交换机和路由器是如何联网的（图形）
下面是OMG的小编辑器，用于收集和整理文章，希望对你有所帮助。当谈到交换机和路由器时，有些人根本不知道它们各自的功能是什么，但另一些人不清楚它们之间有什么区别。尤其是在各种媒体的背景下，推动了三个层次的交换机：功能，事实上，我不得不承认，交换机和路由器之间的差异越来越模糊，它们之间的功能开始相互渗透。
三级交换机不仅有一些原来属于路由器的，而且还具有路由功能。现在，宽带和高端企业路由器也有了交换机、交换和功能，它是相互渗透的，所以有人预测，未来交换机和路由器很可能会合并成一个，我也坚信这一点。
因为现在从技术的角度来说，实现这一目标并不十分困难，同时，它也是对用户的迫切需求，一方面可以简化网络结构，另一方面，用户也不必购买这两个价格如此昂贵的设备，何乐而不为呢当然，这也不仅体现在技术理论上，主要体现在应用上，本文充分理解了交换机和路由器在应用中的主要区别。
交换机星形中心连接
我们知道，基本功能和开关的应用与集中式网络设备，所有的网络设备（如服务器、工作站、PC、笔记本电脑、路由器、防火墙、网络打印机等），只要端口类型的交换机端口支持的设备可以直接连接到交换机的端口，共同构成星型网络的基本网络结构如图1所示。在星形连接，交换机的端口是彼此相等的，可以相互访问（除非他们是受限制的），而不是像很多朋友刚进入网络管理部。他们认为连接到交换机的服务器是最先进的。
二、交换机的级联和堆栈
拓扑图
上面的数字只是一个最基本的星型以太网结构，和实际的明星企业网络是比这更复杂，这种复杂性不仅表现出网络设备高，如何配置是复杂的，但更重要的是，它在网络交换层是更复杂的。在企业网络中的路由器和防火墙通常只需要一个开关，但通常不只是一个小的网络除了20用户。如果用户数量，如数百，甚至数千，必须由一个级联的交换机或堆栈扩展连接。但级联和堆叠技术的不同，其应用范围是不同的。
开关级联是通过交换端口对交换机和交换机之间的扩展，以解决单个交换机端口数量的问题。另一方面，它还解决了远程客户端和网络设备之间的连接。由于单交换双绞以太网电缆可达到100米，每一级开关可以扩展到100米的距离。但这并不是说可以级联，因为线路太长，信号衰减更重要的是，在所有其他方面，较低的开关或切换到一个端口共享可用带宽，多层次，最终用户的可用带宽也就越低（尽管你可以使用以太网交换机）。这样的连接对网络性能的影响是非常大的，所以从观点上来说，建议最大限度地部署三级交换机，即核心交换机级的二级三级交换机。
三级在这里并不意味着你可以只允许最多三个开关，但从水平只有三的水平。开关连接到不同的端口在同一个开关都在同一水平上，所以每一级可以让几个甚至几十个交换机级联。港口用于水平可以是一个特殊的上行端口或一个普通的交换机端口，交换机有专门的级联（上行）端口，但有些却不是。如果有专门的级联端口，它是最好用的，因为它的带宽通常比普通的交换机端口，并可以进一步确保下开关的带宽。如果没有，它只能通过普通端口级联。
级联级联的方法如下图所示。
级联端口级联
通过普通端口进行的级联方法如下图所示。
通过普通端口级联
请注意，不仅它们使用的端口不同，而且它们使用的电缆也不同：级联级联需要普通的直线，而具有公共端口的级联电缆是交叉电缆，就像两个主机一样。
至于交换机的堆栈，并不是所有的交换机可以提供，但有一个堆栈模块，交换机堆栈不通过交换端口进行的，而是通过特殊的背板堆叠模块，使用专用的堆叠电缆。此外，应该指出的是，由于交换机堆栈通常是放在同一个位置，连接电缆较短，交换机的堆栈的目的主要是扩大交换端口而不是延伸的距离。
同时，交换机堆叠还可以提高每个交换机端口可供实际使用的带宽，因为它是叠加在一起的交换机背板带宽与堆叠交换机背板所以总带宽少，回堆开关。背板带宽增加，如果交换机的每个端口的使用，这一优势不是很明显（也有效果，因为它不可能在所有时间的每个端口同时通信）但如果有备用的交换机端口，效果会更明显，因为它可以充分利用所有的交换机的带宽。
堆栈连接如下图所示。
堆栈连接
交换机的堆栈连接端口通常设置为D形端口。一个开关有两个端口，其中标有up和DOWN字（如上图）显示，向上向上叠加相应的连接。
三层和三层交换机之间的路由连接
在我们的面前，三层交换机也具有一定的路由的功能，可以实现不同子网的连接。但是，应该指出的是，它的路由功能仍比路由器弱很多。路由功能的三层交换机只用于网络互连的类型相同，通常只在局域网子网互连，而不是局域网和广域网，或者互联网连接，因为路由协议由三层交换机支持是非常有限的，毕竟，这不是它的主要功能。
我们知道，在局域网、两级开关标识数据包的发送者通过源MAC地址，并转发数据包根据目的MAC地址，目的地址不在局域网上的数据包，两层交换机不能直接送至目的地，并需要通过路由设备转发（比如传统的路由器）。此时，交换机必须连接到路由设备。如果交换机的默认网关设置为路由设备的IP地址，则交换机将发送需要路由到路由设备的分组。
路由设备检查数据包的目的地址和自己的路由表。如果转发路径的路由表，路由设备将数据包转发到其他网段，否则，它会丢弃该数据包，路由器是昂贵和复杂的，缓慢的，容易成为网络的瓶颈，因为它是分析所有的广播包的部分并将其转发，但并与其他路由器交换路由信息，而且这些过程是由CPU（不是专用ASIC）。
第三层交换机不仅可以通过MAC地址的两级交换机确定转发数据包，但也传递路线两个网段像传统路由器之间。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芯片传输。与传统的路由器相比，第三层交换机的路由速度一般是十倍或几十倍的速度。
三层交换机的路由连接如下图所示。
三层交换机的路由连接
路由器的局域网连接
我们都知道，路由器可以连接企业局域网和广域网，如Internet，但忽略了另一个应用的路由器，即它的局域网连接功能。广域网连接的路由器可以用于路由连接图的拓扑Tutu和三层交换机。
路由器的角色取决于不同类型的路由器。我们经常谈论的路由器通常是指边界路由器，它位于不同类型网络的边界，如Tutu和三层交换机之间的拓扑连接。还有一个路由器，其目的不是用来连接不同类型的网络，但连接不同的局域网或子网，如兰一样，是中间节点路由器。它的网络结构如下图所示，随着三层交换机的路由连接图相比，它不仅取代了原来的三层交换机与中间节点路由器。
中间节点路由器连接
边界路由器在网络边界的边缘或末端，用于不同网络路由器的连接，这也是目前大多数路由器的类型。互联网接入路由器，如前所述，与VPN路由器以后要介绍所有的边界路由器。这些路由器支持广泛的网络协议和路由协议。背板带宽非常高，具有很高的吞吐能力，可以满足各种类型的网络，包括局域网和广域网的互连。
中间节点路由器，在局域网中，通常用于连接不同的局域网和数据转发发挥桥梁作用。中间节点路由器更注重MAC地址的存储能力，并且需要较大的缓存。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，与背板带宽也小，所有这一切都是为了实现最高的性价比，适应一般企业的跟随能力。
随着三层交换机的路由功能相比，路由功能肯定比三层交换机的强，但LAN的数据交换频繁的网络中，采用中间节点路由器连接到LAN，网络性能可能会受到影响。一般来说，如果所连接的局域网或子网更是与网络访问不频繁，路线比较复杂，最好采用中间节点路由器连接的方案。但在少数子网连接和网络间互访频繁，最好使用三层交换机的连接方式。此外，它可以节省设备投资，因为三层交换机不仅具有路由功能，满足应用需求，还可以作为连接多个网络设备的交换机。