1.路由器（Router）是一種負責尋徑的網絡設備，它在互連網絡中從多條路徑中尋找通訊量最少的一條網絡路徑提供給用戶通信,。路由器用于連接多個邏輯上分開的網絡,。對用戶提供最佳的通信路徑，路由器利用路由表為數據傳輸選擇路徑,，路由表包含網絡地址以及各地址之間距離的清單,，路由器利用路由表查找數據包從當前位置到目的地址的正確路徑。路由器使用最少時間算法或最優(yōu)路徑算法來調整信息傳遞的路徑,，如果某一網絡路徑發(fā)生故障或堵塞,，路由器可選擇另一條路徑，以保證信息的正常傳輸,。路由器可進行數據格式的轉換,，成為不同協(xié)議之間網絡互連的必要設備,。

路由器使用尋徑協(xié)議來獲得網絡信息，采用基于“尋徑矩陣”的尋徑算法和準則來選擇最優(yōu)路徑,。按照OSI參考模型,，路由器是一個網絡層系統(tǒng)。路由器分為單協(xié)議路由器和多協(xié)議路由器,。

Internet由各種各樣的網絡構成,，路由器是其中非常重要的組成部分，整個Internet上的路由器不計其數,。Intranet要并入Internet,，兼作Internet服務，路由器是必不可少的組件,，并且路由器的配置也比較復雜,。

（一）路由器的尋址和路由選擇

在互連網上交換信息的一個基本要求是每個站都具有可達的唯一地址。像郵政編址類似,，互連網地址也由幾部分組成,。在互連網上，通常要求使用網絡地址,、主機地址和計算機上運行的應用,。

規(guī)定了地址之后，接下來便是如何選擇路徑到達報文的終點,。路由選擇涉及規(guī)定路由選擇參數以及如何獲得這些參數,。

在互連網中使用的地址是32位的IP地址，該地址由網絡號和主機號組成,。IP地址分為下述3類：

A類地址使用7位來標識網絡,，24位用來規(guī)定網絡上的主機；

B類地址使用14位來標識網絡,，16位用來標識主機；

C類地址使用21位來標識網絡,，8位用來標識主機,。

路由器在選擇路徑時常用的算法有兩種：一是距離向量；二是鏈路狀態(tài),。前一種由路由選擇信息協(xié)議（RIP）使用,，后一種由開放式最短路徑優(yōu)先協(xié)議（OSPF）使用。

現舉例來說明路由器如何工作,。假設由一個路由器連接了三個子網,，子網地址（掩碼）分別為1000、2000 和 3000,，相互通信的兩個站的地址分別是1400和2034,。

假定編址為1400的站向2034發(fā)送報文,。信源站首先將其網絡地址掩碼（1000）與終點網絡地址掩碼進行比較，因為兩者不同,，源站認識到報文接收者不在同一LAN上,， 不能直接發(fā)送到接收者。于是該源站便從其路由選擇表中把它所連接的路由器1的地址和該報文置于一個信封內,，并將信封發(fā)給路由器1,。

路由器1收到報文，丟掉信封,，觀察報文的終點地址,，將其與它具有的3個網絡地址掩碼（1000，2000 和 3000）比較,。由于與2000相同,， 路由器便將報文直接發(fā)送給接收者。當然,，這個例子是互連網絡中最簡單的一種,，但基本原理是一樣的。

（二）路由器與網橋的差別

路由器在網絡層提供連接服務,，用路由器連接的網絡可以使用在數據鏈路層和物理層完全不同的協(xié)議,。由于路由器操作的OSI層次比網橋高，所以,，路由器提供的服務更為完善,。路由器可根據傳輸費用、轉接時延,、網絡擁塞或信源和終點間的距離來選擇最佳路徑,。路由器的服務通常要由端用戶設備明確地請求，它處理的僅僅是由其它端用戶設備要求尋址的報文,。

路由器與網橋的另一個重要差別是,，路由器了解整個網絡，維持互連網絡的拓撲,，了解網絡的狀態(tài),，因而可使用最有效的路徑發(fā)送包。

網橋和路由器之間功能上的差別經常很模糊,。由于網橋變得越來越復雜,，它們現在能處理一些以前由路由器處理的日常雜務，這樣使很多路由器失了業(yè),。執(zhí)行路由功能的網橋有時也稱為網橋路由器（brouters）,。



2.交換機的英文名稱之為“Switch”，它是集線器的升級換代產品,，從外觀上來看的話,，它與集線器基本上沒有多大區(qū)別,，都是帶有多個端口的長方形盒狀體。交換機是按照通信兩端傳輸信息的需要,，用人工或設備自動完成的方法把要傳輸的信息送到符合要求的相應路由上的技術統(tǒng)稱,。廣義的交換機就是一種在通信系統(tǒng)中完成信息交換功能的設備。



“交換”和“交換機”最早起源于電話通訊系統(tǒng)（PSTN）,。我們以前經常在電影或電視中看到一些老的影片時?？吹接腥嗽陔娫挋C旁狂搖幾下（注意不是撥號），然后就說：跟我接XXX,，話務接線員接到要求后就會把相應端線頭插在要接端子上,，即可通話。其實這就是最原始的電話交換機系統(tǒng),，只不過它是一種人工電話交換系統(tǒng),，不是自動的，也不是我們今天要談的計算機交換機,，但是我們現在要講的計算機交換機也就是在這個電話交換機技術上發(fā)展而來,。



在計算機網絡系統(tǒng)中，交換概念的提出是相對于共享工作模式的改進,。我們知道集線器（HUB）是一種共享介質的網絡設備,，而且HUB本身不能識別目的地址，是采用廣播方式向所有節(jié)點發(fā)送,。即當同一局域網內的A主機給B主機傳輸數據時,，數據包在以HUB為架構的網絡上是以廣播方式傳輸的，對網絡上所有節(jié)點同時發(fā)送同一信息,，然后再由每一臺終端通過驗證數據包頭的地址信息來確定是否接收,。在這種方式下我們知道很容易造成網絡堵塞，因為其實接收數據的一般來說只有一個終端節(jié)點,，而現在對所有節(jié)點都發(fā)送,，那么絕大部分數據流量是無效的，這樣就造成整個網絡數據傳輸效率相當低,。另一方面由于所發(fā)送的數據包每個節(jié)點都能偵聽到,，那顯然就不會很安全了，容易出現一些不安全因素,。



交換機擁有一條很高帶寬的背部總線和內部交換矩陣。交換機的所有的端口都掛接在這條背部總線上,?？刂齐娐肥盏綌祿院螅幚矶丝跁檎覂却嬷械腗AC地址（網卡的硬件地址）對照表以確定目的MAC的NIC（網卡）掛接在哪個端口上,，通過內部交換矩陣直接將數據迅速包傳送到目的節(jié)點,，而不是所有節(jié)點,，目的MAC若不存在才廣播到所有的端口。這種方式我們可以明顯地看出一方面效率高,，不會浪費網絡資源,，只是對目的地址發(fā)送數據，一般來說不易產生網絡堵塞,；另一個方面數據傳輸安全,，因為它不是對所有節(jié)點都同時發(fā)送，發(fā)送數據時其它節(jié)點很難偵聽到所發(fā)送的信息,。這也是交換機為什么會很快取代集線器的重要原因之一,。



交換機還有一個重要特點就是它不是像集線器一樣每個端口共享帶寬，它的每一端口都是獨享交換機的一部分總帶寬,，這樣在速率上對于每個端口來說有了根本的保障,。另外，使用交換機也可以把網絡“分段”,，通過對照地址表,，交換機只允許必要的網絡流量通過交換機，這就是后面將要介紹的VLAN（虛擬局域網）,。通過交換機的過濾和轉發(fā),，可以有效的隔離廣播風暴，減少誤包和錯包的出現,，避免共享沖突,。這樣交換機就可以在同一時刻可進行多個節(jié)點對之間的數據傳輸，每一節(jié)點都可視為獨立的網段,，連接在其上的網絡設備獨自享有固定的一部分帶寬,，無須同其他設備競爭使用。如當節(jié)點A向節(jié)點D發(fā)送數據時,，節(jié)點B可同時向節(jié)點C發(fā)送數據,，而且這兩個傳輸都享有帶寬，都有著自己的虛擬連接,。打個比方就是,，如果現在使用的是10Mbps 8端口以太網交換機，因每個端口都可以同時工作,，所以在數據流量較大時,，那它的總流量可達到8＊10Mbps＝80Mbps，而使用10Mbps的共享式HUB時,，因為它是屬于共享帶寬式的,，所以同一時刻只能允許一個端口進行通信，那數據流量再忙HUB的總流通量也不會超出10Mbps,。如果是16端口,、24端口的更是明顯了,！







交換機的主要功能包括物理編址、網絡拓撲結構,、錯誤校驗,、幀序列以及流量控制。目前一些高檔交換機還具備了一些新的功能,，如對VLAN（虛擬局域網）的支持,、對鏈路匯聚的支持，甚至有的還具有路由和防火墻的功能,。



交換機除了能夠連接同種類型的網絡之外,，還可以在不同類型的網絡（如以太網和快速以太網）之間起到互連作用。如今許多交換機都能夠提供支持快速以太網或FDDI等的高速連接端口,，用于連接網絡中的其它交換機或者為帶寬占用量大的關鍵服務器提供附加帶寬,。



一般來說，交換機的每個端口都用來連接一個獨立的網段,，但是有時為了提供更快的接入速度,，我們可以把一些重要的網絡計算機直接連接到交換機的端口上。這樣,，網絡的關鍵服務器和重要用戶就擁有更快的接入速度,，支持更大的信息流量。



用交換機可以組成局域網