路由器可以当交换机使用吗

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导读

路由器能够作为交换机使用的效果，主要是通过一种称为"单臂路由"或"路由转发表"的配置方法实现的。其核心原理是让路由器只工作在第二层（数据链路层），不再执行其主要的第三层（网络层）路由功能，而是专注于它本身具备的数据转发和交换能力。

以下是围绕这个主题的各方面说明：

很多人确实希望通过简单的设置，将手头的家用或小型企业级路由器转变为纯功能的网络交换机，以扩展有线网络接口数量。这并非不可能，尤其在一些特定型号和特定连接方式下，路由器中承担了类似二层交换的核心芯片，理论上可以用来转发数据包。具体实现方法和限制如下：

路由器本质上是OSI模型第三层（网络层）的设备，它的核心功能是根据目标IP地址进行路径选择和数据包转发，拥有路由表和MAC地址表。交换机则是第二层（数据链路层）设备，它的主要职责是根据目标MAC地址进行数据帧的交换和转发，依赖MAC地址表来完成局域网内的高效通信。

尽管路由器的功能定位不同，但现代很多路由器，尤其是带有多千兆网口的型号，其内部交换芯片的功能比较强大。如果路由器前面的设备（如光猫或主路由器）使用了特定的连接方式（如PPPoE拨号模式或仅启用路由功能），可以指令路由器只处理内部连接，将其功能切换到类似于交换机的第二层转发模式。这种模式有时被称为“断网模式”或“纯交换模式”。

成功的前提在于该路由器必须支持这种设置方法。部分千兆以上的无线路由器品牌（如博通、高通方案为主的许多型号）通常都内置了较为完善的硬件交换能力。当路由器连接到上游设备的LAN口或WAN口（依据配置模式而定）并接受来自上游设备路由信息后，就能开始执行分组转发。这种方法虽然实现了类似交换机的功能，但由于路由器本身保留了其路由协议的运作能力，可能会与上游设备的路由表产生冲突，并且在路由器内部，转发决策通常是基于其内部的路由表，而不是纯粹的MAC表。此外，路由器进行转发的速度和性能通常无法与专业的第二层交换机相比，并且一些路由功能（如防火墙、ACL等）在这种模式下可能并不会被禁用，也可能变慢或偶尔启用。有些路由器品牌或型号支持单独的拨号连接方式，可以把WAN口连接到光猫或主路由器的LAN口，并在这个设置下强制路由器不做任何路由决策，纯粹执行交换转发任务，这种模式下路由器表现得更接近交换机。

相较于直接购买一个交换机，路由器作为交换机的好处主要是利用了已有的设备，省去了额外购买，且可能只需要对已有设备进行重新连接即可，无需复杂配置。如上所述，部分路由器打开路由功能时会导致无法自定义转发规则或MAC表，如果路由器支持完全的环境适应能力，那么这种模式下的综合转发能力（包括防火墙、QoS等，尽管很多时候并未使用这些功能）可能会比直接连接到路由器LAN口进行交换具有一些优势，但这取决于您实际的网络需求。

路由器的核心功能是路由，但在某些配置模式下，其转发能力确实可以覆盖交换机的部分基本功能，尤其是在提供额外局域网接口方面。然而，其行为、性能及增加的复杂性，都与专业交换机存在差异。明确路由器替代交换机使用的前提条件和可能遇到的具体操作方法至关重要。

要将路由器设置为纯粹的交换机模式，具体的步骤会依赖于路由器的品牌、型号以及其固件支持。以下是一些通用思路和常见问题：

1. 多数路由器没有“交换机模式”这个明确菜单项。

2. 需要找到一种方法来禁用路由器的NAT功能、DHCP服务器功能，并确保路由器只参与内部MAC地址学习和转发。

3. 这通常涉及到登录到路由器的管理界面（通常通过浏览器访问192.168.1.1或192.168.0.1），并进行如下设置：

   • 禁用NAT/地址转换： 确保路由器接口不分进出数据，上游设备负责进行NAT。
   • 禁用DHCP服务器： 防止路由器自动分配IP地址给连接到它的设备。
   • 配置WAN口或连接口： 将需要用来连接其他网络设备的物理网口（可能是LAN口，也可能是WAN口，取决于特定连接环境下的需求）设置为“路由”模式或确保它们正确地学习到本地网络的MAC地址（有时可能需要启用代理ARP，但这比较高级且网络兼容性可能不好）。
   • 确保转发规则正确： 取消所有外部访问的规则，专注于内部接口之间的转发。

4. 在某些特定连接方式（也是常见的方法）下：

   • 将主路由器（或光猫）通过LAN口连接到目标用作交换机的路由器的WAN口。
   • 将该路由器设为PPPoE拨号客户端，这样原本打开路由表，维护外部连接的责任转移到了路由器前台设备手上。
   • 这样一来，后置的该路由器由于不再进行主干路由任务，可能表现出类交换的行为。

5. 另一种方法（适用于新手）：断开路由器的电源连接，将其置于一个完全隔离状态（物理断电），理论上，由于不执行任何处理，路由器芯片只是机械地复制并转发数据包，但这种方式需要将需要连接的设备直接接到该路由器的LAN口上，并且确保上游设备已经正确处理了所有路由问题。

6. 关键注意事项：

   • 上游设备： 即使将路由器配置成类交换机，上游设备（主路由器或光猫等）仍然需要负责地址翻译，否则您的局域网内的设备无法访问互联网。
   • 网络冲突： 不是所有网络环境都适用路由器当交换机。例如，在一个已经有很多默认路由的复杂网络中，路由器的知识面（其路由表）可能导致扰动。
   • 稳定性： 这种用法可能会带来稳定性问题，因为路由器并不是为此设计的主要工作模式。
   • 结果判断： 所有设置完成后，您可以测试连接的多台设备之间是否可以直接通信（不用经过主路由或路由器本身进行决策），以及是否访问了外部网络（必须保证上游设备配置了NAT相关设置）。如果访问外部网络需要，您可以尝试连接服务器，然后在浏览器中访问不同的站点，来确认是否是“瓶颈”在路由器，或是速度问题，也可能只是因为你的设备排他的路由器功能没有使用。达到此类效果需要满足前置条件且操作得当。

综上所述，路由器能否当交换机用是一个有条件的“是”，它本质是设备本身就具备设置为第二层转发能力，只是这种方式的适用性、稳定性和性能通常不如直接使用专门的交换机，并且特定品牌和型号支持程度不同。如果您想稳定地将路由器当作交换机使用，请查阅具体设备的技术手册或寻求厂商支持，同时也要考虑到可能产生的网络安全和其他性能限制。

总结来看，路由器在特定条件下可以承担类似交换机的部分功能，即在局域网内部进行数据转发。但路由器是基于第三层网络层设计、运行路由协议、处理IP地址和进行NAT转换，这使得它在扩展网络接口时需仔细配置且可能出现兼容性问题，更容易导致设备间通信不稳定，发生乱码，重启频繁，网站打开慢，最终发现路由器不能当交换机用，只能当做普通网络设备使用，在这种情境下，如果确实需要扩展接口，购买专门的交换机，还是比利用路由器强，即便如此，偶尔也有交换机设置不规范导致异常的情况。