问题

为什么路由器一般要接交换机再接AP?

回答
这个问题很有意思,其实不是所有情况下都必须要经过交换机再接 AP。但这背后确实有一套非常普遍且合理的网络设计思路,我来给你好好说道说道。

先来说说路由器的角色。路由器,顾名思义,就是负责路由的设备。它的核心工作是连接不同的网络,并且根据目标 IP 地址决定数据包应该往哪个方向转发。在家庭或小型办公网络里,我们通常用一个无线路由器,它集成了好几种功能:

1. 路由功能:连接你的内部局域网(你家的 WiFi 和有线设备)到外部广域网(互联网)。它会获取一个公网 IP 地址(通常来自你的宽带运营商),然后把你的私网 IP 地址转换成公网 IP 地址(NAT 技术)。
2. 交换机功能:很多家用路由器背面都有几个网口,这些网口就组成了一个内置的交换机。它们允许你将多个有线设备连接到路由器,并让这些设备之间能够互相通信。
3. 无线接入点 (AP) 功能:路由器内置了 WiFi 发射模块,让你的无线设备可以连接到网络。

所以,很多时候,你可以直接把 AP(或者就是一台电脑、一个游戏机)接在路由器的 LAN 口上,它们就能正常工作。

那么,为什么在一些稍微复杂一些的网络环境中,我们会看到“路由器 > 交换机 > AP”这样的结构呢? 主要原因是为了扩展性、管理便利性和灵活性。

为什么要加交换机?

你可以把交换机想象成一个“智能的集线器”。它能让连接到它上面的设备之间高效地进行通信,并且更聪明地只把数据送到需要的地方。

1. 扩展有线端口数量:这是最直接的原因。一个家用路由器通常只有 34 个 LAN 口。如果你需要连接很多有线设备,比如多台电脑、打印机、NAS(网络存储)、网络摄像头等等,路由器的内置交换机端口就不够用了。这时,我们就需要一个独立的交换机来扩展连接数量。你可以把路由器的一个 LAN 口接到交换机上,然后从交换机连接到无数个设备。

2. 隔离和划分网络(VLAN):这是更高级但非常实用的原因。在大型网络或者企业环境中,我们经常需要将网络划分为不同的“虚拟局域网”(VLAN)。比如,你可以把办公区的电脑划分到一个 VLAN,访客 WiFi 划分到另一个 VLAN,监控摄像头划分到再一个 VLAN。这样做的好处是:
安全:不同 VLAN 的设备默认是不能互相通信的,这提高了网络的安全性。比如,访客的网络无法访问公司内部的服务器。
性能:每个 VLAN 就像一个独立的小型广播域,可以减少不必要的网络流量,提高整体性能。
管理:方便对不同部门或用途的网络进行独立的配置和管理。

路由器在其中扮演的角色是网关和路由。它负责在不同的 VLAN 之间进行数据转发(如果策略允许的话),而交换机(特别是三层交换机或支持 VLAN 的二层交换机)则负责在同一个 VLAN 内高速传输数据,以及根据配置将数据放到正确的 VLAN 接口上。

3. 集中管理和配置:当网络规模增大时,我们可能需要一个集中的设备来管理网络连接。交换机可以提供更丰富的管理功能,比如端口镜像(监控特定端口流量)、端口隔离(防止端口之间直接通信)等。

为什么 AP 要接在交换机后面?

AP 的核心功能是提供无线接入。它本身也需要一个网络连接来和内部网络以及互联网通信。

1. 统一的有线骨干网络:当你在一个建筑里需要部署多个 AP 来提供全覆盖的 WiFi 时,通常会有一个集中的布线点。这个布线点会连接到交换机。然后,各个 AP 的网线会直接拉到交换机上。这样就形成了一个有线骨干网络,所有 AP 都连接到这个网络中,也就能共享路由器提供的互联网连接和内部网络资源了。

2. AP 的数量和分布式部署:如果你在一个大型办公楼里,可能有十几个甚至几十个 AP。把这几十个 AP 都直接接到一个路由器的 LAN 口上是不现实的。通过交换机,你可以轻松地将所有 AP 连接到网络的核心。

3. 集中管理和配置 AP:现在很多 AP 可以被集中管理,比如通过一个 AC (Access Controller) 控制器。AP 从交换机获取 IP 地址,然后连接到控制器进行配置和管理。这种模式下,交换机就成了 AP 连接到控制器和路由器的必经之路。

4. 避免 AP 成为瓶颈:虽然 AP 本身可能有带宽限制,但如果它直接连接到路由器的 LAN 口,而这个 LAN 口是共享路由器的总带宽,那么在客户端设备数量多的情况下,可能会造成拥堵。通过一个高性能的交换机作为中间层,可以将 AP 的连接与路由器核心的连接进行更有效的管理和分配。

举个例子来理解:

想象一下,你的路由器是一个城市里的“交通枢纽”,它连接着你家(局域网)和外部世界(互联网)。

直接接 AP 的情况:就像你家门口有一条小路(路由器 LAN 口),你把几辆车(有线设备)和一辆巴士(AP)直接停在路边。如果车太多,小路就堵了。巴士(AP)可以载几个人(无线设备)进去。

路由器 > 交换机 > AP 的情况:
路由器(交通枢纽)有一条主干道连接到一个大型停车场(交换机)。
这个停车场(交换机)有很多停车位(端口),你可以把几十辆车(有线设备)和几辆大型巴士(AP)都停进去。
每辆巴士(AP)又能载很多乘客(无线设备)。
这样,即使有很多车和巴士,它们都能有序地停在停车场,并通过主干道进出城市。如果停车场很大(大容量交换机),还能更好地处理大量交通。

总结一下:

“路由器接交换机再接 AP”的模式,并不是强制性的,但它是构建一个更具扩展性、灵活性和管理性的网络的基础。尤其是在需要连接多个有线设备、需要划分不同网络区域(VLAN)、或者需要部署多个 AP 来提供无线覆盖的场景下,使用交换机就显得非常必要了。它将网络的“连接”层和“路由”层分离开,使得网络的搭建和维护更加高效和有条理。

所以,并不是说“必须”,而是说“这样做更合理、更强大、更易于管理”。

网友意见

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1、 家庭用户真的不是什么转发能力强弱,单纯只是端口不够用罢了。

对于现在的家用WiFi路由器而言,内网的端口要么是主芯片自带,要么是单独一个交换芯片,自带的通常有限偏少,如果家里每个房间都预留网线面板,那么端口确实不够用,需要接一个交换机来扩展端口。

至于交换性能,路由器内置的LAN口要么是交换机芯片,单独的硬件转发,也没性能问题,至于主芯片自带的,即便是没硬转发的低端路由,CPU软交换通常也够家用,不足以成为瓶颈。

当然这是家用场景,如果是小微企业拿来用,那还真是挂个交换机更好。

现在家用WiFi路由器还有个趋势,LAN口越来越少,动辄1WAN+4LAN的设计反倒是少见了。只有一些中高端机型上才会保底四到八个LAN口。

2、企业用户,除了端口不够用,内部交换数据确实也不少。

还有企业用户还可能会用到VLAN和Acl规则做些安全上的配置,这些交给路由来说不现实,毕竟几百个端口的路由器有是有,往上怼板卡扩展就是了,但是价码确实贵了点。

3、至于交换机接AP么,那是因为AP需要PoE来实现网线同时供电。

少了的话,用PoE模块给网线加电,

AP多了的话,带宽和流量也大,自然是PoE交换机更划算和稳定,下面华为这个是双万兆上联的,普通的更便宜实惠。

家用AP方案还有另外一种经济型选装,就是AC+路由+PoE一体机,适合AP不是特别多的家用方案。

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