知识点：什么是交换机？什么是路由？什么是静态路由和动态路由？

Posted 2021-03-03 nhdlb

 

说起交换机先要知道什么是局域网。交换机是组成局域网的最重要的设备，然后了解交换机在局域网中的作用。

 

局域网

家庭的网络，办公室的网络都属于局域网。局域网的产生是为了共享。共享上互联网、共享软件，共享打印机，共享文件等等。
多台终端，包括手机、电脑、监控、打印机要组网，必须要交换机。交换机可以说就是一个信息交换中心，把终端需要的信息互相交换给对方。
常见的局域网结构有总线型、星型、环型。日常用的最多的就是星型了，以交换机为中心，构成的星型局域网。如下图所示，核心部件就是交换机。

 

 

 

交换机

交换机顾名思义就是交换数据。怎么交换数据呢？
交换机完成数据交换功能要经过以下几个步骤：
学习
学习MAC地址，从端口收到数据包后，交换机要学习数据报的原IP的MAC地址，并将它写到自己的MAC表中，MAC-端口相对应。
广播
转发一个数据包时，如果在MAC表中有该MAC地址，则直接从对应端口转发，否则向除接收端口外的所有端口广播该报文。（这就是为什么交换机组网尽量避免环路的原因）
交换
1.交换机在mac地址表中查找数据帧中的目标mac地址，如果找到就讲该数据帧发送到相应的端口，如果找不到就广播。
2.如果交换机收到的报文中的源mac地址和目标mac地址一致的话，丢弃报文。
3.交换机向入端口以外的所有端口发送广播。
老化
若交换机与某台主机长时间未通信，交换机就会把该主机的mac地址从mac地址表里删除掉，等下次通信时重新学习地址。一般设置为300s。

 

路由

如下网络拓扑图，交换机0所在的网段为192.168.1.0/24，交换机1所在网段为192.168.2.0/24，且各自有2台主机：

假设192.168.1.10/32的PC0要跟192.168.2.11/32的PC4通信，如何实现？

 

中间就需要一个路由器的东西。我们知道，PC0发出的数据包的目的地址是跨网段的，也就是需要出网关。(网关是数据包出所在网段的出口。)

网关地址一般是所在网段的前一两个地址，且网关一般都集成在路由器中，称为下一跳。

子网中的每一台主机都需要配置好默认网关，即下一跳：PC0的默认网关为192.168.1.1/32、PC4的默认网关为192.168.2.1/32。这样子PC0要发给PC4的数据包会先抵达路由器的192.168.1.1/32地址的网卡，路由器拿到该数据包后，将其从192.168.2.1/32的网卡发送出去。也就是说，路由器在中间负责中转数据包。

 

 

如下图中，PC0还是要发数据包给PC4，当数据包抵达路由器1时，路由器1并不知道通往PC4的路径，于是需要在路由器1上的路由表上添加路由规则，使其知道应该将数据包发往192.168.2.0/24网段的地址，需要走往哪一个路由器，这里是路由器2。其他路由器同理，直至到目的主机PC4。

 

网络畅通的条件是有去有回，所以当数据包从PC4返回PC0时，沿途的所有路由器都需要数据包的转法路径，也就是配置好返回的路由，使其知道数据包发往192.168.1.0/24网段的地址需要走往哪一个路由器。

 

静态路由

 

（1）静态路由是由系统管理员设计与构建的路由表规定的路由。适用于网关数量有限的场合，且网络拓朴结构不经常变化的网络。其缺点是不能动态地适用网络状况的变化，当网络状况变化后必须由网络管理员修改路由表。

 也就是人为添加的路由称之为静态路由。

 

动态路由

（2）动态路由是由路由选择协议而动态构建的，路由协议之间通过交换各自所拥有的路由信息实时更新路由表的内容。动态路由可以自动学习网络的拓朴结构，并更新路由表。其缺点是路由广播更新信息将占据大量的网络带宽。

当路由器连接的网段太多时不方便配置静态路由，可以让路由器自行学习得到数据包的下一个中转地址，称之为动态路由。

 

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