路由器与交换机

Posted 2020-12-26

路由器与交换机

路由器的作用：

1、异种网络互连：比如具有异种子网协议的网络互连

2、子网协议转换：不同子网间包括局域网和广域网之间的协议转换

3、路由：也就是寻路

4、速率适配：利用自己的缓存和流控协议进行适配

5、隔离网络：防止广播风暴，还能实现防火墙

6、报文分片和重组：超过接口的MTU报文会被分片，到达目的地之后的报文会被重组

7、备份、流量控制：主备线路的切换和复杂的流量控制

路由器的工作原理：

路由器工作在OSI七层协议中的第三层，也就是网络层。其主要任务是接收来源于一个网络接口的数据包，根据这个数据包中所含的目地址，决定转发到的下一个目的地址。路由器中时刻维持着一张路由表，所有的数据包的发送和转发都通过查找路由表来实现的。这个路由表可以静态配置，也可以通过动态路由协议产生。

路由器物理层从路由器的一个端口收到一个报文，上送到数据链路层。数据链路层去掉链路层封装，根据报文的协议域上送到网络层。网络层首先看报文是否是送给本机的，若是，去掉网络层封装，送给上层。若不是，则根据报文的目的地址查找路由表，若找到路由，将报文送给相应端口的数据链路层，数据链路层封装后，发送报文。若找不到路由，报文丢弃。

交换机的作用：

交换机是一种工作在OSI七层协议中的第二层，也就是数据链路层，可以对电信号进行转发，为接入交换机的任意两个网络结点提供独享的电信号通路，对接入的信息重新生成，通过内部处理转发到指定端口，达到自动寻址和交换的作用，避免端口冲突问题，提高网络吞吐量的网络设备。作用体现如下：

1、集线器：由于提供了大量的可供线缆连接的端口，因此可以被作为集线器使用，达到部署型星型拓扑网络的目的。

2、中继器：在转发帧的时候重新产生一个不失真的方形电信号。

3、网桥：在内置的端口上使用相同的转发和过滤逻辑，所以具备网桥功能。

4、分成多个冲突域：将部署好的局域网分为多个冲突域，而每个冲突与都有自己独立的带宽，所以可以提高宽带利用效率。

交换机的基本工作原理：

1、学习。根据收到数据帧中的源MAC地址建立该地址同交换机端口的映射，写入MAC地址表中。

2、直接转发。如果交换机根据数据帧中的目的MAC地址在建立好的MAC地址表中查询到了，就对对应端口进行转发。

3、泛洪（flood）。如果数据帧中的目的MAC地址不在MAC地址表中，则向所有端口转发，也就是泛洪。

4、对于广播帧和组播帧向所有端口进行转发。

5、更新。MAC地址表会每300s更新一次。