三层交换机、路由器和hub的比较分析

关于三层交换机和路由器，目前各个领域都应用的很广泛，包括hub(集线器)，下面就对这三者的区别进行详细的分析。之所以有人搞不清三层交换机和路由器之间的区别，最根本就是三层交换机也具有“路由”功能，与传统路由器的路由功能总体上是一致的。虽然如此，三层交换机与路由器还是存在着相当大的本质区别的，下面分别予以介绍。

　　1.主要功能不同

　　三层交换机与路由器都具有路由功能。路由器的主要功能还是路由功能，但它的其它功能只不过是其附加功能。三层交换机仍是交换机产品，只不过它是具备了一些基本的路由功能的交换机，它的主要功能仍是数据交换。也就是说它同时具备了数据交换和路由由发两种功能，但其主要功能还是数据交换;而路由器仅具有路由转发这一种主要功能。

　　2.主要适用的环境不一样

　　三层交换机主要连接简单的局域网,而路由器连接的是比较复杂的各种类型的网络。三层交换机的路由功能通常比较简单，路由路径远没有路由器那么复杂。它所面对的主要是简单的局域网连接。它用在局域网中的主要用途还是提供快速数据交换功能，满足局域网数据交换频繁的应用特点。

　　而路由器则不同，它的设计是为了满足不同类型的网络连接，它的路由功能更多的体现在不同类型网络之间的互联上，如局域网与广域网之间的连接、不同协议的网络之间的连接等，所以路由器主要是用于不同类型的网络之间。它最主要的功能就是路由转发，解决好各种复杂路由路径网络的连接就是它的最终目的，所以路由器的路由功能通常非常强大，不仅适用于同种协议的局域网间，更适用于不同协议的局域网与广域网间。它的优势在于选择最佳路由、负荷分担、链路备份及和其他网络进行路由信息的交换等等路由器所具有功能。为了与各种类型的网络连接，路由器的接口类型非常丰富，而三层交换机则一般仅同类型的局域网接口，非常简单。

　　3.性能体现不一样

　　从技术上讲，路由器和三层交换机在数据包交换操作上存在着明显区别。路由器一般由基于微处理器的软件路由引擎执行数据包交换，而三层交换机通过硬件执行数据包交换。三层交换机在对第一个数据流进行路由后，它将会产生一个MAC地址与IP地址的映射表，当同样的数据流再次通过时，将根据此表直接从二层通过而不是再次路由，从而消除了路由器进行路由选择而造成网络的延迟，提高了数据包转发的效率。同时，三层交换机的路由查找是针对数据流的，它利用缓存技术，很容易利用ASIC技术来实现，因此，可以大大节约成本，并实现快速转发。而路由器的转发采用最长匹配的方式，实现复杂，通常使用软件来实现，转发效率较低。

　　正因如此，从整体性能上比较的话，三层交换机的性能要远优于路由器，非常适用于数据交换频繁的局域网中;而路由器虽然路由功能非常强大，但它的数据包转发效率远低于三层交换机，更适合于数据交换不是很频繁的不同类型网络的互联，如局域网与互联网的互联。如果把路由器，特别是高档路由器用于局域网中，则在相当大程度上是一种浪费(就其强大的路由功能而言)，而且还不能很好地满足局域网通信性能

　　hub与交换机的区别

　　1.集线器(hub)是中继器的一种形式。它工作在物理层，与中继器一样，常用于两个网络节点之间物理信号的双向转发。完成信号的复制，调整和放大功能。不同的是hub能提供多端口服务。在数据的传输过程中。因为阻塞，延时等原因。将会出现短帧，碎片等。从ISO物理体系上看出，hub属于物理层的设备。物理层提供基本的机制，该机制对二进制数据(位)进行编码(发送到物理介质)和解码(从物理介质接收)，物理层也定义与介质的物理连接机制，但不是介质本身。所以hub只对数据进行单一的同步，放大，整形作用，而对数据过程中的短帧，碎片无法进行处理。

　　2.交换机(SWITCH)类似于hub，能连接两个局域网段。它工作在数据链路层，能起到过滤帧的作用。SWITCH检测帧的源地址及目的地址。如果在同一网络段则不转发。如果不在同一网段，就把帧转发到另一网段。

　　SWITCH工作在数据链路层。该层提供了一个由信息位组成的帧(Frame)，帧由一个包含起始标志的报头或报头位，寻址信息和(对于LAN)一个32位的循环冗余码(CRC)组成。CRC的作用是在信息位穿过物理介质时保证帧的完整性。数据链路层还提供链路的管理。对于以太网，在通道空闲时传送帧,在检测到冲突时停止。在令牌环网中。当接收到一个自由的令牌时进行帧的传送。所以交换机不但可以对数据进行同步，放大，整形，还能有效的过滤短帧、碎片。集线器采用的式共享带宽的工作方式，而交换机是独享带宽。