交换机、路由器、网关的概念和用途

青旅半醒 2023-05-29 05:14 2阅读 0赞

**交换机**

在计算机网络系统中，交换机是针对共享工作模式的弱点而推出的。交换机拥有一条高带宽的背部总线和内部交换矩阵。交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上，当控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC的NIC（网卡）挂接在哪个端口上，通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口。若目的MAC不存在，交换机就广播到所有的端口，接收端口回应后交换机会“学习”新的地址，并把它添加到内部地址表中。

交换机工作在OSI模型的数据链路层上。交换机内部的CPU在每个端口成功连接时，通过ARP协议来学习各端口的MAC地址，保存成一张ARP表。在以后的通信中，发往该MAC地址的数据包将仅仅送往其对应的端口，而不是所有的端口。因此，交换机可用于划分数据链路层广播，即冲突域，但它不能划分网络层广播，即广播域。

交换机被广泛应用于二层网络交换，俗称“二层交换机”。交换机的种类有：二层交换机、三层交换机、四层交换机、七层交换机，分别工作在OSI模型的第二层、第三层、第四层和第七层。

**路由器**

路由器是一种计算机网络设备，提供了路由与转发两种重要机制，可以决定数据包来源端到目的端所经过的路由路径，这个过程称为路由；将路由器输入端的数据包移送至适当的路由器输出端，称为转发（转送）。路由器工作在OSI模型的网络层上。

路由器的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。路由器与交换机的差别即在于路由器是OSI模型第三层的产品，交换机是OSI模型第二层的产品。

**网关**

网关，顾名思义就是连接两个网络的设备。现如今很多局域网都是采用路由来接入网络，因此现在通常指的网关就是路由器的IP。网关经常在家庭或者小型企业中使用，用于连接局域网和Internet。网关也经常指把一种协议转成另一种协议的设备，比如语音网关。

在传统的TCP/IP术语中，网络设备分为两种，一种称为网关（gateway），另一种称为主机（host）。网关能在网络间传递数据包，但主机不能转发数据包。在主机中，数据包需要经过TCP/IP四层协议处理，但是在网关中，只需要到达网际层，决定路径之后才可以转发。

在现代网络术语中，网关与路由器的定义不同。网关能在不同协议间移动数据，而路由器能在不同网络间移动数据。对于以太网中的网关只能转发三层以上的数据包，这一点和路由器是一样的。而不同的是，网关中并没有路由表，它只能按照预先设定的不同网段来进行转发。网关最重要的一点就是端口映射，子网内用户在外网看来只是外网的IP地址对应着不同的端口，这样看来就会保护子网内的用户。