功能更多的體現(xiàn)在不同類型網(wǎng)絡之間的互聯(lián)上，如局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)之間的連接、不同協(xié)議的網(wǎng)絡之間的連接等，所以路由器主要是用于不同類型的網(wǎng)絡之間。它最主要的功能就是路由轉(zhuǎn)發(fā)，解決好各種復雜路由路徑網(wǎng)絡的連接就是它的最終目的，所以路由器的路由功能通常非常強大，不僅適用于同種協(xié)議的局域網(wǎng)間，更適用于不同協(xié)議的局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)間。它的優(yōu)勢在于選擇最佳路由、負荷分擔、鏈路備份及和其他網(wǎng)絡進行路由信息的交換等等路由器所具有功能。為了與各種類型的網(wǎng)絡連接，路由器的接口類型非常豐富，而三層交換機則一般僅同類型的局域網(wǎng)接口，非常簡單。

　　3.性能體現(xiàn)不一樣

　　從技術(shù)上講，路由器和三層交換機在數(shù)據(jù)包交換操作上存在著明顯區(qū)別。路由器一般由基于微處理器的軟件路由引擎執(zhí)行數(shù)據(jù)包交換，而三層交換機通過硬件執(zhí)行數(shù)據(jù)包交換。三層交換機在對第一個數(shù)據(jù)流進行路由后，它將會產(chǎn)生一個MAC地址與IP地址的映射表，當同樣的數(shù)據(jù)流再次通過時，將根據(jù)此表直接從二層通過而不是再次路由，從而消除了路由器進行路由選擇而造成網(wǎng)絡的延遲，提高了數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)的效率。同時，三層交換機的路由查找是針對數(shù)據(jù)流的，它利用緩存技術(shù)，很容易利用ASIC技術(shù)來實現(xiàn)，因此，可以大大節(jié)約成本，并實現(xiàn)快速轉(zhuǎn)發(fā)。而路由器的轉(zhuǎn)發(fā)采用最長匹配的方式，實現(xiàn)復雜，通常使用軟件來實現(xiàn)，轉(zhuǎn)發(fā)效率較低。

　　正因如此，從整體性能上比較的話，三層交換機的性能要遠優(yōu)于路由器，非常適用于數(shù)據(jù)交換頻繁的局域網(wǎng)中;而路由器雖然路由功能非常強大，但它的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)效率遠低于三層交換機，更適合于數(shù)據(jù)交換不是很頻繁的不同類型網(wǎng)絡的互聯(lián)，如局域網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)。如果把路由器，特別是高檔路由器用于局域網(wǎng)中，則在相當大程度上是一種浪費(就其強大的路由功能而言)，而且還不能很好地滿足局域網(wǎng)通信性能

　　hub與交換機的區(qū)別

　　1.集線器(hub)是中繼器的一種形式。它工作在物理層，與中繼器一樣，常用于兩個網(wǎng)絡節(jié)點之間物理信號的雙向轉(zhuǎn)發(fā)。完成信號的復制，調(diào)整和放大功能。不同的是hub能提供多端口服務。在數(shù)據(jù)的傳輸過程中。因為阻塞，延時等原因。將會出現(xiàn)短幀，碎片等。從ISO物理體系上看出，hub屬于物理層的設備。物理層提供基本的機制，該機制對二進制數(shù)據(jù)(位)進行編碼(發(fā)送到物理介質(zhì))和解碼(從物理介質(zhì)接收)，物理層也定義與介質(zhì)的物理連接機制，但不是介質(zhì)本身。所以hub只對數(shù)據(jù)進行單一的同步，放大，整形作用，而對數(shù)據(jù)過程中的短幀，碎片無法進行處理。

　　2.交換機(SWITCH)類似于hub，能連接兩個局域網(wǎng)段。它工作在數(shù)據(jù)鏈路層，能起到過濾幀的作用。SWITCH檢測幀的源地址及目的地址。如果在同一網(wǎng)絡段則不轉(zhuǎn)發(fā)。如果不在同一網(wǎng)段，就把幀轉(zhuǎn)發(fā)到另一網(wǎng)段。

　　SWITCH工作在數(shù)據(jù)鏈路層。該層提供了一個由信息位組成的幀(Frame)，幀由一個包含起始標志的報頭或報頭位，尋址信息和(對于LAN)一個32位的循環(huán)冗余碼(CRC)組成。CRC的作用是在信息位穿過物理介質(zhì)時保證幀的完整性。數(shù)據(jù)鏈路層還提供鏈路的管理。對于以太網(wǎng)，在通道空閑時傳送幀,在檢測到?jīng)_突時停止。在令牌環(huán)網(wǎng)中。當接收到一個自由的令牌時進行幀的傳送。所以交換機不但可以對數(shù)據(jù)進行同步，放大，整形，還能有效的過濾短幀、碎片。集線器采用的式共享帶寬的工作方式，而交換機是獨享帶寬。