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路由器和交换机的作用和基本理论知识

时间:2018-05-14 19:22 来源:电工之家

路由器和交换机的作用和基本理论知识
交换机(Switch):工作在OSI七层模型中的第二层数据链路层,我们一般称为二层设备。默认情况下,所有端口属于一个VLAN,一个端口是一个冲突域,一整个交换机是一个广播域。广播域包含了这个IP网段内所有主机。

路由器(Router):工作在OSI七层模型中的第三层网络层,我们一般称为三层设备。一般情况下,一个接口是一个广播域,该接口上可以配置IP地址,一台路由器上相同网段的地址只能存在一个。一般我们说的网关其实就是这个路由器接口上的IP地址。

2.路由器和交换机的转发原理

我们可以来看看这两台电脑是怎么通信的。

路由器和交换机的作用和基本理论知识
如果PC1要访问PC2,过程如下(假设路由都已经配置完成,网关都在路由器上):

1.PC1请求目的地址为PC2:2.2.2.2/24,发现和自己不在同一个网段,故向网关请求MAC地址数据包从PC1到S1交换机。

2.S1交换机收到PC1的数据包后,记录MAC地址表,PC1的MAC地址对应连接PC1的接口,并在所有端口洪泛。

3.R1收到S1洪泛过来的数据记录ARP表,并进行和PC相同的操作回复自己的MAC地址,PC1学习到网关R1上1.1.1.1/24的MAC地址后完成ARP学习,R2和PC2同样的方法完成MAC地址和ARP的学习。

4.于是PC1发送目的地址为PC2:2.2.2.2/24的数据包给网关,R1收到后查询路由表,发现要送往3.3.3.2这个地址,于是也进行ARP请求,请求3.3.3.2的MAC地址,R2回复后完成ARP学习,将数据包发给R2。

5.R2收到后发现目的地址2.2.2.2/24是自己的直连网段,故从2.2.2.1接口发出去,PC2收到目的地址为自己的数据包于是进行回复,目的为1.1.1.2。转发方式相同。

3.关于网络分配

相信通过第1点和第2点你已经了解了基本的原理。
那么其实在仅有一台交换机的情况下,且所有的终端(电脑、打印机等等)只需要配置相同网段的IP地址(例如:192.168.1.1 255.255.255.0 和192.168.1.2 255.255.255.0),同时连接到交换机上及时不用配置网关也是完全可以互通的。有了路由器之后路由器做网关也相当于一台电脑,和所有交换机连的主机也是互通的。

一般来说,现在的交换机都不仅仅是二层交换机,都可以做三层交换机,拥有大部分路由器的功能。如果仅仅是在本地局域网,路由器能做的事情交换机也基本都能胜任。路由器的作用主要是承担不同网段之间通信的需求,以及一些进阶的功能,如NAT和运行隧道协议,安全协议等。(当然以上的内容跟你使用的交换机路由器品牌和价格有差异)