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網(wǎng)絡(luò)技術(shù):二層、三層交換機(jī)和四層交換機(jī)的區(qū)別

本文詳細(xì)介紹二層、三層交換機(jī)和四層交換機(jī)的區(qū)別。

  二層交換技術(shù)是發(fā)展比較成熟,二層交換機(jī)屬數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備,可以識(shí)別數(shù)據(jù)包中的MAC地址信息,根據(jù)MAC地址進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā),并將這些MAC地址與對(duì)應(yīng)的端口記錄在自己內(nèi)部的一個(gè)地址表中。具體的工作流程如下:

  (1) 當(dāng)交換機(jī)從某個(gè)端口收到一個(gè)數(shù)據(jù)包,它先讀取包頭中的源MAC地址,這樣它就知道

  源MAC地址的機(jī)器是連在哪個(gè)端口上的;>

  (2) 再去讀取包頭中的目的MAC地址,并在地址表中查找相應(yīng)的端口;

  (3) 如表中有與這目的MAC地址對(duì)應(yīng)的端口,把數(shù)據(jù)包直接復(fù)制到這端口上;

  (4) 如表中找不到相應(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(duì)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(duì)應(yīng),在下次傳送數(shù)據(jù)時(shí)就不再需要對(duì)所有端口進(jìn)行廣播了。

  不斷的循環(huán)這個(gè)過(guò)程,對(duì)于全網(wǎng)的MAC地址信息都可以學(xué)習(xí)到,二層交換機(jī)就是這樣建立和維護(hù)它自己的地址表。

  從二層交換機(jī)的工作原理可以推知以下三點(diǎn):

  (1) 由于交換機(jī)對(duì)多數(shù)端口的數(shù)據(jù)進(jìn)行同時(shí)交換,這就要求具有很寬的交換總線帶寬,

  如果二層交換機(jī)有N個(gè)端口,每個(gè)端口的帶寬是M,交換機(jī)總線帶寬超過(guò)N×M,那么這交換機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)線速交換;

  (2) 學(xué)習(xí)端口連接的機(jī)器的MAC地址,寫(xiě)入地址表,地址表的大小(一般兩種表示方式:一為BEFFER RAM,一為MAC表項(xiàng)數(shù)值),地址表大小影響交換機(jī)的接入容量;

  (3) 還有一個(gè)就是二層交換機(jī)一般都含有專(zhuān)門(mén)用于處理數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)的ASIC (Applicati

  on specific Integrated Circuit)芯片,因此轉(zhuǎn)發(fā)速度可以做到非?。由于各個(gè)廠家

  采用ASIC不同,直接影響產(chǎn)品性能。

  以上三點(diǎn)也是評(píng)判二三層交換機(jī)性能優(yōu)劣的主要技術(shù)參數(shù),這一點(diǎn)請(qǐng)大家在考慮設(shè)備選型時(shí)注意比較。

  路由技術(shù)

  路由器工作在OSI模型的第三層---網(wǎng)絡(luò)層操作,其工作模式與二層交換相似,但路由器工作在第三層,這個(gè)區(qū)別決定了路由和交換在傳遞包時(shí)使用不同的控制信息,實(shí)現(xiàn)功能的方式就不同。工作原理是在路由器的內(nèi)部也有一個(gè)表,這個(gè)表所標(biāo)示的是如果要去某一個(gè)地方,下一步應(yīng)該向那里走,如果能從路由表中找到數(shù)據(jù)包下一步往那里走,把鏈路層信息加上轉(zhuǎn)發(fā)出去;如果不能知道下一步走向那里,則將此包丟棄,然后返回一個(gè)信息交給源地址。

  路由技術(shù)實(shí)質(zhì)上來(lái)說(shuō)不過(guò)兩種功能:決定最優(yōu)路由和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。路由表中寫(xiě)入各種信息,由路由算法計(jì)算出到達(dá)目的地址的最佳路徑,然后由相對(duì)簡(jiǎn)單直接的轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制發(fā)送數(shù)據(jù)包。接受數(shù)據(jù)的下一臺(tái)路由器依照相同的工作方式繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā),依次類(lèi)推,直到數(shù)據(jù)包到達(dá)目的路由器。

  而路由表的維護(hù),也有兩種不同的方式。一種是路由信息的更新,將部分或者全部的路由信息公布出去,路由器通過(guò)互相學(xué)習(xí)路由信息,就掌握了全網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),這一類(lèi)的路由協(xié)議稱(chēng)為距離矢量路由協(xié)議;另一種是路由器將自己的鏈路狀態(tài)信息進(jìn)行廣播,通過(guò)互相學(xué)習(xí)掌握全網(wǎng)的路由信息,進(jìn)而計(jì)算出最佳的轉(zhuǎn)發(fā)路徑,這類(lèi)路由協(xié)議稱(chēng)為鏈路狀態(tài)路由協(xié)議。

  由于路由器需要做大量的路徑計(jì)算工作,一般處理器的工作能力直接決定其性能的優(yōu)劣。當(dāng)然這一判斷還是對(duì)中低端路由器而言,因?yàn)楦叨寺酚善魍捎梅植际教幚硐到y(tǒng)體系設(shè)計(jì)。

  三層交換技術(shù)

  近年來(lái)的對(duì)三層技術(shù)的宣傳,耳朵都能起繭子,到處都在喊三層技術(shù),有人說(shuō)這是個(gè)非常新的技術(shù),也有人說(shuō),三層交換嘛,不就是路由器和二層交換機(jī)的堆疊,也沒(méi)有什么新的玩意,事實(shí)果真如此嗎?下面先來(lái)通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)來(lái)看看三層交換機(jī)的工作過(guò)程。

  組網(wǎng)比較簡(jiǎn)單

  使用IP的設(shè)備A------------------------三層交換機(jī)------------------------使用IP的

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