在我刚接触网络知识的时候，有时候总是会被一个问题所困扰，那就是桥接、交换和路由之间的区别，相信大部分初学计算机网络知识的网友朋友都会有这样的情 况。前几天就遇到了一位网友朋友提出这样的疑问，今天我就带大家来了解什么是桥接、交换和路由，并且对于三者之间的区别及应用场景做个详细的介绍。
1 、什么是桥接
桥接工作在OSI 网络参考模型的第二层数据链路层，是一种以MAC 地址来作为判断依据来将网络划分成两个不同物理段的技术，其被广泛应用于早期的计算机网络当中。
我们都知道，以太网是一种共享网络传输介质的技术, 在这种技术下，如果一台计算机发送数据的时候，在同一物理网络介质上的计算机都需要接收，在接收后分析目的MAC 地址，如果是属于目的MAC 地址和自己的MAC 地址相同便进行封装提供给网络层，如果目的MAC 地址不是自己的MAC 地址，那么就丢弃数据包。
桥接的工作机制是将物理网络段（也就是常说的冲突域）进行分隔，根据MAC 地址来判断连接两个物理网段的计算机的数据包发送。
下面，我们举个例子来为各位网友讲解：在下图中的网络结构中，有两台集线器分别连接多台计算机，我们分别将A 集线器和B 集线器定为A 冲突域和B 冲突域。在这样的网络环境中，如果计算机A 向计算机C 发送数据包时，集线器A 会将数据包在整个网络中的全部计算机（包括集线器B ）发送一遍，而不管这些数 据包是不是需要发送到另一台区域B 。
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图1 |
我们再将集线器A 和集线器B 分别连接到网桥的两个端口上，如果计算机A 再向计算机C发送数据包时会遇到什么样的情况呢？这时集线器A 也是同样会将数据包在 全网发送，当到达网桥后，网桥会进行数据包目的MAC 地址的分析，然后对比自己学习到的MAC 地址表，如果这个表中没有此MAC 地址，网桥便会在两个网段 上的发送数据包，同时会将计算机A 的MAC 地址记录在自己的表当中。
经过多次这样的记录，网桥会将所有的MAC 地址记录，并划分为两个段。这时计算机A 再次发送数据包给B 的时候，因为这两台计算机同处在一个物理段位上，数 据包到达网桥时，网桥会将目的MAC 地址和自己的表进行对比，并且判断计算机A 和计算机B 在同一个段位上，便不会转发到区域B 当中，而如果不在同一个物理 段当中，网桥便会允许数据包通过网桥。
通过以上的例子我们了解到，网桥实际上是一种控制冲突域流量的设备。网桥现在基本上已经很少用到了，除了隔离冲突域以外，网桥还可以实现不同O 类型网络的连接（令牌环网和以太网之间的连接）和网络的扩展（IEEE 的5.4.3 连接规则）等等功能。
2 、什么是交换
交换同样工作在OSI 网络参考模型的第二层数据链路层，也是一种以MAC 地址来作为判断依据来将网络划分成两个不同段的技术，不同的是交换将物理网段划分到每一个端口当中，简单的理解就是一种多端口的网桥，它实际上是一种桥接技术的延伸。
在前面的了解当中，我们已经知道桥接是连接两个不同的物理网段（冲突域）的技术，交换是连接多个物理网段技术，典型的交换机通常都有多个端口，每个端口实 际上就是一个网桥，当连接到交换机端口的计算机要发送数据包时，所有的端口都会判断这个数据包是否是发给自己的，如果不是就将其丢弃，这样就将冲突域的概念扩展到每个交换机端口上。
我们还是举例为大家说明，在下面的图中，我们可以看到计算机A 、B 分别连接到交换机的不同端口当中，当计算机A 向B 发送数据包时，假设这时A 端口并没有学习到B 端口的MAC 地址，这时，A 端口便会使用广播将数据包发送到除A 端口以外的所有端口（广播域），当其他计算机接收到数据包后会与自己的MAC 地址进 行对比，然后简单的丢弃数据包；当B 接收到数据包后，通过对比后接收数据包，并且记录源地址。通过反复这样的学习，交换机会构建一个基于所有端口的转发数据库，存储在交换机的内容可寻址存储器当中（CAM ）。
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图1 |
在交换机学习到所有端口的信息后，计算机A 再次发送数据包给B 时，就不再广播地址，而是直接发送到转发数据库中所对应的B 端口。通过这样的学习，在交换机上实现了微分段，每个连接到交换机端口的计算机都可以独享带宽。
3 、什么是路由
路由工作在OSI 参考模型的第三层网络层当中，它是基于第三层的IP 地址信息来作为判断依据来将网络划分成不同段（IP 子网）的技术，与桥接和交换不同， 路由划分的是独立的逻辑网段，每个所连接的网段都具有独立的网络IP 地址信息，而不是以MAC 地址作为判断路径的依据，这样路由便有隔离广播的能力；而交换和桥接是划分物理网段，它们仅仅是将物理传输介质进行分段处理。同时路由具备路径选择的功能，会根据不同的目的IP 地址来分析到达目的地最合适的路径。
在下图中，我们看到路由器所连接了三台交换机，这三台交换机分别被划分为三个不同的子网地址段：192.168.0.0 、192.168.1.0 、 192.168.3.0 。当计算机A 向B 发送数据包时，在不知道到达B 的路径时，交换机A 会将数据包在自己所在的段上全网广播，当到达路由器中，路由器便 不会再广播这个数据包，它根据路由协议的规则来判断到达B 应该选择将其转发到那个段上，这时便会将数据包转发到对应的IP 地址段当中，而不广播到不需要这个数据包的C 网段当中。如果路由器中没有规则定义到达目的IP 地址的路径时，它会直接丢弃这个数据包。
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图3 |
路由器主要有路径选择和数据转发两个基本功能，但在很多场景下，路由器一般都承担着网关的角色。在国内，我们通常都是采用PPPOE 拨号或者静态路由两种 方式实现局域网共享上网。这时，路由器主要的功能是实现局域网和广域网之间的协议转换，这同样也是网关的主要用途。
4 、三者之间的区别
（1 ）位于参考模型的层数不同
在开放系统互联参考模型当中，网桥和交换机都是位于参考模型的第二层- 数据链路层，而路由器则位于更高一层- 网络层。
（2 ）基于的路径判断条件不同
由于位于OSI 参考模型的层数不同，所以使交换机、网关这两种设备判断路径的条件也不相同，网桥和交换机是根据端口的MAC 地址来判断数据包转发，而路由器则使用IP 地址来进行判断。
（3 ）控制广播的能力不同
网桥和交换机（三层交换机或支持VLAN 功能的除外）这两种设备是无法控制网络的广播，如果有广播数据包，就会向所有的端口转发，所以在大的网络环境当中，必须得要有路由器来控制网络广播。
（4 ）智能化程度不同
在判断数据的时候，网桥只能判断是否在同一个物理网段，交换机则可以判断数据包是属于那个端口，但是这两种设备都没有选择最优路径的能力，而路由器基于IP 地址判断路径，所以会根据IP 地址信息来判断到达目的地的最优路径。