一層交換 二層交換 三層交換.doc

一層交換【集線器】一層交換其實(shí)不叫交換，常見的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是集線器。集線器又稱HUB，工作在物理層，對信號只起簡單的再生，放大，除噪聲的作用。集線器連接的所有設(shè)備都處于同一個(gè)沖突域，所有的設(shè)備都處于同一個(gè)廣播域，設(shè)備共享相同的帶寬。集線器只是簡單將信息洪泛給所有端口，目標(biāo)主機(jī)接收并保留信號，非目標(biāo)主機(jī)接收后丟棄。例如：對于10M的HUB而言10M是物理帶寬，所有連接在這個(gè)HUB上的主機(jī)共享的有效帶寬小于10M，因?yàn)橐蕴W(wǎng)中包含沖突等事件產(chǎn)生的協(xié)議開銷。二層交換【交換機(jī)】二層交換是基于MAC地址的交換。二層交換機(jī)是數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備，它能夠讀取數(shù)據(jù)包中的MAC地址信息并根據(jù)MAC地址來進(jìn)行交換。它隔離了沖突域，工作在數(shù)據(jù)鏈路層。所以交換機(jī)每個(gè)端口都是單獨(dú)的沖突域。二層交換機(jī)會維護(hù)有一張MAC地址表，這個(gè)地址表標(biāo)明了MAC地址和交換機(jī)端口的對應(yīng)關(guān)系。（機(jī)器A在開始發(fā)送時(shí)，已知目的IP地址，但尚不知道在局域網(wǎng)上發(fā)送所需要的MAC地址。要采用地址解析ARP協(xié)議來確定目的MAC地址。）比如1端口接A，3端口接B，當(dāng)交換機(jī)收到要傳給B的數(shù)據(jù)流時(shí)，交換機(jī)會查找自己的MAC地址表，確定應(yīng)該將數(shù)據(jù)包由第3端口發(fā)給B。如果在表中找不到相應(yīng)的端口則把數(shù)據(jù)包廣播到所有端口上，當(dāng)目的機(jī)器對源機(jī)器回應(yīng)時(shí)，交換機(jī)又可以學(xué)習(xí)一目的MAC地址與哪個(gè)端口對應(yīng)，在下次傳送數(shù)據(jù)時(shí)就不再需要對所有端口進(jìn)行廣播了。三層交換三層交換 二層交換+三層路由轉(zhuǎn)發(fā)【路由器】二層交換是在同一個(gè)網(wǎng)段內(nèi)進(jìn)行的，也就是說是根據(jù)MAC地址來進(jìn)行交換的，而三層交換是先路由再交換也就是說的一次路由多次交換，可以在不同的網(wǎng)段進(jìn)行包的傳遞。路由技術(shù)和二層交換看起來有點(diǎn)相似，其實(shí)路由和交換之間的主要區(qū)別就是交換發(fā)生在OSI參考模型的第二層（數(shù)據(jù)鏈路層），而路由發(fā)生在第三層（網(wǎng)絡(luò)層）。路由技術(shù)實(shí)質(zhì)上來說不過兩種功能：決定最優(yōu)路由和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。路由算法在路由表中寫入各種不同的信息，路由器會根據(jù)數(shù)據(jù)包所要到達(dá)的目的地選擇最佳路徑把數(shù)據(jù)包發(fā)送到可以到達(dá)該目的地的下一臺路由器處。路由器是在OSI七層網(wǎng)絡(luò)模型中的第三層網(wǎng)絡(luò)層操作的。路由器內(nèi)部有一個(gè)路由表，這表標(biāo)明了如果要去某個(gè)地方，下一步應(yīng)該往哪走。路由器從某個(gè)端口收到一個(gè)數(shù)據(jù)包，它首先把鏈路層的包頭去掉（拆包），讀取目的IP地址，然后查找路由表，若能確定下一步往哪送，則再加上鏈路層的包頭（打包），把該數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)出去；如果不能確定下一步的地址，則向源地址返回一個(gè)信息，并把這個(gè)數(shù)據(jù)包丟掉。路由交換機(jī)又稱三層交換機(jī)，是一個(gè)帶有第三層路由功能的第二層交換機(jī)，是二者的有機(jī)結(jié)合?！纠阂淮芜x路，多次交換】機(jī)器A在開始發(fā)送時(shí)，已知目的IP地址，但尚不知道在局域網(wǎng)上發(fā)送所需要的MAC地址。若兩個(gè)機(jī)器不在同一子網(wǎng)內(nèi)，如發(fā)送機(jī)器A要與目的機(jī)器C通信，發(fā)送機(jī)器A要向“缺省網(wǎng)關(guān)”發(fā)出ARP包，而“缺省網(wǎng)關(guān)”的IP地址已經(jīng)在系統(tǒng)軟件中設(shè)置。這個(gè)IP地址實(shí)際上對應(yīng)第三層交換機(jī)的第三層交換模塊。所以當(dāng)發(fā)送機(jī)器A對“缺省網(wǎng)關(guān)”的IP地址廣播出一個(gè)ARP請求時(shí)，若第三層交換模塊在以往的通信過程中已得到目的機(jī)器C的MAC地址，則向發(fā)送機(jī)器A回復(fù)C的MAC地址；否則第三層交換模塊根據(jù)路由信息向目的機(jī)器廣播一個(gè)ARP請求，目的機(jī)器C得到此ARP請示后向第三層交換模塊回復(fù)其MAC地址，第三層交換模塊保存此地址并回復(fù)給發(fā)送機(jī)器A。以后，當(dāng)再進(jìn)行A與C之間數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，將用最終的目的機(jī)器的MAC地址封裝，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過程全部交給第二層交換處理，信息得以高速交換。既所謂的一次選路，多次交換。第三層交換具有以下突出特點(diǎn)：有機(jī)的硬件結(jié)合使得數(shù)據(jù)交換加速；優(yōu)化的路由軟件使得路由過程效率提高；除了必要的路由決定過程外，大部分?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過程由第二層交換處理；應(yīng)用場景二層交換機(jī)主要用在小型局域網(wǎng)中，機(jī)器數(shù)量在二、三十臺以下，這樣的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，廣播包影響不大，二層交換機(jī)的快速交換功能、多個(gè)接入端口和低廉價(jià)格為小型網(wǎng)絡(luò)用戶提供了很完善的解決方案。路由器端口類型多，支持的三層協(xié)議多，路由能力強(qiáng)，所以適合于在大型網(wǎng)絡(luò)之間的互連。它的優(yōu)勢在于選擇最佳路由，負(fù)荷分擔(dān)，鏈路備份及和其他網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行路由信息的交換等方面。三層交換機(jī)是為IP設(shè)計(jì)的，接口類型簡單，擁有很強(qiáng)二層包處理能力，所以適用于大型局域網(wǎng)，為了減小廣播風(fēng)暴的危害，必須把大型局域網(wǎng)按功能或地域等因素劃他成一個(gè)一個(gè)的小局域網(wǎng)，也就是一個(gè)一個(gè)的小網(wǎng)段，這樣必然導(dǎo)致不同網(wǎng)段之間存在大量的互訪，單純