路由器的作用与特点
路由器的作用
作为网络互连的一种关键设备，路由器是伴随着Internet和网络行业发展起来的。正如其名字的寓意一样，这种设备最重要的功能是在网络中对IP报文寻找一条合适的路径进行“路由”，也就是向合适的方向转发。它的实质是完成了TCP/IP协议族中IP层提供的无连接、尽力而为的数据报传送服务。
在上图中，PCA和PCB分别处于两个网段当中，因此，PCA和PCB的通信必须依靠路由器这类网络中转设备来进行。先来考察PCA向PCB发送报文时，沿途经过的路由器的作用。
首先，PCA会对IP报文的目的地址进行判断，对需要到达其他网段的报文，一律交给其默认网关进行转发，在本例中PCA的默认网关设备为RTA。RTA为了完成转发任务，会检查IP报文的目的地址，找到与自身维护的路由转发信息相匹配的项目，从而知道应该将报文从哪个接口转发给哪个下一跳路由器。在这个例子中，假设RTA通过路由器转发将报文发送给了RTB。类似地，RTB经过路由查找将报文发送给RTE。因为RTE通过IP报文的目的地址判断PCB处于其直连网络上，所以讲报文直接发送给PCB。（以上是对路由器进行IP报文转发过程和原理的大致描述，在后续的模块中，我们还将进一步学习路由信息和转发过程的细节。）
在上图中，路由器之间的连接可以是同样的链路类型，也可以是完全不同的链路类型。比如，对于RTD来讲，它的一侧使用时分复用的串行链路，而另外一侧使用共享介质同时与RTE和PCB连接。因此，路由器的第二个重要作用就是用来连接“异质”的网络。
最后，路由器进行报文转发依赖自身所拥有的路由转发信息，这些信息可以手工配置，但更常见的情况是路由器之间自动地进行路由信息的交换，以适应网络动态变化和拓展的要求，因此，路由器的另一个重要作用是交互路由等控制信息并进行最优路径的计算。
了解了路由器的作用，对路由器的特点就比较容易理解：
按照ISO/OSI参考模型，路由器主要工作在物理层、数据链路层和网络层。当然，为了实现一些管理功能，比如路由器本身也可以作为FTP的服务器端，因此路由器也要实现传输层和应用层的某些功能。但从作为互联网设备的角度讲，***层、数据链路层和网络层的功能是路由器的基本特点。
路由器的接口类型比较丰富，因此可以用来连接不同介质的“异质”网络。比较第一个特点，也可以看出，路由器因此要支持较为丰富的物理层和链路层的协议和标准。
如在上面的例子看到，路由器要依靠路由转发信息对IP报文进行转发。这是IP层也是路由器的核心功能。
为了形成路由表和转发表，路由器要交互路由等协议控制信息。
交换机的作用和特点
交换机的作用
如上图所示，PCA、PCB、PCC、PCD和交换机SWA、SWB处于同一个局域网中，因此，SWA和SWB的核心作用是利用桥接和交互将局域网进行扩展。
从数据转发机制上看，交换机与路由器的作用也有不同。假设PCB要和PCC进行通信，由于两者处于同一个网络，PCB首先要根据PCC的二层地址（即MAC地址）信息，将信息封装成以太网帧，并通过自身的网络接口发出，于是SWA将收到此帧。与路由器不同，SWA不是依靠第三层IP目的地址，而是第二层的MAC地址来决定如何转发报文。SWA在MAC地址表中查找与报文目的MAC地址匹配的表项，从而知道应该将报文从与SWB相连的端口转发出去；如果没有匹配的项目，报文将广播到除收到报文的入端口处的所有其他端口。SWB也会执行同样的操作，直到把报文交给PCC。
不难发现，在整个发送过程中，PCB并不需要了解SWA的存在，而SWA同样不需要了解SWB的存在，因此这种交换过程是透明的。
交换机的特点
至此，从交换机的作用和转发报文过程看，我们可以将传统以太网交换机的特点归纳如下：
它主要工作在OSI模型的物理层、数据链路层，不依靠三层地址和路由信息。
传统交换机提供以太局域网的桥接和交互，而不必连接不同种类的网络。
交换机上的数据交互依靠MAC地址映射表，这个表是交换机自行学习到的，而不需要相互交互目的地的位置信息。
交换机和路由器的发展趋势
路由和交换的融合
多业务功能的融合
路由器和交换机的发展趋势体现在两个融合上
首先，路由器和交换机在功能上逐渐走向融合。路由主要体现在第三层（IP）互联的功能，而交换特指以太网数据链路层的交换。现在，越来越多的路由器开始提供二层以太网交换模块与功能；交换机也不仅仅提供二层交换的基本功能，而增加了路由等三层功能。如今，路由器和交换机依然是网络互联主要和关键的设备，交换和路由的融合扩展了这两种设备的应用范围，增加了设备使用的灵活性。
其次是多业务功能的融合。在网络应用的驱动下，安全、语音、无线等业务功能逐步被集成到路由器和交换机中。使得传统的路由交换设备不仅仅完成网络互联功能，还可以提高一定的增值业务功能。同时，这方面的特征还体现在设备厂商开放一定的接口，以促成厂商间在网络设备上实现一定程度的集成。
路由器和交换机有多种分类方法。比如，传统上根据设备的功能和性能分为高端、中端和低端路由器或交换机。也可以根据设备所在的网络位置，分为核心、汇聚、接入路由器或交换机。另外，其他的一些分类和命名方法——如多业务路由器或交换机——则从另一个角度展示了路由器和交换机的用途和发展趋势。
H3C路由器和交换机介绍
H3C系列路由器
对于大型企业网络的核心和骨干层，H3C提供SR8800系列路由器，该系列路由器采用了分布式的高性能网络处理器（NP）硬件转发技术和Crossbar无阻塞交换技术，保障了高处理性能。作为核心路由器，SR8800提供双路由交换主控板，可支持12个业务板插槽，可支持万兆（10G）业务板。SR8800同时融合了以太网交换机的特性，提供了常用二层功能，是典型的路由交换一体化设备。
MSR(Multiple Services Router)多业务开放路由器是H3C专门面向行业分支机构和大中型企业而推出的新一代网络产品。包括MSR50、MSR30和MSR20等系列。MSR路由器在硬件设计上充分地考虑了业务综合集成的需要，采用了N-Bus多总线设计方案，也即语音、数据、交换、安全四大业务分别经由不同的总线，由专门的协处理引擎并行完成处理，有利于消除总线和CPU的性能瓶颈。
MSR路由器另外一个显著的特点是采用了OAA(Open Application Architecture)开放应用体系架构，产品提供了一个公开软硬件接口及标准规范的开放平台，任何厂商与合作伙伴均可以基于此平台开发更为深层智能的网络应用功能。
此外，H3C还提供AR46和AR28系列模块化路由器，作为大型网络的汇聚或接入路由器以及小型网络的核心设备。
H3C路由器示例
上图显示了H3C MSR30-40路由器的直观图。前面主要包括配置口（Console）、备份配置口（AUX）和CF开插槽以及电源开关等部件。前面板还配置了系统指示灯、电源指示灯、CF卡指示灯、以辅助用户对系统运行状态进行监控和判断。
MSR30-40是一种模块化的路由器，如后面板所示，通过提供多种类型的接口模块来实现多种网络的互联。
MSR30系列路由器提供对通用模块SIC（智能接口卡）和MIM(多功能接口模块)接口卡的支持，每个接口模块的大小、接口类型和数目也各不相同，用户可以根据实际情况进行灵活配置。
H3C交换机系列
H3C的S9500核心路由交换机，提供大容量、高性能的L2/L3转发服务，以及集成的安全特性。H3C高端交换机还包括S7500及S7500E系列。
H3C中低端交换机系列产品类型较多，包括S5600、S5510、S5500-EI/SI、S5100-EI/SI、S3610、S3600、S3100系列等等。其中S5100-EI/SI及S3100为只提供二层交换功能的交换机。其他交换机均同时提供三层功能。
本课程选用的S3610交换机系列产品是H3C基于全新软硬件平台开发的支持IPv4/IPv6双栈的路由交换设备。根据提供接口与类型的不同又分为S3610-28P、S3610-28F、S3610-28TP、S3610-52P等。
H3C交换机示例
上图所示为H3C S3610系列交换机。与路由器类似，交换机也提供Console口进行设备参数的配置。
根据交换机提供的以太网端口数目、接口类型不同，可以对各型号交换机进行进一步的命名。如S3610-28TP交换机提供了24个10M/100M自适应以太端口、2个10M/100M/1000M自适应的以太端口，还提供了2个SFP类型的千兆以太端口。
H3C网络设备操作系统Comware
Comware的作用
H3C网络设备的操作系统的名字是Comware,它经历了从多产品平台向统一平台发展和变革的过程。Comware的含义是网络设备共用的核心软件平台。就像计算机的操作系统控制PC的作用一样，Comware负责整个硬件和软件系统的正常运行，并为用户提供了管理设备的接口和界面。
类似于OSI和TCP/IP协议栈的分层思想，Comware也是采用模块化的方法构建的。一方面，Comware对硬件驱动和底层系统进行了封装，为上层各个模块提供了统一的编程接口。另外一方面，Comware对硬件驱动和底层系统进行封装，为上层各个模块提供了统一的编程接口。另外一个方面，对于上层实现分为链路层、IP转发、路由、安全等功能模块，以便于协议功能的实现和扩展。
最后，Comware也制定了内部软硬件接口标准和规范，对第三方厂商提供了开放平台与接口。
Comware的特点
Comware的特点可以归纳如下：
支持IPv4和IPv6双栈。IPv6是下一代的IP标准及技术，可以解决IPv4地址缺乏等相关重要问题。
支持多CPU，增强网络设备的处理能力。
同时提供路由和交换功能。作为网络设备的操作系统平台，可以同时被路由器和交换机所共用。
Comware注重了系统的高可靠性和弹性扩展功能，提供了IRP(Internet Resilient Framework，智能弹性架构)特性。
Comware采取组件化设计并提供开放接口，便于软件的灵活裁剪和定制，因此具有良好的伸缩性和可移植性。
