一、網(wǎng)絡設備的重要性及區(qū)別

在現(xiàn)代網(wǎng)絡中，交換機、路由器和防火墻是不可或缺的基本設備。它們各自扮演著重要的角色，具有不同的功能和工作原理。下面將對它們進行詳細剖析。

二、交換機——網(wǎng)絡橋梁

交換機在局域網(wǎng)（LAN）中類似于立交橋，它主要用于連接其他網(wǎng)絡設備（如路由器、防火墻和無線接入點），并與客戶端設備（如計算機、服務器、網(wǎng)絡攝像機和IP打印機）建立連接。

簡而言之，交換機為網(wǎng)絡上的各種設備提供了一個中心連接點。

三、交換機的工作原理

交換機通過查找數(shù)據(jù)幀中的源MAC地址和目的MAC地址，并將其保存在表中，來實現(xiàn)其工作。每個網(wǎng)卡、交換機和路由器端口都有唯一的MAC地址。

當交換機收到一個沒有目的MAC地址的數(shù)據(jù)幀時，它會將數(shù)據(jù)幀廣播到所有的交換機端口，這個過程被稱為廣播。當接收到響應時，交換機會將MAC地址存儲在表中，避免再次進行廣播。

四、路由器——互聯(lián)網(wǎng)接入

路由器，也被稱為網(wǎng)關(guān)設備，通常用于路由不同網(wǎng)絡之間的數(shù)據(jù)包，并根據(jù)信道狀況自動選擇和設定路由，實現(xiàn)您的網(wǎng)絡與互聯(lián)網(wǎng)的連接。實際上，互聯(lián)網(wǎng)是由成千上萬個路由器組成的。

五、路由器的工作原理

路由器會檢查每個數(shù)據(jù)包的源IP地址和目的IP地址，并在IP路由表中查找數(shù)據(jù)包的目的地，然后將數(shù)據(jù)包路由到另一個路由器或交換機上，直到達到目的IP地址并作出回應。

當有多個路徑可以到達目的IP地址時，路由器會選擇最經(jīng)濟和最快速的路徑。如果路由表中沒有列出數(shù)據(jù)包的目的地，數(shù)據(jù)包將被發(fā)送到默認路由器（如果有的話），如果沒有目的地，數(shù)據(jù)包將被丟棄。

通常，路由器由互聯(lián)網(wǎng)服務提供商（ISP）提供，并分配給您一個公共的路由器IP地址。公共IP地址被識別為外部IP地址，而私有IP地址受到保護。

桌面、筆記本電腦、iPad、電視媒體盒和網(wǎng)絡復印機的私有IP地址是不同的，這樣路由器才能識別每個設備的請求。

六、路由器的作用

路由器用于在不同的網(wǎng)絡之間進行轉(zhuǎn)換。除了常見的以太網(wǎng)，還有其他不同類型的網(wǎng)絡，如ATM和令牌環(huán)網(wǎng)。這些網(wǎng)絡使用不同的方式封裝數(shù)據(jù)，因此它們不能直接通信。而路由器可以將這些數(shù)據(jù)包從一個網(wǎng)絡轉(zhuǎn)換到另一個網(wǎng)絡，以實現(xiàn)更高效的數(shù)據(jù)傳輸。

路由器還可以減少網(wǎng)絡混亂。如果沒有路由器，廣播將在網(wǎng)絡中的每個設備和端口上傳播，并由每個設備處理。當廣播數(shù)量過多時，整個網(wǎng)絡將變得混亂。路由器將網(wǎng)絡劃分為較小的子網(wǎng)，阻止廣播在子網(wǎng)之間傳播，從而幫助解決這個問題。

七、交換機與路由器的區(qū)別

由于三層交換機可以進行路由，有人可能會問是否還需要路由器。實際上，每個設備都有自己的功能，是否需要路由器取決于多種因素。

對于規(guī)模較小的網(wǎng)絡（如具有10-100個用戶的網(wǎng)絡），三層交換機的成本較高，選擇一個適當?shù)穆酚善骺梢砸院侠淼某杀緷M足網(wǎng)絡需求。

另一方面，可以在路由器上安裝交換模塊，使其具備類似三層交換機的功能。因此，設備的選擇應考慮可擴展性、軟件功能、硬件性能、應用場景和成本等因素，不能一概而論。

八、防火墻——網(wǎng)絡保護

防火墻是位于內(nèi)部網(wǎng)絡和外部網(wǎng)絡之間的網(wǎng)絡安全系統(tǒng)，用于隔離內(nèi)部網(wǎng)絡和外部網(wǎng)絡。

防火墻通?？梢员Ｗo內(nèi)部/私有局域網(wǎng)免受外部攻擊，并防止重要數(shù)據(jù)泄露。在沒有防火墻的情況下，路由器會在內(nèi)部網(wǎng)絡和外部網(wǎng)絡之間傳遞流量，而沒有過濾機制。而防火墻不僅可以監(jiān)控流量，還可以阻止未經(jīng)授權(quán)的流量。

除了將內(nèi)部局域網(wǎng)與外部互聯(lián)網(wǎng)隔離之外，防火墻還可以將局域網(wǎng)中的普通數(shù)據(jù)和重要數(shù)據(jù)進行分離，從而避免內(nèi)部入侵。

九、防火墻的工作原理

防火墻有硬件防火墻和軟件防火墻兩種類型。硬件防火墻允許您通過傳輸控制協(xié)議（TCP）或用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議（UDP）定義阻止規(guī)則，例如禁止對不必要端口和IP地址的訪問。

軟件防火墻類似于代理服務器，它在內(nèi)部網(wǎng)絡和外部網(wǎng)絡之間充當中間人，使內(nèi)部網(wǎng)絡不直接與外部網(wǎng)絡通信。許多企業(yè)和數(shù)據(jù)中心會結(jié)合使用這兩種類型的防火墻，以提高網(wǎng)絡安全性。

十、交換機、路由器和防火墻的連接方式

通常情況下，路由器是局域網(wǎng)的入口，內(nèi)部網(wǎng)絡和路由器之間的防火墻用于過濾非法訪問。然后，連接交換機。

需要注意的是，許多互聯(lián)網(wǎng)服務提供商現(xiàn)在提供光纖服務（FiOS），因此您需要使用調(diào)制解調(diào)器將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為可以通過以太網(wǎng)銅纜傳輸?shù)碾娦盘?，然后再連接到防火墻。

典型的連接順序是：互聯(lián)網(wǎng) -調(diào)制解調(diào)器 -路由器 -防火墻 -交換機，然后交換機再連接其他網(wǎng)絡設備。

交換機允許內(nèi)部局域網(wǎng)內(nèi)的設備進行通信，路由器連接您到互聯(lián)網(wǎng)，防火墻保護您的網(wǎng)絡。這三種設備在網(wǎng)絡中都起著重要的作用，缺一不可。

審核編輯：湯梓紅