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一篇搞懂二三層網(wǎng)絡互聯(lián)設備

中興文檔 2022/10/13 19:23:46 責編:子非

通信網(wǎng)絡有很多層次,每個層次都有幾個互聯(lián)設備常常出現(xiàn)在聊天中,包括:網(wǎng)橋、交換機、路由器、網(wǎng)關等等。

這些常見的互聯(lián)設備都工作在自己擅長的網(wǎng)絡層次上:

ISO/OSITCP/IP
網(wǎng)絡設備
傳輸層及以上-高層
運輸層和應用層-高層
網(wǎng)關
3-網(wǎng)絡層
2-網(wǎng)絡層
路由器、三層交換機
2-數(shù)據(jù)鏈路層
1-網(wǎng)絡接口層
橋接器(網(wǎng)橋)、交換機
1-物理層
中繼器、集線器

這次先讓我們來看看中間數(shù)據(jù)鏈路層(二層)和網(wǎng)絡層(三層)中的互聯(lián)設備都有哪些,有什么區(qū)別。

數(shù)據(jù)鏈路層(二層)

Data Link Layer

橋接器(網(wǎng)橋)

網(wǎng)橋(Bridge)工作在數(shù)據(jù)鏈路層,將兩個 LAN(局域網(wǎng))連起來,根據(jù) MAC 地址來轉發(fā)幀。

網(wǎng)橋工作在鏈路層的 MAC 子層,有 MAC 地址學習功能,避免對所有幀都進行廣播。

通俗來講就是在多端互聯(lián)的大陸上,有一座橋架在局域網(wǎng)通信的路上,但是他只放行與目的 MAC 地址匹配的數(shù)據(jù)過橋。

這樣不同網(wǎng)段之間就不會互相影響工作了。

Tips

MAC 地址用于在網(wǎng)絡中唯一標示一個網(wǎng)卡,一臺設備若有一或多個網(wǎng)卡,則每個網(wǎng)卡都需要并會有一個唯一的 MAC 地址。

交換機

交換機(Switch)意為“開關”是一種用于電(光)信號轉發(fā)的網(wǎng)絡設備,可以為接入交換機的任意兩個網(wǎng)絡節(jié)點提供獨享的電信號通路。最常見的交換機是以太網(wǎng)交換機,其他的還有電話語音交換機、光纖交換機等。

交換機能分辨出幀中的源 MAC 地址和目的 MAC 地址,因此可以在任意兩個端口間建立聯(lián)系,在數(shù)據(jù)幀的始發(fā)者和目標接收者之間建立臨時的交換路徑,使數(shù)據(jù)幀直接由源地址到達目的地址。

其實可以理解為交換機收到了一位母親的請求:幫她給在學校里的女兒 B 帶個消息。

交換機就拿廣播臺的大喇叭喊:“B,你媽媽找你,收到請來回復我?。?!”

B 就告訴交換機我是哪個班的坐在哪兒,交換機再告訴她的媽媽消息帶給她女兒了。

等下次媽媽再需要給女兒 B 帶個消息,交換機就可以直接找到 B 去告訴她,不再需要大喇叭喊了。

一般而言,交換機需要建立 MAC 表來進行設備間的聯(lián)系。

網(wǎng)絡層(三層)

Network Layer

路由器

路由器(Router)是連接兩個或多個網(wǎng)絡的硬件設備,是讀取每一個數(shù)據(jù)包中的地址然后決定如何傳送的專用智能性的網(wǎng)絡設備,其作用為:廣播、組播控制,對數(shù)據(jù)做尋址,選擇到達目的網(wǎng)絡的最佳途徑,流量管理,連接廣域網(wǎng) (WAN)。

與交換機拿著大喇叭喊不同,路由器就像一個快遞員,當你(終端)想給遠在北京的朋友(另一個終端)寄快遞。

首先你需要包裝好并填上寄件人收件人信息(封裝數(shù)據(jù)信息,里面有對方的 IP 地址)。

然后把快遞交給快遞員(路由器)。

最終快遞員會根據(jù)快遞公司的安排進行中轉(根據(jù) IP 和路由表進行路徑選擇),把快遞送到你朋友的手上。

所以說路由器連接設備主要是靠 IP 和路由表進行路徑的選擇。

三層交換機

三層交換機(Layer 3 Switch)通過引入路由功能,也可以在網(wǎng)絡層轉發(fā)數(shù)據(jù)。其主要目的是加快大型局域網(wǎng)內部的數(shù)據(jù)交換。

要說三層交換機在諸多網(wǎng)絡設備中的作用,用“中流砥柱”形容并不為過,在校園網(wǎng)、城域教育網(wǎng)中都有三層交換機的用武之地。其中的核心骨干網(wǎng)一定要用三層交換機,否則整個網(wǎng)絡成千上萬臺的計算機都在一個子網(wǎng)中,不僅毫無安全可言,也會因為無法分割廣播域而無法隔離廣播風暴。

在教室里,兩個男生特別喜歡坐在他們身后的班花,就不停地看著她,忽然,班花站起來準備走了,在路過他們身邊的時候塞給了坐在一邊的男生一個卷起來的小紙條。

這個男生打開紙條查看里面寫了什么(向上層解封裝),然后發(fā)現(xiàn)上面寫著“請將紙條遞給下一個人”...... 三層交換機也是這樣,一看原來目的 IP 地址不是自己,這才執(zhí)行路由層面的轉發(fā)。

所以說交換機在執(zhí)行要不要三層轉發(fā),是在目的 MAC 是自己的同時,IP 地址是不是自己,如果是自己那還轉發(fā)什么,就不用轉發(fā)了。

設備之間的區(qū)別

Distinction

幾個互聯(lián)設備之間或多或少有一些相似點,在這里以交換機為對比項,用表格的形式來區(qū)分設備之間屬性的不同點。

交換機與路由器

最不易區(qū)分的可能是交換機和路由器,他們之間的區(qū)別其實很多。

屬性交換機
路由器
端口
較多
較少
接口
默認屬于數(shù)據(jù)鏈路層(二層)
屬于網(wǎng)絡層(三層)
轉發(fā)維護
根據(jù) MAC 地址轉發(fā)維護 MAC 地址表
根據(jù) IP 地址轉發(fā)維護路由表
廣播
轉發(fā)
隔離
防火墻功能
不可實現(xiàn)
可以實現(xiàn)
NAT(網(wǎng)絡地址)轉換
不支持
支持
主要作用位置
LAN-WAN(局域網(wǎng)-廣域網(wǎng))之間
WAN-WAN 之間
工作層次
針對二層交換機、三層交換機
針對三層設備
網(wǎng)段
同網(wǎng)段
不同網(wǎng)段
功能
較弱,但快且便宜,不具有撥號功能
較強,但慢且價格昂貴,內部可實現(xiàn)撥號上網(wǎng)

交換機與三層交換機

屬性交換機
三層交換機

工作層次

數(shù)據(jù)鏈路層

網(wǎng)絡層

使用技術

二層交換技術

二層交換技術 + 三層轉發(fā)技術

功能

數(shù)據(jù)轉發(fā)

具備擴充性、安全機制、計費功能

交換機與網(wǎng)橋

交換機的基本功能與網(wǎng)橋一樣,具有幀轉發(fā)、幀過濾和生成樹算法功能,但是,交換機與網(wǎng)橋相比還是存在不同。

屬性交換機
網(wǎng)橋

端口

多端口同時工作

兩個端口工作

劃分物理網(wǎng)段

更多的

有限的

傳輸速率

快于網(wǎng)橋

慢于交換機

數(shù)據(jù)幀轉發(fā)方式

直接轉發(fā)不需要完整接收

接收完整后轉發(fā)

計算機網(wǎng)絡知識千千萬,今天的科普到此結束,相信大家在內心已經對這幾個互聯(lián)設備有了一些了解,也希望大家能夠將今天的了解運用于日常生活。

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