二層交換機、三層交換機和路由器的基本工作原理(存儲版)
【正文】 出口的轉發(fā)。雖然以太網(wǎng)第二層交換機是基于多端口網(wǎng)橋發(fā)展而來,但畢竟交換有其更豐富的特性,使之不但是獲得更多帶寬的最好途徑,而且還使網(wǎng)絡更易管理。在計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)中,交換概念的提出是對于共享工作模式的改進。交換機在同一時刻可進行多個端口對之間的數(shù)據(jù)傳輸。現(xiàn)在我們來看一下在如圖所示網(wǎng)絡環(huán)境下路由器又是如何發(fā)揮其路由、數(shù)據(jù)轉發(fā)作用的。為了適應網(wǎng)絡應用深化帶來的挑戰(zhàn),網(wǎng)絡在規(guī)模和速度方向都在急劇發(fā)展,局域網(wǎng)的速度已從最初的10Mbit/s 提高到100Mbit/s,目前千兆以太網(wǎng)技術已得到普遍應用。交換機內(nèi)部有一個地址表,這個地址表標明了MAC地址和交換機端口的對應關系。路由器內(nèi)部有一個路由表,這表標明了如果要去某個地方,下一步應該往哪走。當下一臺路由器接收到該數(shù)據(jù)包時,也會查看其目標地址,并使用合適的路徑繼續(xù)傳送給后面的路由器。在軟件方面,第三層交換機也有重大的舉措,它將傳統(tǒng)的基于軟件的路由器軟件進行了界定。這個 IP 地址 實際上對應第三層交換機的第三層交換模塊。 路由器端口類型多，支持的三層協(xié)議多，路由能力強，所以適合于在大型網(wǎng)絡之間的互連，雖然不少三層 交換機甚至二層交換機都有異質網(wǎng)絡的互連端口， 但一 般大型網(wǎng)絡的互連端口不多， 互連設備的主要功能 不在于在端口之間進行快速交換，而是要選擇最佳路徑，進行負載分擔，鏈路備份和最重要的與其它網(wǎng)絡 進行路由 信息交換，所有這些都是路由完成的功能。2. 若不是心寬似海，哪有人生風平浪靜。你必須努力，當有一天驀然回首時，你的回憶里才會多一些色彩斑斕，少一些蒼白無力。4. 歲月是無情的，假如你丟給它的是一片空白，它還給你的也是一片空白。當然，如果受到投資預算的 限制，由三層交換機 兼做網(wǎng)間互連，也是個不錯的選擇。在這種小型網(wǎng)絡中根本沒必要引入路由功能從而增加管理的難度和費用，所以沒有必要使用路由器， 當然也沒 有必要使用三層交換機。若目的機器 B 與機器 A 在同一子網(wǎng)內(nèi)，A 廣播一個 ARP 請求，B 返回其 MAC 地址，A 得到 目的機器 B 的 MAC 地址后將這一地址緩存起 來，并用此 MAC 地址封包轉發(fā)數(shù)據(jù)，第二層交換模塊查找 MAC 地址表確定將數(shù)據(jù)包發(fā)向目的端口。一個具有第三層交換功能的設備是一個帶有第三層路由功能的第二層交換機,但它是二者的有機結合,并不是簡單的把路由器設備的硬件及軟件簡單地疊加在局域網(wǎng)交換機上。其中,數(shù)據(jù)包的傳輸相對較為簡單和直接,而路由的確定則更加復雜一些。二層交換機一般都含有專門用于處理數(shù)據(jù)包轉發(fā)的ASIC (Application specific Integrated Circuit芯片,因此轉發(fā)速度可以做到非?？?。說它是交換器,是因為它的速度極快,幾乎達到第二層交換的速度。從上面可以看出,不管網(wǎng)絡有多么復雜,路由器其實所作的工作就是這么幾步,所以整個路由器的工作原理基本都差不多。路由器:為了簡單地說明路由器的工作原理,現(xiàn)在我們假設有這樣一個簡單的網(wǎng)絡。使用交換機也可以把網(wǎng)絡“分段”,通過對照MAC地址表,交換機只允許必要的網(wǎng)絡流量通過交換機。交換機:交換的概念和原理:交換 switching 是按照通信兩端傳輸信息的需要,用人工或設備自動完成的方法,把要傳輸?shù)男畔⑺偷椒弦蟮南鄳酚缮系募夹g統(tǒng)稱。在實際設備中,交換矩陣的功能往往由專門的芯片(ASIC完成。2 交換機和路由器“交換”是今天網(wǎng)絡里出現(xiàn)頻率最高的一個詞,從橋接到路由到ATM直至電話系統(tǒng),無論何種場合都可將其套用,搞不清到底什么才是真正的交換。根據(jù)中繼系統(tǒng)所在的層次,可以有以下五種中繼系統(tǒng):(即常說的第一層、層L1中繼系統(tǒng),即轉發(fā)器(repeater。:由于訪問子網(wǎng)內(nèi)資源速率和訪問全局網(wǎng)中資源速率沒有區(qū)別,子網(wǎng)設置單獨服務器的意義不大,通過在全局網(wǎng)中設置服務器群不僅節(jié)省費用,更可以合理配置信息資源。解決這個矛盾的最新技術是三層交換,既有交換機線速轉發(fā)報文能力,又有路由器良好的控制功能。劃分子網(wǎng)可以縮小廣播域,減少廣播風暴對網(wǎng)絡的影響。MAC地址是物理地址,而且采用平坦的地址結構,因此不能根據(jù)MAC地址來劃分子網(wǎng)。一旦存在回路,必須啟動生成樹算法,阻塞掉產(chǎn)生回路的端口。從這以后,當A向B發(fā)送的數(shù)據(jù)包便全部交給二層交換處理,信息得以高速交換。眾所周知,傳統(tǒng)的交換技術是在OSI網(wǎng)絡標準模型中的第二層——數(shù)據(jù)鏈路層進行*作的,而三層交換技術是在網(wǎng)絡模型中的第三層實現(xiàn)了數(shù)據(jù)包的高速轉發(fā)。在對第一個數(shù)據(jù)流進行路由后,它將會產(chǎn)生一個MAC地址與IP地址的映射表,當同樣的數(shù)據(jù)流再次通過時,將根據(jù)此表直接從二層通過而不是再次路由,從而消除了路由器進行路由選擇而造成網(wǎng)絡的延遲,提高了數(shù)據(jù)包轉發(fā)的效率.路由器:傳統(tǒng)地,路由器工作于OSI七層協(xié)議中的第三層,其主要任務是接收來自一個網(wǎng)絡接口的數(shù)據(jù)包,根據(jù)其中所含的目的地址,決定轉發(fā)到下一個目的地址。路由器在工作時能夠按照某種路由通信協(xié)議
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