二層交換機(jī)、三層交換機(jī)和路由器的基本工作原理-資料下載頁(yè)
2025-08-02 23:49本頁(yè)面
【正文】 由表維護(hù)、路由計(jì)算、路由的確定等功能，用優(yōu)化、高效的 軟件實(shí)現(xiàn)。 假設(shè)兩個(gè)使用 IP 協(xié)議的機(jī)器通過(guò)第三層交換機(jī)進(jìn)行通信的過(guò)程， 機(jī)器 A 在開(kāi)始發(fā)送時(shí)， 已知目的 IP 地址， 但尚不知道在局域網(wǎng)上發(fā)送所需要的 MAC 地址。 要采用地址解析（ARP）來(lái)確定目的 MAC 地址。機(jī)器 A 把 自己的 IP 地址與目的 IP 地址比較， 從其軟件中配置的子網(wǎng)掩碼提取出網(wǎng)絡(luò)地址來(lái)確定目的機(jī)器是否 與自 己在同一子網(wǎng)內(nèi)。若目的機(jī)器 B 與機(jī)器 A 在同一子網(wǎng)內(nèi)，A 廣播一個(gè) ARP 請(qǐng)求，B 返回其 MAC 地址，A 得到 目的機(jī)器 B 的 MAC 地址后將這一地址緩存起 來(lái)，并用此 MAC 地址封包轉(zhuǎn)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。若兩個(gè)機(jī)器不在同一子網(wǎng)內(nèi)，如發(fā)送機(jī)器 A 要與目的機(jī)器 C 通 信，發(fā) 送機(jī)器 A 要向“缺省網(wǎng)關(guān)”發(fā)出 ARP 包，而“缺省網(wǎng)關(guān)”的 IP 地址已經(jīng)在系統(tǒng)軟件中設(shè)置。這個(gè) IP 地址 實(shí)際上對(duì)應(yīng)第三層交換機(jī)的第三層交換模塊。 以當(dāng)發(fā)送機(jī)器 A 對(duì) 所 “缺省網(wǎng)關(guān)” IP 地址廣播出一個(gè) ARP 的 請(qǐng)求時(shí)，若第三層交換模塊在以往的通信過(guò)程中已得到目的機(jī)器 C 的 MAC 地址，則向發(fā)送機(jī)器 A 回復(fù) C 的 MAC 地址；否則第三層交換模塊根據(jù)路由信息向目的機(jī)器廣播一個(gè) ARP 請(qǐng)求，目的機(jī)器 C 得到此 ARP 請(qǐng)示 后向第三層交換模塊回復(fù)其 MAC 地址，第三層 交換模塊保存此地址并回復(fù)給發(fā)送機(jī)器 A。以后，當(dāng)再進(jìn)行 A 與 C 之間數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)進(jìn)， 將用最終的目的機(jī)器的 MAC 地址封裝， 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程全部交給第二層交換處 理， 信息得以高速交換。既所謂的一次選路，多次交換。 第三層交換具有以下突出特點(diǎn)： 有機(jī)的硬件結(jié)合使得數(shù)據(jù)交換加速； 優(yōu)化的路由軟件使 得路由過(guò)程效率提高； 除了必要的路由決定過(guò)程外，大部分?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程由第二層交換處理； 多個(gè)子網(wǎng)互連時(shí)只是與第三層交換模塊的邏輯連接，不象傳統(tǒng)的外接路由器那樣需增加端口，保護(hù)了用戶(hù) 的投資。 可以看出，二層交換機(jī)主要用在小型局域網(wǎng)中，機(jī)器數(shù)量在二、三十臺(tái)以下，這樣的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，廣播包 影響不大， 二層交換機(jī)的快速交換功能、 多個(gè)接入端口 和低廉價(jià)格為小型網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)提供了很完善的解決方 案。在這種小型網(wǎng)絡(luò)中根本沒(méi)必要引入路由功能從而增加管理的難度和費(fèi)用，所以沒(méi)有必要使用路由器， 當(dāng)然也沒(méi) 有必要使用三層交換機(jī)。 三層交換機(jī)是為 IP 設(shè)計(jì)的，接口類(lèi)型簡(jiǎn)單，擁有很強(qiáng)二層包處理能力，所以適用于大型局域網(wǎng)，為了減小 廣播風(fēng)暴的危害， 必須把大型局域網(wǎng)按功能或地域等 因素劃他成一個(gè)一個(gè)的小局域網(wǎng)， 也就是一個(gè)一個(gè)的 小網(wǎng)段，這樣必然導(dǎo)致不同網(wǎng)段這間存在大量的互訪，單純使用二層交換機(jī)沒(méi)辦法實(shí)現(xiàn)網(wǎng)間的互訪而單純 使用路 由器，則由于端口數(shù)量有限，路由速度較慢，而限制了網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模和訪問(wèn)速度，所以這種環(huán)境下， 由二層交換技術(shù)和路由技術(shù)有機(jī)結(jié)合而成的三層交換機(jī)就最為適合。 路由器端口類(lèi)型多，支持的三層協(xié)議多，路由能力強(qiáng)，所以適合于在大型網(wǎng)絡(luò)之間的互連，雖然不少三層 交換機(jī)甚至二層交換機(jī)都有異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的互連端口， 但一 般大型網(wǎng)絡(luò)的互連端口不多， 互連設(shè)備的主要功能 不在于在端口之間進(jìn)行快速交換，而是要選擇最佳路徑，進(jìn)行負(fù)載分擔(dān)，鏈路備份和最重要的與其它網(wǎng)絡(luò) 進(jìn)行路由 信息交換，所有這些都是路由完成的功能。 在這種情況下，自然不可能使用二層交換機(jī)，但是否使用三層交換機(jī)，則視具體情況而下。影響的因素主 要有網(wǎng)絡(luò)流量、 響應(yīng)速度要求和投資預(yù)算等。 三層交換 機(jī)的最重要目的是加快大型局域網(wǎng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)交換， 揉合進(jìn)去的路由功能也是為這目的服務(wù)的，所以它的路由功能沒(méi)有同一檔次的專(zhuān)業(yè)路由器強(qiáng)。在網(wǎng)絡(luò)流量 很大的 情況下，如果三層交換機(jī)既做網(wǎng)內(nèi)的交換，又做網(wǎng)間的路由，必然會(huì)大大加重了它的負(fù)擔(dān)，影響響 應(yīng)速度。在網(wǎng)絡(luò)流量很大，但又要求響應(yīng)速度很高的情況下由三層 交換機(jī)做網(wǎng)內(nèi)的交換，由路由器專(zhuān)門(mén)負(fù) 責(zé)網(wǎng)間的路由工作，這樣可以充分發(fā)揮不同設(shè)備的優(yōu)勢(shì)，是一個(gè)很好的配合。當(dāng)然，如果受到投資預(yù)算的 限制，由三層交換機(jī) 兼做網(wǎng)間互連，也是個(gè)不錯(cuò)的選擇。 1. 若不給自己設(shè)限，則人生中就沒(méi)有限制你發(fā)揮的藩籬。2. 若不是心寬似海，哪有人生風(fēng)平浪靜。在紛雜的塵世里，為自己留下一片純靜的心靈空間，不管是潮起潮落，也不管是陰晴圓缺，你都可以免去浮躁，義無(wú)反顧，勇往直前，輕松自如地走好人生路上的每一步3. 花一些時(shí)間，總會(huì)看清一些事。用一些事情，總會(huì)看清一些人。有時(shí)候覺(jué)得自己像個(gè)神經(jīng)病。既糾結(jié)了自己，又打擾了別人。努力過(guò)后，才知道許多事情，堅(jiān)持堅(jiān)持，就過(guò)來(lái)了。4. 歲月是無(wú)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。歲月是有情的，假如你奉獻(xiàn)給她的是一些色彩，它奉獻(xiàn)給你的也是一些色彩。你必須努力，當(dāng)有一天驀然回首時(shí)，你的回憶里才會(huì)多一些色彩斑斕，少一些蒼白無(wú)力。只有你自己才能把歲月描畫(huà)成一幅難以忘懷的人生畫(huà)卷。學(xué)習(xí)參考
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