二層交換機、三層交換機和路由器的基本工作原理-文庫吧資料
2024-08-15 23:49本頁面
【正文】 輸都享有網(wǎng)絡的全部帶寬,都有著自己的虛擬連接。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。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。交換機擁有一條很高帶寬的背部總線和內部交換矩陣。也就是說,在這種工作方式下,同一時刻網(wǎng)絡上只能傳輸一組數(shù)據(jù)幀的通訊,如果發(fā)生碰撞還得重試。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: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。,抑制廣播風暴。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。在實際設備中,交換矩陣的功能往往由專門的芯片(ASIC完成。我們經(jīng)常說到的以太網(wǎng)交換機實際是一個基于網(wǎng)橋技術的多端口第二層網(wǎng)絡設備,它為數(shù)據(jù)幀從一個端口到另一個任意端口的轉發(fā)提供了低時延、低開銷的通路。由此可見,“交換”是一個涵義廣泛的詞語,當它被用來描述數(shù)據(jù)網(wǎng)絡第二層的設備時,實際指的是一個橋接設備。所以從本意上來講,交換只是一種技術概念,即完成信號由設備入口到出口的轉發(fā)。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。因此一般討論網(wǎng)絡互連時都是指用交換機和路由器進行互聯(lián)的網(wǎng)絡。,即網(wǎng)關(gateway.當中繼系統(tǒng)是轉發(fā)器時,一般不稱之為網(wǎng)絡互聯(lián),因為這僅僅是把一個網(wǎng)絡擴大了,而這仍然是一個網(wǎng)絡。(第三層,層L3中繼系統(tǒng),即路由器(router。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。因此通常在談到“互連”時,就已經(jīng)暗示這些相互連接的計算機是可以進行通信的,也就是說,從功能上和邏輯上看,這些計算機網(wǎng)絡已經(jīng)組成了一個大型的計算機網(wǎng)絡,或稱為互聯(lián)網(wǎng)絡,也可簡稱為互聯(lián)網(wǎng)、互連網(wǎng)。三層交換機用生成樹算法阻塞造成回路的端口,但進行路由選擇時,依然把阻塞掉的通路作為可選路徑參與路由選擇計算機網(wǎng)絡往往由許多種不同類型的網(wǎng)絡互連連接而成。目前采用三層交換機進行網(wǎng)絡設計,既可以進行任意虛擬子網(wǎng)劃分,又可以通過交換機三層路由功能完成子網(wǎng)間通信,為此節(jié)省了價格昂貴的路由器。:由于訪問子網(wǎng)內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。第三層交換機與傳統(tǒng)路由器相比有如下優(yōu)點::傳統(tǒng)路由器每個接口連接一個子網(wǎng),子網(wǎng)通過路由器進行傳輸?shù)乃俾时唤涌诘膸捤拗啤?如報文過濾或認證。作為網(wǎng)絡互連的設備,第三層交換機具有以下特征:。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。不同虛擬網(wǎng)內的終端之間不能相互通信,增強了對網(wǎng)絡內數(shù)據(jù)的訪問控制。由于邏輯子網(wǎng)由交換機端口任意組合,沒有物理上的相關性,因此稱為虛擬子網(wǎng),或叫虛擬網(wǎng)。對交換機而言,每一個端口對應一個網(wǎng)段,由于子網(wǎng)由若干網(wǎng)段構成,通過對交換機端口的組合,可以邏輯劃分子網(wǎng)。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。路由器在功能上雖然占據(jù)了優(yōu)勢,但價格昂貴,報文轉發(fā)速度低。因此目前交換機主要完成相同或相似物理介質和鏈路協(xié)議的網(wǎng)絡互連,而不會用來在物理介質和鏈路層協(xié)議相差甚元的網(wǎng)絡之間進行互連。:雖說交換機也可以根據(jù)幀的源MAC地址、目的MAC地址和其他幀中內容對幀實施過濾,但路由器根據(jù)報文的源IP地址、目的IP地址、TCP端口地址等內容對報文實施過濾,更加直觀方便。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)。而路由器可以隔離廣播域,廣播報文不能通過路由器繼續(xù)進行廣播。:交換機只能縮小沖突域,而不能縮小廣播域。:交換機之間只能有一條通路,使得信息集中在一條通信鏈路上,不能進行動態(tài)分配,以平衡負載。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。但交換機的工作機制也帶來一些問題。路由器屬于OSI第三層即網(wǎng)絡層設備,它根據(jù)IP地址進行尋址,通過路由表路由協(xié)議產(chǎn)生。第二層交換機和路由器的區(qū)別:傳統(tǒng)交換機從網(wǎng)橋發(fā)展而來,屬于OSI第二層即數(shù)據(jù)鏈路層設備。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。當發(fā)送站A對“缺省網(wǎng)關”的IP地址廣播出一個ARP請求時,如果三層交換模塊在以前的通信過程中已經(jīng)知道B站的MAC地址,則向發(fā)送站A回復B的MAC地址。若目的站B與發(fā)送站A在同一子網(wǎng)內,則進行二層的轉發(fā)。三層交換技術的出現(xiàn),解決了局域網(wǎng)中網(wǎng)段劃分之后,網(wǎng)段中子網(wǎng)必須依賴路由器進行管理的局面,解決了傳統(tǒng)路由器低速、復雜所造成的網(wǎng)
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