幻灯二

科普:网关、路由器、三层交换机之间的区别在哪里?

失眠人士福音,硬核科普了解一下!常常提到的网关、路由器、三层交换机,究竟有什么区别?

科普:网关、路由器、三层交换机之间的区别在哪里?(图1)

在区分三者区别之前,先来弄清楚它们各自的作用。


1·网关


网关好比一套房子的大门,整套房子是自己终端所在的局域网环境,当房子内的人要去拜访房子外面的亲戚朋友(其他局域网)时,就需要通过大门也就是网关来进出,数据包的传输必须要通过网关才能到达。(这里网关泛指连接外网的设备,不限定具体设备,可以是路由器、防火墙等)

科普:网关、路由器、三层交换机之间的区别在哪里?(图2)

樱桃小丸子,小丸子的姐姐,爷爷,奶奶,爸爸,妈妈,六个不同的数据想出去拜访花轮同学的话,必须经过大门,这个大门就是网关,它可以协调各种不同协议的数据进行传输。


2·路由器


主要有以下三个作用:


(1)网络互连,实现不同网络互相通信


(2)数据处理,提供分组过滤转发、优先级、防火墙等功能


(3)网络管理,提供配置管理、性能管理、流量控制等功能


3·三层交换机


如果一个网络的计算机过多,不进行管理,会出现广播风暴,轻则数据丢失,重则整个网络瘫痪。这个时候就需要划分VLAN,把计算机划分成多块区域进行管理。而不同VLAN之间计算通信,就需要路由器 单臂路由来实现。


对于小型的网络,单臂路由可以应付,但随着VLAN之间流量的不断增加,很可能导致路由器成为整个网络的瓶颈,出现掉包、或者通信堵塞。


(有人认为:为了解决上述VLAN之间数据交换问题,三层交换机应运而生。)


三层交换机,本质上就是“带有路由功能的(二层)交换机”。 路由属于OSI参照模型中第三层网络层的功能,因此带有第三层路由功能的交换机才被称为“三层交换机”。VLAN间的数据通信可以通过三层交换机实现,这样也就释放了路由器的性能。


-------------扩展知识 开始-------------------


上述括弧里这种说法是存在歧义的,因为多协议路由器是在 1981 年问世的, 以太网交换机是 1990 年, 不同的设备在尝试解决不同的问题, 而非迭代。


如果一个设备可以寻路, 我们就称之为路由器. 三层交换机是一种行销语言, 用于导向不同的客户场景。


技术上, 3层交换机通过保留源/ 目的 MAC 和 TTL 值进行数据交换, 即第一个数据包路由, 其后进行交换。而路由器进行常规的路由查询, 但是随着快速交换技术的引入, 路由器也可以执行类似的转发行为。此外在物理接口和硬件架构上, 这两个不同名字的设备可能都会根据应用场景有着不同的定义。


--------------扩展知识 结束------------------


搞清楚三者的作用后,现在打个比方,以幼儿园为例,让我们了解一下它们的区别。


每个活蹦乱跳的小朋友就是计算机,一个个班级就是VLAN,而院长是网关、班主任是路由器、生活老师是三层交换机。带着这个设定,帮助理解。

科普:网关、路由器、三层交换机之间的区别在哪里?(图3)

一所幼儿园有500位小朋友,如果都分在一个班里,500位小朋友分分钟能把学校给拆了。这个时候该怎么办呢?


(1)分班级=分VLAN


那就是给500位小朋友分班级,每个班级25位小朋友,一共20个班级。然后给每个班级命名,小一班、小二班、中一班等等。分班级也就是局域网中划分VLAN。


(2)班级之间的互动需要班主任(路由器)来协作


同一个班级的小朋友,例如小一班的小朋友,每天都是在一个教室内,可以一起吃点心、互相玩耍。不同班级的小朋友不在一个班级里面,就不能在一起玩耍,如果想一起玩耍怎么办呢?这个时候就要通过老师来沟通协调,让两个班的小朋友一起做游戏。这个时候就需要路由器来解决不同vlan间互相通信的问题。


(3)班主任(路由器)忙不过来,需要生活老师(三层交换机)辅助


然而有个问题,老师重要的工作是给小朋友们上课,如果每天都需要跟其他班级之间一起做游戏一起画画,这样会耽误老师的大部分时间,老师就没有精力来制作上课的内容,就不能保证孩子的正常上课学习。如果vlan数量多,之间通信频繁,就会加重路由器的工作,增加路由器的负载,路由器没有多余的性能来完成主要的工作:与其他网络之间的通信。这个时候学校会安排一位生活老师来辅助老师管理,生活老师专门管理小朋友一些问题,这样就释放了老师的精力,可以让老师更好的给小朋友上课。三层交换机就应运而生了,本质上就是二层交换机带有路由功能,vlan间的通信由三层交换机完成,路由器释放了性能,更好的保证了不同网络之前的数据通信。


(4)幼儿园之间的互动需要院长(网关)的协调


那网关是什么呢?这所幼儿园准备和另外一所幼儿园一起举办一个亲子运动会,两个幼儿园之间想进行交流,这时候需要和其他局域网交流,就需要园长出来进行协商沟通。园长也就相当于网关,想要跟其他网络通信,必须要经过网关。网关可以是路由器、可以是防火墙也可以是3层交换机。一般正规网络的网关都是路由器或者防火墙。


网关、路由器、三层交换机的区别,你get了吗?


内容来自:酷安 @网件NETGEAR


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