在现代网络中，光猫（ONT/ONU）、路由器和交换机各司其职，分别承担“光电转换”、 “路径选择”与“帧转发”的核心功能；三者协同则构成了从“最后一公里”到局域网内部的完整数据通道。本文将从它们的定义、工作原理、组网方式及选型场景四个维度，以第一视角揭示它们的差异与联系。
一、核心定义与所在网络层
1. 交换机：数据链路层的“端口扩展器”
网络交换机（Network Switch）是工作在OSI模型第二层（数据链路层）的硬件，通过学习并维护MAC地址表来决定将接收到的帧转发到哪一个端口，从而在同一局域网内隔离冲突域并高效交换数据报文 (维基百科，自由的百科全书)。
交换机可分为“无管理型”与“可管理型”，后者支持VLAN、链路聚合等高级功能，适用于企业级网络 (CSDN博客)。
2. 路由器：网络层的“路径选择者”
路由器（Router）位于OSI模型第三层（网络层），负责根据目的IP地址和路由表决定数据包的最佳转发路径，同时常集成NAT、防火墙、QoS等功能，是不同网络段间通信的“网关” (维基百科，自由的百科全书, 维基百科，自由的百科全书)。
典型家用无线路由器还内置DHCP服务器、无线AP模块，为家庭或小型办公场景提供“一站式”接入 (搜狐)。
3. 光猫：接入网的“光电转换器”
光纤线路终端（OLT/Optical Line Termination）是运营商侧的骨干设备，将核心网的电信号转换为无源光纤信号；而在用户侧，光网络终端（ONT/ONU）则把无源光信号再转回以太网电信号，完成“光–电”双向转换 (维基百科，自由的百科全书, 维基百科，自由的百科全书)。
用户侧的光猫通常集成PPPoE拨号功能，将转换后的信号交由路由器或其自身内置的路由功能进行上网 (知乎专栏)。
二、组网方式与连接顺序
1. 家庭/ SOHO 网络
- 典型架构：光纤→光猫（ONT）→路由器→交换机→终端设备 (河姆渡)。
- 若光猫自带路由功能，可省略外接路由器，光猫直接接交换机或无线AP；反之，为了更灵活的网络管理与Wi-Fi覆盖，多数用户仍选购独立路由器 (搜狐)。
- 交换机用于扩展有线端口，当路由器LAN口不够时可插在路由器下游，无需额外配置 (360文档助手)。
2. 企业/大规模局域网
- 核心层：三层交换机或路由器负责不同VLAN/子网间的路由转发。
- 汇聚层：高性能L2交换机承载大流量交换，可做ACL、QoS等初步过滤。
- 接入层：普通L2交换机为PC、IP电话、无线AP提供接入端口。
- 光猫或OLT则部署在网络最外围，与运营商接入链路相连，为内部网络提供带宽与业务接入。
三、功能对比与选型建议
| 设备 | 网络层级 | 核心功能 | 接口特征 | 典型场景 |
|---|---|---|---|---|
| 光猫(ONT) | 接入网层 | 光–电信号转换、PPPoE拨号 | 1–4×千兆LAN+光纤口 | FTTH 家庭宽带接入 |
| 路由器 | 网络层 | 路由选择、NAT、DHCP、防火墙、Wi-Fi | 1 WAN + 多 LAN + 天线 | 家庭/中小企业网络管理与无线覆盖 |
| 交换机 | 数据链路层 | MAC学习、帧转发、VLAN、链路聚合 | 多至数十/数百千兆/万兆 | 增加有线端口、构建VLAN、汇聚交换 |
选型参考
- 家用宽带接入：必选光猫+路由器，无线需求则选双频/三频路由器。
- 端口扩展：路由器LAN口不够时，加无管理型交换机；对VLAN有需求时，选可管理型交换机。
- 企业网络：接入层用L2交换机，核心/汇聚层用三层交换机或路由器，并在接入口部署OLT+ONU完成光纤到户或到楼。
四、运维要点与注意事项
- IP 冲突与子网规划：路由器上要合理划分子网，交换机VLAN要与路由策略一致，避免广播风暴。
- 性能与带宽：OLT/光猫带宽需匹配运营商下行速率；路由器与交换机背板带宽、转发率要满足业务需求。
- 安全隔离：核心网络层路由器启用ACL与防火墙；交换机部署端口安全、DHCP Snooping；光猫尽量关闭无用服务。
- 冗余与高可用：关键路径可双机热备或链路聚合，交换机核心/汇聚层建议使用支持STP/RSTP的可管理型设备。
凭借对光猫、路由器与交换机的深刻理解，你即可在组网规划、设备选型与故障排查时胸有成竹，确保家庭或企业网络在“光纤到户”之下畅通无阻。