路由器与网桥的区别

对普通用户一听路由器和网桥两个网络设备，就感觉挺高深，但是对于稍微大点的网络差不多都有路由器，路由器在网络系统中就如同如今我们人手一部手机一样，是计算机与网络沟通的重要设备，但是您有没有想过，路由器是如何工作的呢？今天，就让笔者带您走进网络系统的内部，看看路由器和网桥是如何工作的。

“走路”还是“过桥”？――路由器与网桥的区别

Simeon

路由器的概念

说到路由器不得不提到路由技术，早在 40 多年前就已经出现了对路由技术的讨论，但是直到 80 年代路由技术才逐渐进入商业化的应用。路由技术之所以在问世之初没有被广泛使用主要是因为 80 年代之前的网络结构都非常简单，路由技术没有用武之地。直到最近十几年，大规模的互联网络才逐渐流行起来，为路由技术的发展提供了良好的基础和平台，路由器是路由技术发展的一个产物，可以说是路由技术的一个结晶。

那么路由器到底是什么呢？它是连接互联网主要节点的核心设备。路由器通过路由决定数据的转发，转发策略称为路由选择（ routing ），这也是路由器名称的由来。虽然路由器可以支持多种协议（例如 TCP/IP 、 IPX/SPX 、 AppleTalk 等协议），但是在我国绝大多数路由器运行 TCP/IP 协议。路由器通常连接两个或多个由 IP 子网或点到点协议标识的逻辑端口，至少拥有 1 个物理端口。路由器根据收到数据包中的网络层地址以及路由器内部维护的路由表决定输出端口以及下一跳地址，并且重写链路层数据包头实现转发数据包。路由器通过动态维护路由表来反映当前的网络拓扑，路由器通过与网络上其他路由器交换路由和链路信息来维护路由。

作为不同网络之间互相连接的枢纽，路由器系统构成了基于 TCP/IP 的国际互连网络 Internet 的主体脉络，也可以说，路由器构成了 Internet 的骨架。其处理速度是网络通信的主要瓶颈之一，它的可靠性则直接影响着网络互连的质量。因此，在园区网、地区网、乃至整个 Internet 研究领域中，路由器技术始终处于核心地位，其发展历程和方向，成为整个 Internet 研究的一个缩影。

路由器的种类

    知道路由器是什么，那么路由器又有什么类型？路由器产品，按照不同的划分标准有多种类型。常见的分类有以下几类：

（ 1 ）按性能档次分为高、中、低档路由器。

通常将路由器吞吐量大于 40Gbps 的路由器称为高档路由器，背吞吐量在 25Gbps~40Gbps 之间的路由器称为中档路由器，而将低于 25Gbps 的看作低档路由器。当然这只是一种宏观上的划分标准，各厂家划分并不完全一致，实际上路由器档次的划分不仅是以吞吐量为依据的，是有一个综合指标的。以市场占有率最大的 Cisco 公司为例， 12000 系列为高端路由器， 7500 以下系列路由器为中低端路由器。

（ 2 ）从结构上分为“模块化路由器”和“非模块化路由器”。

模块化结构可以灵活地配置路由器，以适应企业不断增加的业务需求，非模块化的就只能提供固定的端口。中高端路由器为模块化结构，低端路由器为非模块化结构。

（ 3 ）从功能上划分，可将路由器分为“骨干级路由器”、“企业级路由器”和“接入级路由器”。骨干级路由器是实现企业级网络互连的关键设备，它数据吞吐量较大，非常重要。对骨干级路由器的基本性能要求是高速度和高可靠性。为了获得高可靠性，网络系统普遍采用诸如热备份、双电源、双数据通路等传统冗余技术，从而使得骨干路由器的可靠性一般不成问题。

企业级路由器连接许多终端系统，连接对象较多，但系统相对简单，而且数据流量较小，对这类路由器的要求是以尽量便宜的方法实现尽可能多的端点互连，同时还要求能够支持不同的服务质量，其连接计算机终端数一般不超过 100 台。

接入路由器主要连接家庭或 ISP 内的小型企业客户，这种路由器在小区中比较常见，往往是四五家公用一个 ADSL 拨号器和路由器上网，家庭计算机跟路由器进行连接，路由器跟 ADSL 拨号器进行连接。这种路由器价格相对便宜，其价格在 80 ～ 200 元之间，在功能上只使用到了路由器中的 SLIP 或 PPP 连接。随着网络技术的发展，接入路由器的功能将 更多的支持虚拟私有网络协议、支持许多异构和高速端口，并在各个端口能够运行多种协议，同时还要避开电话交换网。

（ 4 ）按所处网络位置划分通常把路由器划分为“边界路由器”和“中间节点路由器”。

“边界路由器”是处于网络边缘，用于不同网络路由器的连接；而“中间节点路由器”则处于网络的中间，通常用于连接不同网络，起到一个数据转发的桥梁作用。由于各自所处的网络位置有所不同，其主要性能是中间节点路由器的 MAC 地址记忆功能。边界路由器由于它可能要同时接受来自许多不同网络路由器发来的数据，所以这就要求这种边界路由器的背板带宽要足够宽，当然这也要与边界路由器所处的网络环境而定。

（ 5 ）从性能上可分为“线速路由器”以及“非线速路由器”。

  “线速路由器”就是完全可以按传输介质带宽进行通畅传输，基本上没有间断和延时。通常线速路由器是高端路由器，具有非常高的端口带宽和数据转发能力，能以媒体速率转发数据包；中低端路由器是非线速路由器。但是一些新的宽带接入路由器也有线速转发能力。

（ 6 ）从体系结构上看，路由器可以分为第一代单总线单 CPU 结构路由器、第二代单总线主从 CPU 结构路由器、第三代单总线对称式多 CPU 结构路由器；第四代多总线多 CPU 结构路由器、第五代共享内存式结构路由器、第六代交叉开关体系结构路由器和基于机群系统的路由器等多类。

路由器的作用

前面介绍了路由器的种类，那么路由器的作用是什么呢？路由器主要有两个作用，一个作用是连通不同的网络，另一个作用是选择信息传送的线路。选择通畅快捷的近路，能大大提高通信速度，减轻网络系统通信负荷，节约网络系统资源，提高网络系统畅通率，从而让网络系统发挥出更大的效益来。

从过滤网络流量的角度来看，路由器的作用与交换机和网桥非常相似。但是与工作在网络物理层，从物理上划分网段的交换机不同，路由器使用专门的软件协议从逻辑上对整个网络进行划分。例如，一台支持 IP 协议的路由器可以把网络划分成多个子网段，只有指向特殊 IP 地址的网络流量才可以通过路由器。对于每一个接收到的数据包，路由器都会重新计算其校验值，并写入新的物理地址。因此，使用路由器转发和过滤数据的速度往往要比只查看数据包物理地址的交换机慢。但是，对于那些结构复杂的网络，使用路由器可以提高网络的整体效率。路由器的另外一个明显优势就是可以自动过滤网络广播。从总体上说，在网络中添加路由器的整个安装过程要比即插即用的交换机复杂很多。

网桥概念

网桥（ Gate Bridge ）是工作在数据链路层（ OSI 第二层）上的，可以扩展局域网，它根据 MAC 地址来转发帧，可以看作一个“低层的路由器”。 网桥的优点在于可以过滤通信量；扩大了物理范围；提高了可靠性；可互连不同物理层、不同 MAC 子层和不同速率（如10 Mb/s 和 100 Mb/s 以太网）的局域网。

那么使用网桥又有什么缺点呢？使用网桥带来的缺点就是存储转发增加了时延，在MAC 子层并没有流量控制功能，具有不同 MAC 子层的网段桥接在一起时时延更大。网桥只适合于用户数不太多(不超过几百个)和通信量不太大的局域网，否则有时还会因传播过多的广播信息而产生网络拥塞，也就是所谓的广播风暴。既然网桥有以上缺点，那为什么还要使用它呢，那是因为可以 无序的将各个部门互连起来，可以防止单个结点故障而破坏整个网络，可以将局域网分割子网，减少冲突，获得更好性能，还可以增加物理距离以及隔离信息。

网桥又有什么功能呢？网桥具有转发器的功能；可以消除相似网络帧的差异，可以连接不同拓扑结构、不同电缆类型、不同通信速率的网络；还可以简单的路由选择，对帧进行转发。

网桥在实际应用过程又要解决什么样的实际问题呢？它需要解决帧格式的转换、不同数据传输速率的匹配、不同超时机制以及帧长度的考虑。

网桥按照路由选择可以分为透明网桥和源路由网桥。透明网桥路由选择由网桥自己决定，各个工作站不管路由选择（透明的），各个子网络不用作任何的修改。透明网桥生成树一旦生成，就按固定模式工作，没有充分利用带宽，在源路由网桥中，由工作站把目的站点的路由信息放在帧头，网桥读取帧头，判断如何转发。按照距离远近又可以将网桥分为本地网桥和远程网桥。本地网桥是指在传输线允许的范围内连接的网桥，而远程网桥是指距离超出常规范围，且必须成对出现。在网桥中还有内桥和外桥的概念，内桥是指安装在文件服务器上。外桥是指安装在工作站上，由一台独立计算机担任。

网桥与路由器的区别

作为同是连接两个网络间的设备，网桥和路由器确实有些相似，不过本质上还是不同的。其中网桥（ Bridge ）又叫桥接器，它是一种在链路层实现局域网互连的存储转发设备。网桥从一个局域网接收 MAC 帧，拆封、校对、校验之后，按另一个局域网的格式重新组装，发往它的物理层。由于网桥是链路层设备，因此不处理数据链路层以上层次协议所加的报头。

路由器 (Router) 也称之为路径选择器，是在网络层实现互连的设备。它比网桥更加复杂，也具有更大的灵活性。由于路由器具有更强的不同网间的互连能力，所以其连接对象包括局域网和广域网等多种类型网络。网桥是一个简单的相关设备。它唯一的目的是把被许多正在共享的物理网络分割成多个小部分。

从上面可以看出，网桥和路由器的不同主要体现在四个方面。

（ 1 ）网络端口数量不一样。网桥通常只有两个端口，超过 2 个端口的网桥称为 switch ；而路由器可以最少是 16 口，最多可达 48 口。

（ 2 ）网桥只能连接两个相同的网络，而路由器可以连接不同网络；路由器在为不同目的或不同组织的连接网络是很有用的，用户可以申请规则或过滤器来使特定的数据通过，而不使其他的数据不通过。或者安排为某种目的服务的数据进入特定的网络连接，其他的数据跳过这连接。网桥在信息保密方面相对较好，它连接的是两个对等的网络，数据在这个两个网络之间进行传输。

（ 3 ）网桥不隔离广播风暴，而路由器可以隔离广播风暴

（ 4 ）工作层次不同。网桥是第二层的设备，网桥不考虑用户在网上使用的协议，网桥可以不加选择的高速传输数据；而路由器是第三层的设备，知道网上传输数据使用的协议，可以对传输的数据进行控制（路由选择），能按规则来决定将怎样处理特定的数据。

   小结

   路由器和网桥看似很高深，其实就是两个物理设备，用来管理网络。网桥一般用来连接两个相同的网络，而路由器则不受这个限制，可以连接多个网络。路由器的价格要远远高于网桥的价格。

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