2层3层交换机路由器之间的区别

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2024年3月22日发(作者：)

2 层 3 层交换机 路由器之间的区分

二层交换机:二层交换技术是进展比较成熟，二层交换机属数据链路层设备，可

以识别数据包中的 MAC 地址信息，依据 MAC 地址进展转发，并将这些 MAC 地址与

对应的端口记录在自己内部的一个地址表中.

具体如下：

（1）

当交换机从某个端口收到一个数据包，它先读取包头中的源 MAC 地址，这

样它就知道源 MAC 地址的机器是连在哪个端口上；

（2）

再去读取包头中的目的 MAC 地址，并在地址表中查找相应的端口；

（3）

如表中有与这目的 MAC 地址对应的端口，把数据包直接复制到这端口上.

三层交换机: 三层交换技术就是将路由技术与交换技术合二为一的技术。在对第

一个数据流进展路由后，它将会产生一个 MAC 地址与 IP 地址的映射表，当同样

的数据流再次通过时，将依据此表直接从二层通过而不是再次路由，从而消退了

路由器进展路由选择而造成网络的延迟，提高了数据包转发的效率.

路由器：传统地，路由器工作于 OSI 七层协议中的第三层，其主要任务是接收来自

一个网络接口的数据包，依据其中所含的目的地址，打算转发到下一个目的地址。

因此，路由器首先得在转发路由表中查找它的目的地址，假设找到了目的地址， 就在

数据包的帧格前添加下一个 MAC 地址，同时 IP 数据包头的 TTL〔Time To Live〕

域也开头减数，并重计算校验和。当数据包被送到输出端口时，它需要按挨次等

待，以便被传送到输出链路上。

路由器在工作时能够依据某种路由通信协议查找设备中的路由表。假设到某一特

定节点有一条以上的路径，则根本预先确定的路由准则是选择最优〔或最经济〕

的传输路径。由于各种网络段和其相互连接状况可能会因环境变化而变化，因此路

由状况的信息一般也按所使用的路由信息协议的规定而定时更。

主要区分：二层交换机工作在数据链路层，三层交换机工作在网络层，路由器工

作在网络层。

具体区分如下：

二层交换机和三层交换机的区分：

三层交换机使用了三层交换技术

简洁地说，三层交换技术就是：二层交换技术＋三层转发技术。它解决了局域网

中网段划分之后，网段中子网必需依靠路由器进展治理的局面，解决了传统路由

器低速、简单所造成的网络瓶颈问题。

什么是三层交换

三层交换〔也称多层交换技术，或 IP 交换技术〕是相对于传统交换概念而提出

的。众所周知，传统的交换技术是在 OSI 网络标准模型中的其次层——数据链路

层进展*作的，而三层交换技术是在网络模型中的第三层实现了数据包的高速转

发。简洁地说，三层交换技术就是：二层交换技术＋三层转发技术。

三层交换技术的消灭，解决了局域网中网段划分之后，网段中子网必需依靠路由

器进展治理的局面，解决了传统路由器低速、简单所造成的网络瓶颈问题。

其原理是：假设两个使用 IP 协议的站点 A、B 通过第三层交换机进展通信，发送

站点 A 在开头发送时，把自己的 IP 地址与 B 站的 IP 地址比较，推断 B 站是否与自

己在同一子网内。假设目的站 B 与发送站 A 在同一子网内，则进展二层的转发。

假设两个站点不在同一子网内，如发送站 A 要与目的站 B 通信，发送站 A 要向“缺

省网关”发出 ARP(地址解析)封包，而“缺省网关”的 IP 地址其实是三层交换机

的三层交换模块。当发送站 A 对“缺省网关”的 IP 地址播送出一个 ARP 恳求时，

假设三层交换模块在以前的通信过程中已经知道 B 站的 MAC 地址，则向发送站 A

回复 B 的 MAC 地址。否则三层交换模块依据路由信息向 B 站播送一个 ARP 恳求，

B 站得到此 ARP 恳求后向三层交换模块回复其 MAC 地址，三层交换模块保存此地

址并回复给发送站 A,同时将 B 站的 MAC 地址发送到二层交换引擎的 MAC 地址表

中。从这以后，当 A 向 B 发送的数据包便全部交给二层交换处理，信息得以高速

交换。由于仅仅在路由过程中才需要三层处理，绝大局部数据都通过二层交换转发，

因此三层交换机的速度很快，接近二层交换机的速度，同时比一样路由器的价格

低很多。

其次层交换机和路由器的区分：

传统交换机从网桥进展而来，属于 OSI 其次层即数据链路层设备。它依据 MAC

地址寻址，通过站表选择路由，站表的建立和维护由交换机自动进展。路由器属

于 OSI 第三层即网络层设备，它依据 IP 地址进展寻址，通过路由表路由协议产

生。交换机最大的好处是快速，由于交换机只须识别帧中 MAC 地址，直接依据

MAC 地址产生选择转发端口算法简洁，便于 ASIC 实现，因此转发速度极高。但

交换机的工作机制也带来一些问题。

1.

回路：依据交换机地址学习和站表建立算法，交换机之间不允许存在回路。一

旦存在回路，必需启动生成树算法，堵塞掉产生回路的端口。而路由器的路由协

议没有这个问题，路由器之间可以有多条通路来平衡负载，提高牢靠性。

2.

负载集中：交换机之间只能有一条通路，使得信息集中在一条通信链路上，不

能进展动态安排，以平衡负载。而路由器的路由协议算法可以避开这一点，OSPF

路由协议算法不但能产生多条路由，而且能为不同的网络应用选择各自不同的最

正确路由。

3.

播送掌握：交换机只能缩小冲突域，而不能缩小播送域。整个交换式网络就是

一个大的播送域，播送报文散到整个交换式网络。而路由器可以隔离播送域，播

送报文不能通过路由器连续进展播送。

4.

子网划分：交换机只能识别MAC 地址。MAC 地址是物理地址，而且承受平坦的

地址构造，因此不能依据MAC 地址来划分子网。而路由器识别IP 地址，IP 地址

由网络治理员安排，是规律地址且 IP 地址具有层次构造，被划分成网络号和主机

号，可以格外便利地用于划分子网，路由器的主要功能就是用于连接不同的网络。

5.

保密问题：虽说交换机也可以依据帧的源 MAC 地址、目的 MAC 地址和其他帧中

内容对帧实施过滤，但路由器依据报文的源IP 地址、目的IP 地址、TCP 端口地

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