關(guān)于什么是交換機(jī)的廣播與多播,什么是交換機(jī)這個(gè)問題很多朋友還不知道,今天小六來為大家解答以上的問題,現(xiàn)在讓我們一起來看看吧!
1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)往往由許多種不同類型的網(wǎng)絡(luò)互連連接而成。
2、如果幾個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)只是在物理上連接在一起,它們之間并不能進(jìn)行通信,那么這種“互連”并沒有什么實(shí)際意義。
3、因此通常在談到“互連”時(shí),就已經(jīng)暗示這些相互連接的計(jì)算機(jī)是可以進(jìn)行通信的,也就是說,從功能上和邏輯上看,這些計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)組成了一個(gè)大型的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),或稱為互聯(lián)網(wǎng)絡(luò),也可簡(jiǎn)稱為互聯(lián)網(wǎng)、互連網(wǎng)。
4、 將網(wǎng)絡(luò)互相連接起來要使用一些中間設(shè)備(或中間系統(tǒng)),ISO的術(shù)語稱之為中繼(relay)系統(tǒng)。
5、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): 1.物理層(即常說的第一層、層L1)中繼系統(tǒng),即轉(zhuǎn)發(fā)器(repeater)。
6、 2.數(shù)據(jù)鏈路層(即第二層,層L2),即網(wǎng)橋或橋接器(bridge)。
7、 3.網(wǎng)絡(luò)層(第三層,層L3)中繼系統(tǒng),即路由器(router)。
8、 4.網(wǎng)橋和路由器的混合物橋路器(brouter)兼有網(wǎng)橋和路由器的功能。
9、 5.在網(wǎng)絡(luò)層以上的中繼系統(tǒng),即網(wǎng)關(guān)(gateway). 當(dāng)中繼系統(tǒng)是轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí),一般不稱之為網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),因?yàn)檫@僅僅是把一個(gè)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)大了,而這仍然是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。
10、高層網(wǎng)關(guān)由于比較復(fù)雜,目前使用得較少。
11、因此一般討論網(wǎng)絡(luò)互連時(shí)都是指用交換機(jī)和路由器進(jìn)行互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)。
12、本文主要闡述交換機(jī)和路由器及其區(qū)別。
13、 交換機(jī)和路由器 “交換”是今天網(wǎng)絡(luò)里出現(xiàn)頻率最高的一個(gè)詞,從橋接到路由到ATM直至電話系統(tǒng),無論何種場(chǎng)合都可將其套用,搞不清到底什么才是真正的交換。
14、其實(shí)交換一詞最早出現(xiàn)于電話系統(tǒng),特指實(shí)現(xiàn)兩個(gè)不同電話機(jī)之間話音信號(hào)的交換,完成該工作的設(shè)備就是電話交換機(jī)。
15、所以從本意上來講,交換只是一種技術(shù)概念,即完成信號(hào)由設(shè)備入口到出口的轉(zhuǎn)發(fā)。
16、因此,只要是和符合該定義的所有設(shè)備都可被稱為交換設(shè)備。
17、由此可見,“交換”是一個(gè)涵義廣泛的詞語,當(dāng)它被用來描述數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)第二層的設(shè)備時(shí),實(shí)際指的是一個(gè)橋接設(shè)備;而當(dāng)它被用來描述數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)第三層的設(shè)備時(shí),又指的是一個(gè)路由設(shè)備。
18、 我們經(jīng)常說到的以太網(wǎng)交換機(jī)實(shí)際是一個(gè)基于網(wǎng)橋技術(shù)的多端口第二層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,它為數(shù)據(jù)幀從一個(gè)端口到另一個(gè)任意端口的轉(zhuǎn)發(fā)提供了低時(shí)延、低開銷的通路。
19、 由此可見,交換機(jī)內(nèi)部核心處應(yīng)該有一個(gè)交換矩陣,為任意兩端口間的通信提供通路,或是一個(gè)快速交換總線,以使由任意端口接收的數(shù)據(jù)幀從其他端口送出。
20、在實(shí)際設(shè)備中,交換矩陣的功能往往由專門的芯片(ASIC)完成。
21、另外,以太網(wǎng)交換機(jī)在設(shè)計(jì)思想上有一個(gè)重要的假設(shè),即交換核心的速度非常之快,以致通常的大流量數(shù)據(jù)不會(huì)使其產(chǎn)生擁塞,換句話說,交換的能力相對(duì)于所傳信息量而無窮大(與此相反,ATM交換機(jī)在設(shè)計(jì)上的思路是,認(rèn)為交換的能力相對(duì)所傳信息量而言有限)。
22、雖然以太網(wǎng)第二層交換機(jī)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(luò)更易管理。
23、 而路由器是OSI協(xié)議模型的網(wǎng)絡(luò)層中的分組交換設(shè)備(或網(wǎng)絡(luò)層中繼設(shè)備),路由器的基本功能是把數(shù)據(jù)(IP報(bào)文)傳送到正確的網(wǎng)絡(luò),包括: 1.IP數(shù)據(jù)報(bào)的轉(zhuǎn)發(fā),包括數(shù)據(jù)報(bào)的尋徑和傳送; 2.子網(wǎng)隔離,抑制廣播風(fēng)暴; 3.維護(hù)路由表,并與其他路由器交換路由信息,這是IP報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)的基礎(chǔ)。
24、 4.IP數(shù)據(jù)報(bào)的差錯(cuò)處理及簡(jiǎn)單的擁塞控制; 5.實(shí)現(xiàn)對(duì)IP數(shù)據(jù)報(bào)的過濾和記帳。
25、 對(duì)于不同地規(guī)模的網(wǎng)絡(luò),路由器的作用的側(cè)重點(diǎn)有所不同。
26、 在主干網(wǎng)上,路由器的主要作用是路由選擇。
27、主干網(wǎng)上的路由器,必須知道到達(dá)所有下層網(wǎng)絡(luò)的路徑。
28、這需要維護(hù)龐大的路由表,并對(duì)連接狀態(tài)的變化作出盡可能迅速的反應(yīng)。
29、路由器的故障將會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的信息傳輸問題。
30、 在地區(qū)網(wǎng)中,路由器的主要作用是網(wǎng)絡(luò)連接和路由選擇,即連接下層各個(gè)基層網(wǎng)絡(luò)單位--園區(qū)網(wǎng),同時(shí)負(fù)責(zé)下層網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。
31、 在園區(qū)網(wǎng)內(nèi)部,路由器的主要作用是分隔子網(wǎng)。
32、早期的互連網(wǎng)基層單位是局域網(wǎng)(LAN),其中所有主機(jī)處于同一邏輯網(wǎng)絡(luò)中。
33、隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,局域網(wǎng)演變成以高速主干和路由器連接的多個(gè)子網(wǎng)所組成的園區(qū)網(wǎng)。
34、在其中,處個(gè)子網(wǎng)在邏輯上獨(dú)立,而路由器就是唯一能夠分隔它們的設(shè)備,它負(fù)責(zé)子網(wǎng)間的報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)和廣播隔離,在邊界上的路由器則負(fù)責(zé)與上層網(wǎng)絡(luò)的連接。
35、 第二層交換機(jī)和路由器的區(qū)別 傳統(tǒng)交換機(jī)從網(wǎng)橋發(fā)展而來,屬于OSI第二層即數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備。
36、它根據(jù)MAC地址尋址,通過站表選擇路由,站表的建立和維護(hù)由交換機(jī)自動(dòng)進(jìn)行。
37、路由器屬于OSI第三層即網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備,它根據(jù)IP地址進(jìn)行尋址,通過路由表路由協(xié)議產(chǎn)生。
38、交換機(jī)最大的好處是快速,由于交換機(jī)只須識(shí)別幀中MAC地址,直接根據(jù)MAC地址產(chǎn)生選擇轉(zhuǎn)發(fā)端口算法簡(jiǎn)單,便于ASIC實(shí)現(xiàn),因此轉(zhuǎn)發(fā)速度極高。
39、但交換機(jī)的工作機(jī)制也帶來一些問題。
40、 1.回路:根據(jù)交換機(jī)地址學(xué)習(xí)和站表建立算法,交換機(jī)之間不允許存在回路。
41、一旦存在回路,必須啟動(dòng)生成樹算法,阻塞掉產(chǎn)生回路的端口。
42、而路由器的路由協(xié)議沒有這個(gè)問題,路由器之間可以有多條通路來平衡負(fù)載,提高可靠性。
43、 2.負(fù)載集中:交換機(jī)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(jìn)行動(dòng)態(tài)分配,以平衡負(fù)載。
44、而路由器的路由協(xié)議算法可以避免這一點(diǎn),OSPF路由協(xié)議算法不但能產(chǎn)生多條路由,而且能為不同的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用選擇各自不同的最佳路由。
45、 3.廣播控制:交換機(jī)只能縮小沖突域,而不能縮小廣播域。
46、整個(gè)交換式網(wǎng)絡(luò)就是一個(gè)大的廣播域,廣播報(bào)文散到整個(gè)交換式網(wǎng)絡(luò)。
47、而路由器可以隔離廣播域,廣播報(bào)文不能通過路由器繼續(xù)進(jìn)行廣播。
48、 4.子網(wǎng)劃分:交換機(jī)只能識(shí)別MAC地址。
49、MAC地址是物理地址,而且采用平坦的地址結(jié)構(gòu),因此不能根據(jù)MAC地址來劃分子網(wǎng)。
50、而路由器識(shí)別IP地址,IP地址由網(wǎng)絡(luò)管理員分配,是邏輯地址且IP地址具有層次結(jié)構(gòu),被劃分成網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào),可以非常方便地用于劃分子網(wǎng),路由器的主要功能就是用于連接不同的網(wǎng)絡(luò)。
51、 5.保密問題:雖說交換機(jī)也可以根據(jù)幀的源MAC地址、目的MAC地址和其他幀中內(nèi)容對(duì)幀實(shí)施過濾,但路由器根據(jù)報(bào)文的源IP地址、目的IP地址、TCP端口地址等內(nèi)容對(duì)報(bào)文實(shí)施過濾,更加直觀方便。
52、 6.介質(zhì)相關(guān):交換機(jī)作為橋接設(shè)備也能完成不同鏈路層和物理層之間的轉(zhuǎn)換,但這種轉(zhuǎn)換過程比較復(fù)雜,不適合ASIC實(shí)現(xiàn),勢(shì)必降低交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)速度。
53、因此目前交換機(jī)主要完成相同或相似物理介質(zhì)和鏈路協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)互連,而不會(huì)用來在物理介質(zhì)和鏈路層協(xié)議相差甚元的網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行互連。
54、而路由器則不同,它主要用于不同網(wǎng)絡(luò)之間互連,因此能連接不同物理介質(zhì)、鏈路層協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)。
55、路由器在功能上雖然占據(jù)了優(yōu)勢(shì),但價(jià)格昂貴,報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)速度低。
56、 近幾年,交換機(jī)為提高性能做了許多改進(jìn),其中最突出的改進(jìn)是虛擬網(wǎng)絡(luò)和三層交換。
57、 劃分子網(wǎng)可以縮小廣播域,減少廣播風(fēng)暴對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響。
58、路由器每一接口連接一個(gè)子網(wǎng),廣播報(bào)文不能經(jīng)過路由器廣播出去,連接在路由器不同接口的子網(wǎng)屬于不同子網(wǎng),子網(wǎng)范圍由路由器物理劃分。
59、對(duì)交換機(jī)而言,每一個(gè)端口對(duì)應(yīng)一個(gè)網(wǎng)段,由于子網(wǎng)由若干網(wǎng)段構(gòu)成,通過對(duì)交換機(jī)端口的組合,可以邏輯劃分子網(wǎng)。
60、廣播報(bào)文只能在子網(wǎng)內(nèi)廣播,不能擴(kuò)散到別的子網(wǎng)內(nèi),通過合理劃分邏輯子網(wǎng),達(dá)到控制廣播的目的。
61、由于邏輯子網(wǎng)由交換機(jī)端口任意組合,沒有物理上的相關(guān)性,因此稱為虛擬子網(wǎng),或叫虛擬網(wǎng)。
62、虛擬網(wǎng)技術(shù)不用路由器就解決了廣播報(bào)文的隔離問題,且虛擬網(wǎng)內(nèi)網(wǎng)段與其物理位置無關(guān),即相鄰網(wǎng)段可以屬于不同虛擬網(wǎng),而相隔甚遠(yuǎn)的兩個(gè)網(wǎng)段可能屬于不同虛擬網(wǎng),而相隔甚遠(yuǎn)的兩個(gè)網(wǎng)段可能屬于同一個(gè)虛擬網(wǎng)。
63、不同虛擬網(wǎng)內(nèi)的終端之間不能相互通信,增強(qiáng)了對(duì)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)數(shù)據(jù)的訪問控制。
64、 交換機(jī)和路由器是性能和功能的矛盾體,交換機(jī)交換速度快,但控制功能弱,路由器控制性能強(qiáng),但報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)速度慢。
65、解決這個(gè)矛盾的最新技術(shù)是三層交換,既有交換機(jī)線速轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文能力,又有路由器良好的控制功能。
66、 第三層交換機(jī)和路由器的區(qū)別 在第三層交換技術(shù)出現(xiàn)之前,幾乎沒有必要將路由功能器件和路由器區(qū)別開來,他們完全是相同的:提供路由功能正在路由器的工作,然而,現(xiàn)在第三層交換機(jī)完全能夠執(zhí)行傳統(tǒng)路由器的大多數(shù)功能。
67、作為網(wǎng)絡(luò)互連的設(shè)備,第三層交換機(jī)具有以下特征: 1.轉(zhuǎn)發(fā)基于第三層地址的業(yè)務(wù)流; 2.完全交換功能; 3.可以完成特殊服務(wù),如報(bào)文過濾或認(rèn)證; 4.執(zhí)行或不執(zhí)行路由處理。
68、 第三層交換機(jī)與傳統(tǒng)路由器相比有如下優(yōu)點(diǎn): 1.子網(wǎng)間傳輸帶寬可任意分配:傳統(tǒng)路由器每個(gè)接口連接一個(gè)子網(wǎng),子網(wǎng)通過路由器進(jìn)行傳輸?shù)乃俾时唤涌诘膸捤拗啤?/p>
69、而三層交換機(jī)則不同,它可以把多個(gè)端口定義成一個(gè)虛擬網(wǎng),把多個(gè)端口組成的虛擬網(wǎng)作為虛擬網(wǎng)接口,該虛擬網(wǎng)內(nèi)信息可通過組成虛擬網(wǎng)的端口送給三層交換機(jī),由于端口數(shù)可任意指定,子網(wǎng)間傳輸帶寬沒有限制。
70、 2.合理配置信息資源:由于訪問子網(wǎng)內(nèi)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(shè)置單獨(dú)服務(wù)器的意義不大,通過在全局網(wǎng)中設(shè)置服務(wù)器群不僅節(jié)省費(fèi)用,更可以合理配置信息資源。
71、 3.降低成本:通常的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)用交換機(jī)構(gòu)成子網(wǎng),用路由器進(jìn)行子網(wǎng)間互連。
72、目前采用三層交換機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì),既可以進(jìn)行任意虛擬子網(wǎng)劃分,又可以通過交換機(jī)三層路由功能完成子網(wǎng)間通信,為此節(jié)省了價(jià)格昂貴的路由器。
73、 4.交換機(jī)之間連接靈活:作為交換機(jī),它們之間不允許存在回路,作為路由器,又可有多條通路來提高可靠性、平衡負(fù)載。
74、三層交換機(jī)用生成樹算法阻塞造成回路的端口,但進(jìn)行路由選擇時(shí),依然把阻塞掉的通路作為可選路徑參與路由選擇。
75、 五、結(jié)論 綜上所述,交換機(jī)一般用于LAN-WAN的連接,交換機(jī)歸于網(wǎng)橋,是數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備,有些交換機(jī)也可實(shí)現(xiàn)第三層的交換。
76、路由器用于WAN-WAN之間的連接,可以解決異性網(wǎng)絡(luò)之間轉(zhuǎn)發(fā)分組,作用于網(wǎng)絡(luò)層。
77、他們只是從一條線路上接受輸入分組,然后向另一條線路轉(zhuǎn)發(fā)。
78、這兩條線路可能分屬于不同的網(wǎng)絡(luò),并采用不同協(xié)議。
79、相比較而言,路由器的功能較交換機(jī)要強(qiáng)大,但速度相對(duì)也慢,價(jià)格昂貴,第三層交換機(jī)既有交換機(jī)線速轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文能力,又有路由器良好的控制功能,因此得以廣播應(yīng)用。
本文分享完畢,希望對(duì)大家有所幫助。
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