你真的知道交换机、路由器和防火墙之前的区别吗？

一、网络设备的重要性及区别

在现代网络中，交换机、路由器和防火墙是不可或缺的基本设备。它们各自扮演着重要的角色，具有不同的功能和工作原理。下面将对它们进行详细剖析。

二、交换机——网络桥梁

交换机在局域网（LAN）中类似于立交桥，它主要用于连接其他网络设备（如路由器、防火墙和无线接入点），并与客户端设备（如计算机、服务器、网络摄像机和IP打印机）建立连接。

简而言之，交换机为网络上的各种设备提供了一个中心连接点。

三、交换机的工作原理

交换机通过查找数据帧中的源MAC地址和目的MAC地址，并将其保存在表中，来实现其工作。每个网卡、交换机和路由器端口都有唯一的MAC地址。

当交换机收到一个没有目的MAC地址的数据帧时，它会将数据帧广播到所有的交换机端口，这个过程被称为广播。当接收到响应时，交换机会将MAC地址存储在表中，避免再次进行广播。

四、路由器——互联网接入

路由器，也被称为网关设备，通常用于路由不同网络之间的数据包，并根据信道状况自动选择和设定路由，实现您的网络与互联网的连接。实际上，互联网是由成千上万个路由器组成的。

五、路由器的工作原理

路由器会检查每个数据包的源IP地址和目的IP地址，并在IP路由表中查找数据包的目的地，然后将数据包路由到另一个路由器或交换机上，直到达到目的IP地址并作出回应。

当有多个路径可以到达目的IP地址时，路由器会选择最经济和最快速的路径。如果路由表中没有列出数据包的目的地，数据包将被发送到默认路由器（如果有的话），如果没有目的地，数据包将被丢弃。

通常，路由器由互联网服务提供商（ISP）提供，并分配给您一个公共的路由器IP地址。公共IP地址被识别为外部IP地址，而私有IP地址受到保护。

桌面、笔记本电脑、iPad、电视媒体盒和网络复印机的私有IP地址是不同的，这样路由器才能识别每个设备的请求。

六、路由器的作用

路由器用于在不同的网络之间进行转换。除了常见的以太网，还有其他不同类型的网络，如ATM和令牌环网。这些网络使用不同的方式封装数据，因此它们不能直接通信。而路由器可以将这些数据包从一个网络转换到另一个网络，以实现更高效的数据传输。

路由器还可以减少网络混乱。如果没有路由器，广播将在网络中的每个设备和端口上传播，并由每个设备处理。当广播数量过多时，整个网络将变得混乱。路由器将网络划分为较小的子网，阻止广播在子网之间传播，从而帮助解决这个问题。

七、交换机与路由器的区别

由于三层交换机可以进行路由，有人可能会问是否还需要路由器。实际上，每个设备都有自己的功能，是否需要路由器取决于多种因素。

对于规模较小的网络（如具有10-100个用户的网络），三层交换机的成本较高，选择一个适当的路由器可以以合理的成本满足网络需求。

另一方面，可以在路由器上安装交换模块，使其具备类似三层交换机的功能。因此，设备的选择应考虑可扩展性、软件功能、硬件性能、应用场景和成本等因素，不能一概而论。

八、防火墙——网络保护

防火墙是位于内部网络和外部网络之间的网络安全系统，用于隔离内部网络和外部网络。

防火墙通常可以保护内部/私有局域网免受外部攻击，并防止重要数据泄露。在没有防火墙的情况下，路由器会在内部网络和外部网络之间传递流量，而没有过滤机制。而防火墙不仅可以监控流量，还可以阻止未经授权的流量。

除了将内部局域网与外部互联网隔离之外，防火墙还可以将局域网中的普通数据和重要数据进行分离，从而避免内部入侵。

九、防火墙的工作原理

防火墙有硬件防火墙和软件防火墙两种类型。硬件防火墙允许您通过传输控制协议（TCP）或用户数据报协议（UDP）定义阻止规则，例如禁止对不必要端口和IP地址的访问。

软件防火墙类似于代理服务器，它在内部网络和外部网络之间充当中间人，使内部网络不直接与外部网络通信。许多企业和数据中心会结合使用这两种类型的防火墙，以提高网络安全性。

十、交换机、路由器和防火墙的连接方式

通常情况下，路由器是局域网的入口，内部网络和路由器之间的防火墙用于过滤非法访问。然后，连接交换机。

需要注意的是，许多互联网服务提供商现在提供光纤服务（FiOS），因此您需要使用调制解调器将数字信号转换为可以通过以太网铜缆传输的电信号，然后再连接到防火墙。

典型的连接顺序是：互联网 - 调制解调器 - 路由器 - 防火墙 - 交换机，然后交换机再连接其他网络设备。

交换机允许内部局域网内的设备进行通信，路由器连接您到互联网，防火墙保护您的网络。这三种设备在网络中都起着重要的作用，缺一不可。
 

　　审核编辑：汤梓红