交换机与路由器的区别Switch&Routers

OSI模型中工作层次不同

常见的交换机工作在链路层（第二层），工作原理简单。

路由器工作在网络层（自下往上第三层），可以获得更多的协议信息，做更加智能的转发决策。

OSI模型

工作形式不同

二者主要工作都是转发数据，但是根本区别在于依靠的地址不同。

路由器：寻址，转发数据（依靠IP地址）                           

交换机：过滤，转发数据（依靠MAC地址）

路由器内有一份路由表，里面有它的寻址信息（就像是一张地图）。当路由器收到网络层的数据报后，会根据路由表和选路算法将数据报转发到下一站（可能是路由器、交换机、目的主机）

交换机内有一张MAC表，里面存放着和它相连的所有设备的MAC地址。当交换机收到数据帧（带有MAC地址）后，会在自己MAC表中查找数据帧的首部信息内的目的MAC地址，如果有就转发，如果没有就放弃

网络拓扑图

通过上面的网络拓扑图可以看出： 

每一个路由器与其之下连接的设备，其实构成一个局域网 ，路由器用于连接局域网和外网

交换机工作在路由器之下，就是也就是交换机工作在局域网内 ，交换机用于局域网内网的数据转发 

举个例子： 

每个学生相当于主机，连接在学校的一个局域网内，路由器相当于快递员（转发传送的是数据包），宿管大爷相当于交换机

快递员（路由器）根据学校地址（IP）把包裹送到学校，再根据公寓号（子网IP）把快递交给这个公寓的宿管大爷（交换机），宿管大爷根据你的名字（MAC）交给你。

二者之间的联系

交换机只能在局域网内，交换机根据 MAC 地址转发数据。如果没有了路由器在网络层寻址，那数据就不能发送到其他网络终端上去。路由器内集成有交换机的功能，没有交换机，主机与路由器相连也可以实现数据转发，但会存在可扩展的接口不如交换机多的缺点。

交换机通常由硬件加速转发，路由器主要靠软件寻址，速度慢。

交换机只能识别MAC地址。MAC地址是物理地址，而且采用平坦的地址结构，因此不能根据MAC地址来划分子网。路由器识别IP地址，IP地址由网络管理员分配，是逻辑地址且IP地址具有层次结构，被划分成网络号和主机号，可以非常方便地用于划分子网，路由器的主要功能就是用于连接不同的网络。

实际网络数据转发过程

实际网络数据转发过程

在这个实际网络数据转发过程中，

终端电脑到交换机 

终端电脑先在应用层打包一个HTTP报文，然后在传输层打包成TCP报文，再根据DNS查到的IP在网络层打包成IP数据报，最后在链路层打包成以太网数据帧发送给交换机。

终端电脑到交换机

交换机到路由器

交换机收到终端电脑发来的数据帧后，重新包装数据帧（网络层行程的IP数据报不变），发送到本地第一级路由器。

交换机到路由器

路由器到下一个节点

第一级收到交换机传来数据帧的路由器利用 NAT，将 IP 改为自己的对外的 IP（此时IP数据报的源地址变成路由器IP，以太网数据帧中的对应目的地址和源地址发生变化），再根据路由表选择一条合适的路径，向下一个节点（可能是路由器、交换机、目的主机）传送，这个例子中的下一节点更可能是大的局域网内的下一级路由器。

路由器到下一个节点

注意：在网络数据转发过程中，IP数据报中带有的目的地/源地址信息可以说是最终目标或者大的阶段目标。而以太网数据帧中带有的目的地/源地址信息可以理解成分步的步骤目标。