局域网监控技术局域网管理之三层交换机与路由器的详细区别第三层交换机优势.

   之所以有人搞不清三层交换机和路由器之间的区别，最根本就是三层交换机也具有“路由”功能，与传统路由器的路由功能总体上是一致的。虽然如此，三层交换机与路由器还是存在着相当大的本质区别的，下面分别予以介绍。

    1. 主要功能不同

    虽然三层交换机与路由器都具有路由功能，但我们不能因此而把它们等同起来，正如现在许多网络设备同时具备多种传统网络设备功能一样，就如现在有许多宽带路由器不仅具有路由功能，还提供了交换机端口、硬件防火墙功能，但不能把它与交换机或者防火墙等同起来一样。因为这些路由器的主要功能还是路由功能，其它功能只不过是其附加功能，其目的是使设备适用面更广、使其更加实用。这里的三层交换机也一样，它仍是交换机产品，只不过它是具备了一些基本的路由功能的交换机，它的主要功能仍是数据交换。也就是说它同时具备了数据交换和路由 由发两种功能，但其主要功能还是数据交换；而路由器仅具有路由转发这一种主要功能。

    2. 主要适用的环境不一样

    三层交换机的路由功能通常比较简单，因为它所面对的主要是简单的局域网连接。正因如此，三层交换机的路由功能通常比较简单，路由路径远没有路由器那么复杂。它用在局域网中的主要用途还是提供快速数据交换功能，满足局域网数据交换频繁的应用特点。

    而路由器则不同，它的设计初哀就是为了满足不同类型的网络连接，虽然也适用于局域网之间的连接，但它的路由功能更多的体现在不同类型网络之间的互联上，如局域网与广域网之间的连接、不同协议的网络之间的连接等，所以路由器主要是用于不同类型的网络之间。它最主要的功能就是路由转发，解决好各种复杂路由路径网络的连接就是它的最终目的，所以路由器的路由功能通常非常强大，不仅适用于同种协议的局域网间，更适用于不同协议的局域网与广域网间。它的优势在于选择最佳路由、负荷分担、链路备份及和其他网络进行路由信息的交换等等路由器所具有功能。为了与各种类型的网络连接，路由器的接口类型非常丰富，而三层交换机则一般仅同类型的局域网接口，非常简单。

    3. 性能体现不一样

    从技术上讲，路由器和三层交换机在数据包交换操作上存在着明显区别。路由器一般由基于微处理器的软件路由引擎执行数据包交换，而三层交换机通过硬件执行数据包交换。三层交换机在对第一个数据流进行路由后，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，将根据此表直接从二层通过而不是再次路由，从而消除了路由器进行路由选择而造成网络的延迟，提高了数据包转发的效率。同时，三层交换机的路由查找是针对数据流的，它利用缓存技术，很容易利用ASIC技术来实现，因此，可以大大节约成本，并实现快速转发。而路由器的转发采用最长匹配的方式，实现复杂，通常使用软件来实现，转发效率较低。

    正因如此，从整体性能上比较的话，三层交换机的性能要远优于路由器，非常适用于数据交换频繁的局域网中；而路由器虽然路由功能非常强大，但它的数据包转发效率远低于三层交换机，更适合于数据交换不是很频繁的不同类型网络的互联，如局域网与互联网的互联。如果把路由器，特别是高档路由器用于局域网中，则在相当大程度上是一种浪费（就其强大的路由功能而言），而且还不能很好地满足局域网通信性能需求，影响子网间的正常通信。

    综上所述，三层交换机与路由器之间还是存在着非常大的本质区别的。无论从哪方面来说，在局域网中进行多子网连接，最好还选用三层交换机，特别是在不同子网数据交换频繁的环境中。一方面可以确保子网间的通信性能需求，另一方面省去了另外购买交换机的投资。当然，如果子网间的通信不是很频繁，采用路由器也无可厚非，也可达到子网安全隔离相互通信的目的。具体要根据实际需求来定。

    与路由器相比第三层交换机具有如下优势：

    ⑴子网间传输带宽可任意分配：传统路由器的每个串口都可以连接一个子网，而这种通过路由器进行传输的子网速率就会受到接口带宽的直接限制。三层交换机则不同，它可以把多个端口定义成一个虚拟网（VLAN），把多个端口组成的虚拟网作为虚拟网接口，该虚拟网内的信息可通过组成虚拟网的端口送给三层交换机，由于端口数可任意指定，子网间的传输带宽便没有什么限制了。
    ⑵合理配置信息资源：利用三层交换机连接的网络系统，因其访问子网内资源速率和访问全局网中资源速率没有区别，子网设置单独服务器便没有什么意义了。这样，直接通过在全局网中来设置服务器群，在保证内联网宽带传输速率的前提下，不仅可以节省费用，利用服务器集群的软硬件资源优势，更可以做到合理配置和管理所有信息资源，这一点是路由器组网很难办到的。
    ⑶降低成本：在企业网络设计中，由于人们通常只用二层交换机构成同一广播域子网，用路由器进行各子网间的互连，使企业网络形成一个内联网，所以支持内联网的企业网络无法在设备上降低成本。目前，人们采用三层交换机进行内联网络系统设计时，既可以进行任意虚拟子网划分，又可以通过交换机三层路由功能完成子网间的通信，即建立子网与内联子网都可以用交换机完成，大大节省了价格昂贵的路由器。
    ⑷交换机之间连接灵活：在计算机网络通信设备中，作为交换机，它们之间是不允许存在任何回路的，而作为路由器，又可以采用多条通路（如主、备路由）来提高网络的可靠性和平衡负载。为了解决这类矛盾，在三层交换机中，一方面采用生成树算法来阻塞造成回路的端口，在进行路由选择时，又能依然把阻塞掉的通路作为可以选择的路径来参与路由选择，从而极大地提高了交换机连接的灵活性。

    误区释疑：三层交换机替代路由器？

    近年来随着互联网和各企业信息化建设的迅猛发展，使人们越来越感觉到传统路由器已经成为网络瓶颈；而具有三层路由功能的交换机既可以工作在协议第三层替代或部分完成传统路由器的功能，同时又具有几乎第二层交换的速度，且价格相对便宜些，一时间很多企业都开始想到三层交换机要替代路由器了！

    不过，对于了解三层交换机和路由器各自工作原理的人都知道三层交换机并不等于路由器，同时也不可能取代路由器！根据笔者的实际经验，应根据自身网络的特点与未来可能的发展需求来选择适合的产品。第三层交换机无法替代路由器是不争的事实，因为它们各有自己的用武之地。

    第三层交换机非常适应局域网环境，而路由器可在广域网中尽显英雄本色。也就是说，第三层交换机无法适应网络拓扑各异，传输协议不同的广域网络系统。近年来，随着第三层交换技术的不断发展与创新，第三层交换机的应用已从企业网络环境的骨干层、汇聚层，开始渗透到网络边缘接入层。尤其是小区宽带网络的普及，第三层交换机完全适合放置在小区中心和多个小区的汇聚层位置。

    从这个方面来看，三层交换机虽然无法替代路由器，但却完全动摇了企业路由器的地位，即在企业内联网络系统中，第三层交换机正在取代路由器。不过，一个完全构建在交换机上的网络也会出现诸如碰撞、堵塞以及通信混乱等问题。如果使用路由器将网络化分为多个子网，通过路由器所具备的功能来有效地进行安全策略控制，则可以避免这些问题。另外，三层交换机暂时还不能提供完整的路由选择协议支持，而路由器则具备同时处理多个协议的能力。

    当连接不同协议的网络，例如以太网和令牌环的组合网络，依靠三层交换机是不可能完成网间路由和数据传输的。除此之外，路由器还具有第四层网络管理能力，例如ACL对数据流的安全控制功能，这也是三层交换机所不具备的。因此，笔者在此告戒大家谨慎选用三层交换机。