1.路由器的作用與特點

作為網絡互連的一種關鍵設備，路由器是伴随着Internet和網絡行業發展起來的。正如其名字的寓意一樣，這種設備最重要的功能是在網絡中對IP報文尋找一條合适的路徑進行“路由”，也就是向合适的方向轉發。它的實質是完後了TCP/IP協議族中IP層提供的無連接、盡力而為的數據報傳送服務。

路由器的作用

如圖所示，PCA和PCB分别處于兩個網段當中，因此，PCA和PCB的通信必須依靠路由器這類網絡中轉設備來進行。先考察PCA向PCB發送報文時，沿途經過的路由器的作用。

首先，PCA會對IP報文的目的地址進行判斷，對需要到達其他網段的報文，一律交給其默認網關進行轉發，在本例中PCA的默認網關設置為RTA。RTA為了完成轉發任務，會檢查IP報文的目的地址，找到與自身維護的路由轉發信息相匹配的項目，從而知道應該将報文從哪個接口轉發給哪個下一跳路由器。在這個例子中，假設RTA通過路由轉發将報文發送給了RTB。類似的，RTB經過路由查找将報文發送給RTE。因為RTE通過IP報文的目的地址判斷PCB處于其直連網絡上，所以将報文發送給PCB。

交換機的作用

如圖所示，PCA、PCB、PCC、PCD和交換機SWA、SWB處于同一個局域網中，因此，SWA和SWB的核心作用是利用橋接和交換将局域網進行擴展。

從數據轉發機制上看，交換機是利用MAC地址信息進行轉發的。

假設PCB要和PCC進行通信，由于兩者處于同一個網路，PCB首先要根據PCC的二層地址（即MAC地址）信息，将信息封裝成以太網幀，并通過自身的網絡接口發出，于是SWA将收到此幀。與路由器不同，SWA不是依靠第三層目的IP地址，而是第二層的MAC地址來決定如何轉發報文。SWA在MAC地址表中查找與報文目的MAC地址匹配的表項，從而知道應該将報文從與SWB相連的端口轉發出去；如果沒有匹配的項目，報文将廣播到除收到報文的端口外的所有端口。SWB會執行同樣的操作，直到把報文傳給PCC。

不難發現，在整個發送過程中，PCB并不需要了解SWA的存在，而SWA同樣不需要了解SWB的存在，因此這種交換過程是透明的。

至此，從交換機的作用和轉發報文過程看，可以将傳統以太網交換機的特點歸納如下：

（1）它主要工作在OSI模型的物理層、數據鍊路層，（二層交換機）不依靠三層地址和網絡信息。

（2）傳統交換機提供以太局域網間的橋接和交換，而非連接不同種類的網絡。

（3）交換機上的數據依靠MAC地址映射表，這個表是交換機資興學習到的，而不需要相互交換目的地的位置信息。

3．路由器和交換機的發展趨勢

路由器和交換機的發展趨勢體現在以下兩個融合上。

首先，路由器和交換機在功能上逐漸走向融合。路由主要體現在第三層(IP)互連的功能,而交換機指以太網數據鍊路層的交換。現在，越來越多的路由器開始提供二層以太網交換模塊與功能；（三層）交換機也不僅僅提供二層交換的基本功能，而增加了路由等三層功能。如今，路由器和交換機依然是網絡互連主要和關鍵的設備，交換和路由的融合擴展了這兩種設備的應用範圍，增加了設備使用的靈活性。

其次，網路設備逐漸融合多種業務功能。在網路應用的驅動下，安全、語音、無線等業務功能逐步被集成到路由器和交換機中。使得傳統的路由交換設備不僅僅完成網絡互連功能，還可以提供一定的增值業務功能。同時，這方面的特征還體現在設備廠商開放一定的接口，以促成廠商在網絡設備上實現一定程度的集成。

路由器和交換機有多種分類方法。可以根據設備的功能和性能分為高端、終端和低端路由器或交換機。也可以根據設備所在的網絡位置，分為核心、彙聚、接入路由器或交換機。另外，其他的一些分類方法，如多業務路由器或交換機，則從另一個角度展示了路由器和交換機的用途與發展趨勢。

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