运维工程师必知：三层交换机与路由器如何选择？它们之间有哪些本质区别？

在网络世界中，像第 3 层交换机和路由器这样的术语经常被提及，两者都在网络数据传输中得到广泛部署。

一般而言，第 3 层交换机连接主机以形成局域网 (LAN)，而路由器将多个 LAN 连接成广域网 (WAN)。

关于第 3 层交换机与路由器，我们可能会感到困惑：它们有很多相似之处，因为它们都支持相同的路由协议，检查传入的数据包并根据内部的源地址和目标地址做出动态路由决策。

但它们在性能、灵活性、成本等方面也有所不同。

本文小编带大家了解一下三层交换机和路由器，并比较它们的区别。

第 3 层交换机：混合匹配第 2/3 层交换

第3层交换机基于第3层信息转发流量（帧）（主要是通过MAC地址），三层交换机支持所有交换特性，同时还具有一些基本的路由功能，可以在 VLAN 之间进行路由。

第 3 层交换机被认为是一种提高大型 LAN 上网络路由性能的技术，在第 3 层交换机中，层转发由专门的 ASIC 执行，它比路由器快，但它们通常缺乏路由器的一些高级功能。

与路由器不同，第 3 层交换机不太可能遇到网络延迟，因为数据包不必通过路由器进行额外的步骤，鉴于第 3 层交换机执行与第 2 层和第 3 层相关的功能，它也被称为“多层交换机”，有些10GbE 交换机和千兆 PoE 交换机都属于这种类型。

路由器：适用于不同的网络和协议

路由器是家庭和小型企业网络中无处不在的硬件，允许连接到它的设备与互联网之间进行通信。

路由器可以使用 IP 地址根据第 3 层信息转发流量（数据包），这允许网络跨越不同的协议。

路由器还充当保护网络免受任何攻击和入侵的第一道安全线，路由器将数据包路由到目的地，分析每个数据包的第 3 层目标地址，并为其决定最佳的下一跳，这个过程需要时间，因此每个数据包都会因此而遇到一些延迟。

下面列出了三层交换机与路由器的基本特性：

第 3 层交换机与路由器：异同

相似之处：

三层交换机既是交换机又是路由器：可以看成是具有多个以太网端口、具有交换功能的路由器。

第 3 层交换机通过检查数据包的 IP 地址和 MAC 地址来启用数据包交换。

因此，第 3 层交换机能够将端口隔离到单独的 VLAN 中并在它们之间执行路由。

与传统路由器一样，三层交换机也可以配置支持RIP、OSPF、EIGRP等路由协议。

区别：

1、硬件

第 3 层交换机与路由器之间的主要区别在于硬件，第 3 层交换机内部的硬件融合了传统交换机和路由器的硬件，通过集成电路硬件改进了路由器的某些软件逻辑，从而为 LAN 提供更好的性能。

此外，专为 Intranet 使用而设计的第 3 层交换机通常没有 WAN 端口，并且具有传统路由器通常具有的功能。所以第 3 层交换机最常用于支持 VLAN 之间的路由。

2、接口

第 3 层交换机与路由器的另一个区别是第 3 层交换机支持的接口有限（通常只有以太网用于 RJ45 和单模/多模光纤）。

虽然路由器有更多的选择，如 SDH、SONET、E1/T1 等。

此外，路由器是将 LAN 连接到 WAN 的设备，而交换机只是 LAN 设备。

3、工作原理

第 3 层交换机查看目标主机的 MAC 地址并将帧仅发送给该接收者，路由器指的是目标 IP 地址而不是其 MAC 地址，因此它通常提供比单纯的数据包路由更多的功能，例如 IP 地址分配 (DHCP) 和防火墙过滤。

除了有关第 3 层交换机与路由器的三个主要区别外，下表总结了其他一些方面，以帮助区分第 3 层交换机与路由器。

三层交换机与路由器：如何选择？

关于第 3 层交换机与路由器的一般讨论之一是，如果有路由器，为什么我们需要第 3 层交换机。

事实上，它们每个都可以部署到各种情况和场景，基于我们已经解释过的异同，您的选择实际上取决于您的网络设计和您要实现的目标。

对于三层交换机：

缺乏广域网能力，三层交换机的应用往往落入设备子网和流量规模足够大的内网环境，它可以证明以下情况是合理的：

• 部门需要自己的广播域来提高性能或安全性。
• 连接您的集线器房间并做出第 3 层决策，为直接服务器形式连接提供比路由器更多的以太网接口。
• 通过ISP通过二层电路连接您的局间，您可以直接在三层交换机上终止链路并同时在其上配置路由。
• 当您需要更高的吞吐量和直接访问以及 VLAN 间通信时，第 3 层交换机是最佳选择。
• 具有大量广播的网络需要更好的性能 VLAN。

对于路由器：

随着 WAN 链接越来越基于以太网，用第 3 层交换机代替路由器的趋势越来越大，但是，路由器仍然具有一些三层交换机无法支持的特殊功能，在这些情况下它是不可替代的。

• 如果您要直接连接 ISP 以提供互联网，那么路由器就是为此而设计的。
• 如果您需要在办公室之间建立隧道，例如，以更安全的方式通过公共互联网连接两个办公室，则路由器可以更好地满足需求。
• 如果您是参与 MPLS 配置的 CE，那么您需要一个路由器。

结论

关于在第 3 层交换机还是路由器之间进行选择时，您需要在做出决定之前了解业务需求：通常，在您的设备大部分时间进行路由时使用路由器是合适的，否则，第 3 层当您需要更多端口、更好的网络性能和 VLAN 分段时，交换机可能更适合。