01 交换机和路由器的概念

交换机：

是一种网络硬件，通过接收和转发数据到目标设备，它能够在上连接不同的设备。一般也简称为交换机。

交换机是一种多端口的网桥，在使用转发数据。通过引入路由功能，一些交换机也可以在转发数据，这种交换机一般被称为三层交换机或者多层交换机。（来自维基百科）

路由器：

是一种设备，提供与两种重要机制，可以决定从来源端到目的端所经过的路由路径（host到host之间的传输路径），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（在路由器内部进行），这称为转送。路由工作在的第三层——即网络层，例如（IP）。（来自维基百科）

从概念的角度来看，几乎看不出来有什么明显的区别，虽说路由器工作在OSI三层、交换机工作在OSI二层，但是现在的交换机都是三层交换机了，基本的路由功能都是有的。

02 交换机和路由器的外观

现在的交换机和路由器从远处看基本上看不出来什么区别了，基本都是大盒子，但是如果你走近一看，还是可以发现一些端倪的，如下图所示，你可以分别出来哪台是路由器，哪台是交换机吗：

上图中左边是交换机、右边是路由器。

因为交换机在数据中心中物理层面的规划是把海量的服务器接入网络中，同时也起到了接入交换机的汇聚作用，所以正常情况下交换机的接口密度要高于路由器。

框式交换机一般都会有交换网板，大多数安装在交换机的背部，这些交换网板是没有接口的，主要负责系统数据平面的数据线速交换，如下图红框内所示：

在上文中也说到，交换机在企业组网中，主要用于服务器、PC的接入以及网络设备的汇聚使用，因此交换机主要部署在数据中心或者企业网络的内部；路由器一般是企业与外部或者企业的多分支机构之间互联的设备，因此路由器一般部署在企业网络的边界。

有读者可能会问，为什么不能把交换机部署在边界代替路由器呢？这个问题成哥将会在下一章节，通过两种设备的功能区别来介绍。

现在的交换机也都是三层交换机了，也有着与路由器相同的三层路由转发功能，甚至包括各种路由协议（RIP、OSPF等）的支持，看似路由器已经可以被三层交换机替代了。不过这里成哥还是想说几点路由器独特的功能：

（1）支持多种类别的接口板卡。

企业内网已经是以太网的天下，用的都是RJ45的网口或者是LC-LC的光纤接口。

但是在组建跨机房的网络时，专线由于价格昂贵，企业会根据实际带宽需求申请几十兆或者几兆带宽的线路，此时就会用到很多非以太网口，比如SDH、ATM、Frame-relay等等线路类型，这些线路类型就需要专用板卡、专用接口模块，这些就是路由器所特有的了。

（2）NAT功能

我们知道部署企业网络时，在办公环境内部，配置的都是内网IP地址，当电脑需要访问外网时，就需要通过NAT技术，将内网地址转换成公网地址，NAT技术是交换机不支持。而路由器就可以轻松支持该功能。（现在一些高端交换机也可以通过购买NAT功能板卡来实现NAT功能）

（3）QoS功能

现在的交换机虽然可以支持QoS功能，但是停留在比较简单的层面。路由器支持多种QoS功能：支持流分类、流量监管、流量整形、拥塞避免、拥塞管理等基本功能，还支持HQoS，实现对流量的精细化调度；支持MPLS DiffServ、MPLS TE、MPLS DS-TE，实现QoS与MPLS的全面结合。

（4）广播域隔离

简单来说在一个VLAN里的网络或者在一个网段的设备属于一个广播域，当广播域里的广播报文过多时会导致该广播域的网络不稳定。

交换机互联的二层网络，如果在没有做VLAN裁剪的情况下，一个广播报文发出，会转发到所有的交换机上。而路由器是用三层IP地址互联，因此可以隔离广播域。

（5）报文转发

交换机主要是进行二层高速转发，交换机的设计就是通过交换矩阵（交换网板）实现数据报文的快速转发，转发速度远超过路由器。

路由器主要用于三层转发，路由器的路由表规格远超交换机的规格，因此路由器可以学习到更多的路由条目数。