路由器的功能比交換機要強大,但速度相對也慢,價格昂貴,以太網交換機既有交換機線速轉發報文能力,又有路由器良好的控制功能,因此得到了眾多企業的廣泛應用。
"交換"是今天網絡裡出現頻率最高的一個詞,從橋接到路由到ATM直至電話系統,無論何種場合都可將其套用,搞不清到底什麼才是真正的交換。其實交換一詞最早出現於電話系統,特指實現兩個不同電話機之間話音信號的交換,完成該工作的設備就是電話交換機。
所以從本意上來講,交換只是一種技術概念,即完成信號由設備入口到出口的轉發。因此,只要是和符合該定義的所有設備都可被稱為交換設備。由此可見,"交換"是一個涵義廣泛的詞語,當它被用來描述數據網絡第二層的設備時,實際指的是一個橋接設備;
而當它被用來描述數據網絡第三層的設備時,又指的是一個路由設備。我們經常說到的以太網交換機實際是一個基於網橋技術的多端口第二層網絡設備,它為數據幀從一個端口到另一個任意端口的轉發提供了低時延、低開銷的通路。
由此可見,交換機內部核心處應該有一個交換矩陣,為任意兩端口間的通信提供通路,或是一個快速交換總線,以使由任意端口接收的數據幀從其他端口送出。在實際設備中。
交換矩陣的功能往往由專門的芯片(ASIC)完成。另外,以太網交換機在設計思想上有一個重要的假設,即交換核心的速度非常之快,以致通常的大流量數據不會使其產生擁塞,換句話說,交換的能力相對於所傳信息量而無窮大(與此相反,ATM交換機在設計上的思路是,認為交換的能力相對所傳信息量而言有限)。
在主干網上,路由器的主要作用是路由選擇。主干網上的路由器,必須知道到達所有下層網絡的路徑。這需要維護龐大的路由表,並對連接狀態的變化作出盡可能迅速的反應。路由器的故障將會導致嚴重的信息傳輸問題。
在地區網中,路由器的主要作用是網絡連接和路由選擇,即連接下層各個基層網絡單位--園區網,同時負責下層網絡之間的數據轉發。
在園區網內部,路由器的主要作用是分隔子網。
早期的互連網基層單位是局域網(LAN),其中所有主機處於同一邏輯網絡中。隨著網絡規模的不斷擴大,局域網演變成以高速主干和路由器連接的多個子網所組成的園區網。在其中,處個子網在邏輯上獨立,而路由器就是唯一能夠分隔它們的設備,它負責子網間的報文轉發和廣播隔離,在邊界上的路由器則負責與上層網絡的連接。
劃分子網可以縮小廣播域,減少廣播風暴對網絡的影響。路由器每一接口連接一個子網,廣播報文不能經過路由器廣播出去,連接在路由器不同接口的子網屬於不同子網,子網范圍由路由器物理劃分。
對交換機而言,每一個端口對應一個網段,由於子網由若干網段構成,通過對交換機端口的組合,可以邏輯劃分子網。廣播報文只能在子網內廣播,不能擴散到別的子網內,通過合理劃分邏輯子網,達到控制廣播的目的。
由於邏輯子網由交換機端口任意組合,沒有物理上的相關性,因此稱為虛擬子網,或叫虛擬網。虛擬網技術不用路由器就解決了廣播報文的隔離問題,且虛擬網內網段與其物理位置無關。
即相鄰網段可以屬於不同虛擬網,而相隔甚遠的兩個網段可能屬於不同虛擬網,而相隔甚遠的兩個網段可能屬於同一個虛擬網。不同虛擬網內的終端之間不能相互通信,增強了對網絡內數據的訪問控制。