计算机网路由不同类型的网路互相联接而成,如果几个计算机只是简单地联接在一起是难以进行通讯的,因此当我们提到计算机“互联”时,其实说的是这互相联接的计算机早已可以进行通讯了。也就是说,从功能上看在,这几台计算机早已组成另一个小型计算机网路,已经有了意义。
一、中继
将这种设备互相联接上去的设备称为中继,根据中继系统所在层次,我们常说的中继有以下几种:
1. 物理层,转发器,一层
2. 数据链路层,网桥,二层
3. 网络层,路由器,三层
4. 网桥和路由器的混和桥路,兼有集线器和路由器的功能
5. 网络层以上的中继系统,网关
当只有中继系统的时侯,我们通常不说网路互联,因为只是把网路扩大了,这一直是一个网路。当高层网段复杂的时侯,用的比较少,我们在讨论的时侯,一般都是指交换机和路由器进行互联的挽留过。因此,我们明天讨论一下交换机和路由器的区别。
二、交换机和路由器的定义
交换是一个技术概念,也就是完成讯号从设备入口到出口的转发,当拿来描述数据网路第二层的设备时,它就是一个桥接设备;如果是拿来描述数据网路第三层设备,它就是一个路由设备。
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我们常说的交换机是指以太网交换机,这或许就是一个基于集线器技术的多端口第二层网路设备,它为数据帧从一个端口到另一个端口的转发提供了低信噪比、低销路的通路。也就是说交换机的内部核心是一个交换矩阵,为任意两个端口之间的通讯提供通路,从而让任意端口接收的数据帧从其他端口送出。
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路由器是OSI协议模型的网路层中的分组交换设备,它的功能就是把数据传送到正确的网路,这个过程包括:
1. IP数据报的转发;
2. 子网隔离,抑制广播(主机之间“一对所有”的通信模式,网络对其中每一台主机发出的讯号都进行无条件复制并转发,所有主机都可以接收到所有信息,不管你是否须要)风暴;
3. 维护路由表,并与其他路由器交换路由信息;
4. IP数据报的差错处理和简单的串扰抑制;
5. 实现对IP数据报的过滤和记帐。
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三、在不同规模的网路中,路由器的优缺有所不同
在主干网中,路由器的主要作用是路由选择,主干网的路由器统管所有上层网路的路径。这就须要维护庞大的路由表,并对联接状态的变化作出尽可能快速的反应。
在地区网中,路由器主要是网路联接和路由选择,也就是联接上层各个基层网路单位--园区网,同时负责上层网路之间的数据转发。
园区网内部,路由器主要拿来分隔子网。早期的互联网基层单位是局域网,其中所有主机处于同一逻辑网路中。随着规模的扩大,局域网弄成了高速主干和路由器联接的多个子网所组成的园区网。每个子网在逻辑上都是独立的,路由器是惟一才能分割它们的设备,它负责子网间的数据报转发和隔离,在边界上的路由器则负责和下层网路联接。
四、第二层交换机(网桥)和路由器的区别
传统交换机是从集线器发展而至的,它依据MAC地址,通过站表选择路由,站表的构建和维护由交换机手动进行。
路由器属于OSI第三层网路设备,它依据IP地址进行轮询,通过路由表路合同形成。
交换机的最大用处是快速,由于交换机只需辨识帧中MAC地址,根据地址转发端口算法简单,便于ASIC实现。
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交换机存在的一些问题,路由器可以避免:
1. 回路:根据交换机地址学习和站表构建算法,交换机之间不容许存在回路,一旦存在回路,必须启动生成树算法,阻塞掉形成回路的端口。路由器的合同不存在这样的问题,可以通过多条通路来平衡负载,提高可靠性。
2. 负载集中:交换机之间只能有一条通路,使得信息集中在一条信息链路上,不能进行动态分配,以平衡负载。路由器的算法可以避免这一点。
3. 广播控制:交换机只能缩小冲突域,但是不能缩小广播域。整个交换式网路就是一个大的广播域,广播报文散到这个网路。但是路由器可以隔离广播域,让广播报文不能随便广播。
4. 子网界定:交换机只能辨识MAC地址。这个地址是化学地址,因此交换机不能按照MAC进行划分子网,但是路由器可以手动辨识IP地址,这个地址是网路管理员按照逻辑手动分配的,因此是不会冲突和重复,路由器的主要作用就是联接不同的网路。
5. 保密问题:虽说交换机也可以按照帧的源MAC地址、目的MAC地址等对帧实现过滤,但是路由器按照报文的地址、目的IP地址等对报文施行过滤,会愈加便捷和直观。
6. 介质相关:交换机作为桥接设备可以完成链路层和化学层的转换,但是这些转换比较复杂,但是路由器较为简单。
由此可见,路由器主要是完成相同或相像的化学介质和链路合同的网路互联,而不会涌来在数学层面之间进行链接。相反的是,路由器主要用于不同网路之间互联,因此能联接不能化学介质、链路层协议和网路层合同的网路。
路由器看似在功能上抢占优势的,但其价位高昂,且报文发送速率低。
交换机和路由器的功能相像,但是又互相矛盾,交换机速率快,但是抑制功能较弱,路由器抑制功能强,但是转发速率慢。
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五、第三层交换机和路由器的区别
由于第三层交换机本身也具备“路由”的功能,和传统的路由总体来说是相像的,但是既然被子拉下来了,肯定和传统路由也是有本质区别的:
1. 功用不同
大家须要明晰的一个概念是第三层交换机本质还是交换机,只是附送了一些路由器的功能,它的主要功能还是在数据交换,路由只是帮助设备适用面更广、更加实用,扩展其适用性。也就是说,第三层交换机同时兼顾数据交换和路由两种功能。
2. 适用的环境不一样
第三层交换机的路由功能由于是附加功能,因为适用环境较为简单,主要是简单的局域网。路由器则不同,它的出现就是为了满足不同类型网路的联接,因此可以适用任何网路,不管是局域网还是广域网,它的优势在于选择最佳路由、负荷分担、链路备份和其他网路进行路由信息的交换等。
3. 性能彰显不一样
从技术上来说,第三层交换机通过硬件执行数据包交换,路由器则基于微处理器的软件路由引擎执行数据包交换。三层路由器在对数据进行路由后,会形成一个MAC地址和IP地址的映射表,当相同数据再次出现时,这个数据就不用通过路由了,从而去除路由器带来的延后,提高数据包的转发效率。
综上,第三层交换机和路由器之间存在本质的区别,但是从文章描述可以看出,在局域网进行多子网联接时,最好选用三层交换机,特别是在不同子网数据交换频繁的环境中。
相比较而言,路由器的功能比交换机强悍,但其速率较慢,价格高昂,三层交换机既有交换机的转发速率,也有路由的良好控制功能,因此使用相对较广。
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