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文檔簡介
最近看到很多人在詢問交換機、集線器、路由器是什么,功能如何,有何區(qū)別,筆者就這些問題簡單的做些解答。 首先說HUB,也就是集線器。它的作用可以簡單的理解為將一些機器連接起來組成一個局域網(wǎng)。而交換機(又名交換式集線器)作用與集線器大體相同。但是兩者在性能上有區(qū)別:集線器采用的式共享帶寬的工作方式,而交換機是獨享帶寬。這樣在機器很多或數(shù)據(jù)量很大時,兩者將會有比較明顯的。而路由器與以上兩者有明顯區(qū)別,它的作用在于連接不同的網(wǎng)段并且找到網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸最合適的路徑 ,可以說一般情況下個人用戶需求不大。路由器是產(chǎn)生于交換機之后,就像交換機產(chǎn)生于集線器之后,所以路由器與交換機也有一定聯(lián)系,并不是完全獨立的兩種設(shè)備。路由器主要克服了交換機不能路由轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的不足。 總的來說,路由器與交換機的主要區(qū)別體現(xiàn)在以下幾個方面: (1)工作層次不同 最初的的交換機是工作在OSIRM開放體系結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)鏈路層,也就是第二層,而路由器一開始就設(shè)計工作在OSI模型的網(wǎng)絡(luò)層。由于交換機工作在OSI的第二層(數(shù)據(jù)鏈路層),所以它的工作原理比較簡單,而路由器工作在OSI的第三層(網(wǎng)絡(luò)層),可以得到更多的協(xié)議信息,路由器可以做出更加智能的轉(zhuǎn)發(fā)決策。 (2)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)所依據(jù)的對象不同 交換機是利用物理地址或者說MAC地址來確定轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的目的地址。而路由器則是利用不同網(wǎng)絡(luò)的ID號(即IP地址)來確定數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的地址。IP地址是在軟件中實現(xiàn)的,描述的是設(shè)備所在的網(wǎng)絡(luò),有時這些第三層的地址也稱為協(xié)議地址或者網(wǎng)絡(luò)地址。MAC地址通常是硬件自帶的,由網(wǎng)卡生產(chǎn)商來分配的,而且已經(jīng)固化到了網(wǎng)卡中去,一般來說是不可更改的。而IP地址則通常由網(wǎng)絡(luò)管理員或系統(tǒng)自動分配。 (3)傳統(tǒng)的交換機只能分割沖突域,不能分割廣播域;而路由器可以分割廣播域 由交換機連接的網(wǎng)段仍屬于同一個廣播域,廣播數(shù)據(jù)包會在交換機連接的所有網(wǎng)段上傳播,在某些情況下會導(dǎo)致通信擁擠和安全漏洞。連接到路由器上的網(wǎng)段會被分配成不同的廣播域,廣播數(shù)據(jù)不會穿過路由器。雖然第三層以上交換機具有VLAN功能,也可以分割廣播域,但是各子廣播域之間是不能通信交流的,它們之間的交流仍然需要路由器。 (4)路由器提供了防火墻的服務(wù) 路由器僅僅轉(zhuǎn)發(fā)特定地址的數(shù)據(jù)包,不傳送不支持路由協(xié)議的數(shù)據(jù)包傳送和未知目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的傳送,從而可以防止廣播風(fēng)暴。 交換機一般用于LAN-WAN的連接,交換機歸于網(wǎng)橋,是數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備,有些交換機也可實現(xiàn)第三層的交換。 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。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)。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。相比較而言,路由器的功能較交換機要強大,但速度相對也慢,價格昂貴,第三層交換機既有交換機線速轉(zhuǎn)發(fā)報文能力,又有路由器良好的控制功能,因此得以廣泛應(yīng)用。 目前個人比較多寬帶接入方式就是ADSL,因此筆者就ADSL的接入來簡單的說明一下?,F(xiàn)在購買的ADSL貓大多具有路由功能(很多的時候廠家在出廠時將路由功能屏蔽了,因為電信安裝時大多是不啟用路由功能的,啟用DHCP。打開ADSL的路由功能),如果個人上網(wǎng)或少數(shù)幾臺通過ADSL本身就可以了,如果電腦比較多你只需要再購買一個或多個集線器或者交換機。考慮到如今集線器與交換機的 價格相差十分小,不是特殊的原因,請購買一個交換機。不必去追求高價,因為如今產(chǎn)品同質(zhì)化十分嚴(yán)重,我最便宜的交換機現(xiàn)在沒有任 何問題。給你一個參考報價,建議你購買一個8口的,以滿足擴充需求,一般的價格100元左右。接上交換機,所有電腦再接到交換機上就行了。余下所要做的事情就只有把各個機器的網(wǎng)線插入交換機的接口,將貓的網(wǎng)線插入uplink接口。然后設(shè)置路由功能,DHCP等, 就可以共享上網(wǎng)了。 看完以上的解說讀者應(yīng)該對交換機、集線器、路由器有了一些了解,目前的使用主要還是以交換機、路由器的組合使用為主,具體的組合方式可根據(jù)具體的網(wǎng)絡(luò)情況和需求來確定。交換機與路由器的區(qū)別 計算機網(wǎng)絡(luò)往往由許多種不同類型的網(wǎng)絡(luò)互連連接而成。如果幾個計算機網(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”并沒有什么實際意義。因此通常在談到“互連”時,就已經(jīng)暗示這些相互連接的計算機是可以進(jìn)行通信的,也就是說,從功能上和邏輯上看,這些計算機網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)組成了一個大型的計算機網(wǎng)絡(luò),或稱為互聯(lián)網(wǎng)絡(luò),也可簡稱為互聯(lián)網(wǎng)、互連網(wǎng)。 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)。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)。 2.數(shù)據(jù)鏈路層(即第二層,層L2),即網(wǎng)橋或橋接器(bridge)。 3.網(wǎng)絡(luò)層(第三層,層L3)中繼系統(tǒng),即路由器(router)。 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。 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,一般不稱之為網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),因為這僅僅是把一個網(wǎng)絡(luò)擴大了,而這仍然是一個網(wǎng)絡(luò)。高層網(wǎng)關(guān)由于比較復(fù)雜,目前使用得較少。因此一般討論網(wǎng)絡(luò)互連時都是指用交換機和路由器進(jìn)行互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)。本文主要闡述交換機和路由器及其區(qū)別。 2 交換機和路由器 “交換”是今天網(wǎng)絡(luò)里出現(xiàn)頻率最高的一個詞,從橋接到路由到ATM直至電話系統(tǒng),無論何種場合都可將其套用,搞不清到底什么才是真正的交換。其實交換一詞最早出現(xiàn)于電話系統(tǒng),特指實現(xiàn)兩個不同電話機之間話音信號的交換,完成該工作的設(shè)備就是電話交換機。所以從本意上來講,交換只是一種技術(shù)概念,即完成信號由設(shè)備入口到出口的轉(zhuǎn)發(fā)。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。由此可見,“交換”是一個涵義廣泛的詞語,當(dāng)它被用來描述數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)第二層的設(shè)備時,實際指的是一個橋接設(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,又指的是一個路由設(shè)備。 我們經(jīng)常說到的以太網(wǎng)交換機實際是一個基于網(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)幀從一個端口到另一個任意端口的轉(zhuǎn)發(fā)提供了低時延、低開銷的通路。 由此可見,交換機內(nèi)部核心處應(yīng)該有一個交換矩陣,為任意兩端口間的通信提供通路,或是一個快速交換總線,以使由任意端口接收的數(shù)據(jù)幀從其他端口送出。在實際設(shè)備中,交換矩陣的功能往往由專門的芯片(ASIC)完成。另外,以太網(wǎng)交換機在設(shè)計思想上有一個重要的假設(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)不會使其產(chǎn)生擁塞,換句話說,交換的能力相對于所傳信息量而無窮大(與此相反,ATM交換機在設(shè)計上的思路是,認(rèn)為交換的能力相對所傳信息量而言有限)。 雖然以太網(wǎng)第二層交換機是基于多端口網(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。 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報文)傳送到正確的網(wǎng)絡(luò),包括: 1.IP數(shù)據(jù)報的轉(zhuǎn)發(fā),包括數(shù)據(jù)報的尋徑和傳送; 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報文轉(zhuǎn)發(fā)的基礎(chǔ)。 4.IP數(shù)據(jù)報的差錯處理及簡單的擁塞控制; 5.實現(xiàn)對IP數(shù)據(jù)報的過濾和記帳。 對于不同地規(guī)模的網(wǎng)絡(luò),路由器的作用的側(cè)重點有所不同。 在主干網(wǎng)上,路由器的主要作用是路由選擇。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。這需要維護(hù)龐大的路由表,并對連接狀態(tài)的變化作出盡可能迅速的反應(yīng)。路由器的故障將會導(dǎo)致嚴(yán)重的信息傳輸問題。 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,即連接下層各個基層網(wǎng)絡(luò)單位園區(qū)網(wǎng),同時負(fù)責(zé)下層網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。 在園區(qū)網(wǎng)內(nèi)部,路由器的主要作用是分隔子網(wǎng)。早期的互連網(wǎng)基層單位是局域網(wǎng)(LAN),其中所有主機處于同一邏輯網(wǎng)絡(luò)中。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴大,局域網(wǎng)演變成以高速主干和路由器連接的多個子網(wǎng)所組成的園區(qū)網(wǎng)。在其中,處個子網(wǎng)在邏輯上獨立,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。 3 第二層交換機和路由器的區(qū)別 傳統(tǒng)交換機從網(wǎng)橋發(fā)展而來,屬于OSI第二層即數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備。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)由交換機自動進(jìn)行。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。交換機最大的好處是快速,由于交換機只須識別幀中MAC地址,直接根據(jù)MAC地址產(chǎn)生選擇轉(zhuǎn)發(fā)端口算法簡單,便于ASIC實現(xiàn),因此轉(zhuǎn)發(fā)速度極高。但交換機的工作機制也帶來一些問題。 1.回路:根據(jù)交換機地址學(xué)習(xí)和站表建立算法,交換機之間不允許存在回路。一旦存在回路,必須啟動生成樹算法,阻塞掉產(chǎn)生回路的端口。而路由器的路由協(xié)議沒有這個問題,路由器之間可以有多條通路來平衡負(fù)載,提高可靠性。 2.負(fù)載集中:交換機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)行動態(tài)分配,以平衡負(fù)載。而路由器的路由協(xié)議算法可以避免這一點,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。 3.廣播控制:交換機只能縮小沖突域,而不能縮小廣播域。整個交換式網(wǎng)絡(luò)就是一個大的廣播域,廣播報文散到整個交換式網(wǎng)絡(luò)。而路由器可以隔離廣播域,廣播報文不能通過路由器繼續(xù)進(jìn)行廣播。 4.子網(wǎng)劃分:交換機只能識別MAC地址。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)。而路由器識別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)號和主機號,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)。 5.保密問題:雖說交換機也可以根據(jù)幀的源MAC地址、目的MAC地址和其他幀中內(nèi)容對幀實施過濾,但路由器根據(jù)報文的源IP地址、目的IP地址、TCP端口地址等內(nèi)容對報文實施過濾,更加直觀方便。 6.介質(zhì)相關(guān):交換機作為橋接設(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實現(xiàn),勢必降低交換機的轉(zhuǎn)發(fā)速度。因此目前交換機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。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)。路由器在功能上雖然占據(jù)了優(yōu)勢,但價格昂貴,報文轉(zhuǎn)發(fā)速度低。 近幾年,交換機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。 劃分子網(wǎng)可以縮小廣播域,減少廣播風(fēng)暴對網(wǎng)絡(luò)的影響。路由器每一接口連接一個子網(wǎng),廣播報文不能經(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。對交換機而言,每一個端口對應(yīng)一個網(wǎng)段,由于子網(wǎng)由若干網(wǎng)段構(gòu)成,通過對交換機端口的組合,可以邏輯劃分子網(wǎng)。廣播報文只能在子網(wǎng)內(nèi)廣播,不能擴散到別的子網(wǎng)內(nèi),通過合理劃分邏輯子網(wǎng),達(dá)到控制廣播的目的。由于邏輯子網(wǎng)由交換機端口任意組合,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)。虛擬網(wǎng)技術(shù)不用路由器就解決了廣播報文的隔離問題,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)的兩個網(wǎng)段可能屬于不同虛擬網(wǎng),而相隔甚遠(yuǎn)的兩個網(wǎng)段可能屬于同一個虛擬網(wǎng)。不同虛擬網(wǎng)內(nèi)的終端之間不能相互通信,增強了對網(wǎng)絡(luò)內(nèi)數(shù)據(jù)的訪問控制。 交換機和路由器是性能和功能的矛盾體,交換機交換速度快,但控制功能弱,路由器控制性能強,但報文轉(zhuǎn)發(fā)速度慢。解決這個矛盾的技術(shù)是三層交換,既有交換機線速轉(zhuǎn)發(fā)報文能力,又有路由器良好的控制功能。 4 第三層交換機和路由器的區(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)在第三層交換機完全能夠執(zhí)行傳統(tǒng)路由器的大多數(shù)功能。作為網(wǎng)絡(luò)互連的設(shè)備,第三層交換機具有以下特征: 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),如報文過濾或認(rèn)證; 4.執(zhí)行或不執(zhí)行路由處理。 第三層交換機與傳統(tǒng)路由器相比有如下優(yōu)點: 1.子網(wǎng)間傳輸帶寬可任意分配:傳統(tǒng)路由器每個接口連接一個子網(wǎng),子網(wǎng)通過路由器進(jìn)行傳輸?shù)乃俾时唤涌诘膸捤拗?。而三層交換機則不同,它可以把多個端口定義成一個虛擬網(wǎng),把多個端口組成的虛擬網(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,由于端口數(shù)可任意指定,子網(wǎng)間傳輸帶寬沒有限制。 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)省費用,更可以合理配置信息資源。 3.降低成本:通常的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計用交換機構(gòu)成子網(wǎng),用路由器進(jìn)行子網(wǎng)間互連。目前采用三層交換機進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計,既可以進(jìn)行任意虛擬子網(wǎng)劃分,又可以通過交換機三層路由功能完成子網(wǎng)間通信,為此節(jié)省了價格昂貴的路由器。 4.交換機之間連接靈活:作為交換機,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。三層交換機用生成樹算法阻塞造成回路的端口,但進(jìn)行路由選擇時,依然把阻塞掉的通路作為可選路徑參與路由選擇。最近看到很多人在詢問交換機、集線器、路由器是什么,功能如何,有何區(qū)別,筆者就這些問題簡單的做些解答。 首先說HUB,也就是集線器。它的作用可以簡單的理解為將一些機器連接起來組成一個局域網(wǎng)。而交換機(又名交換式集線器)作用與集線器大體相同。但是兩者在性能上有區(qū)別:集線器采用的式共享帶寬的工作方式,而交換機是獨享帶寬。這樣在機器很多或數(shù)據(jù)量很大時,兩者將會有比較明顯的。而路由器與以上兩者有明顯區(qū)別,它的作用在于連接不同的網(wǎng)段并且找到網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸最合適的路徑 ,可以說一般情況下個人用戶需求不大。路由器是產(chǎn)生于交換機之后,就像交換機產(chǎn)生于集線器之后,所以路由器與交換機也有一定聯(lián)系,并不是完全獨立的兩種設(shè)備。路由器主要克服了交換機不能路由轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的不足。 總的來說,路由器與交換機的主要區(qū)別體現(xiàn)在以下幾個方面: (1)工作層次不同 最初的的交換機是工作在OSIRM開放體系結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)鏈路層,也就是第二層,而路由器一開始就設(shè)計工作在OSI模型的網(wǎng)絡(luò)層。由于交換機工作在OSI的第二層(數(shù)據(jù)鏈路層),所以它的工作原理比較簡單,而路由器工作在OSI的第三層(網(wǎng)絡(luò)層),可以得到更多的協(xié)議信息,路由器可以做出更加智能的轉(zhuǎn)發(fā)決策。 (2)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)所依據(jù)的對象不同 交換機是利用物理地址或者說MAC地址來確定轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的目的地址。而路由器則是利用不同網(wǎng)絡(luò)的ID號(即IP地址)來確定數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的地址。IP地址是在軟件中實現(xiàn)的,描述的是設(shè)備所在的網(wǎng)絡(luò),有時這些第三層的地址也稱為協(xié)議地址或者網(wǎng)絡(luò)地址。MAC地址通常是硬件自帶的,由網(wǎng)卡生產(chǎn)商來分配的,而且已經(jīng)固化到了網(wǎng)卡中去,一般來說是不可更改的。而IP地址則通常由網(wǎng)絡(luò)管理員或系統(tǒng)自動分配。 (3)傳統(tǒng)的交換機只能分割沖突域,不能分割廣播域;而路由器可以分割廣播域 由交換機連接的網(wǎng)段仍屬于同一個廣播域,廣播數(shù)據(jù)包會在交換機連接的所有網(wǎng)段上傳播,在某些情況下會導(dǎo)致通信擁擠和安全漏洞。連接到路由器上的網(wǎng)段會被分配成不同的廣播域,廣播數(shù)據(jù)不會穿過路由器。雖然第三層以上交換機具有VLAN功能,也可以分割廣播域,但是各子廣播域之間是不能通信交流的,它們之間的交流仍然需要路由器。 (4)路由器提供了防火墻的服務(wù) 路由器僅僅轉(zhuǎn)發(fā)特定地址的數(shù)據(jù)包,不傳送不支持路由協(xié)議的數(shù)據(jù)包傳送和未知目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的傳送,從而可以防止廣播風(fēng)暴。 交換機一般用于LAN-WAN的連接,交換機歸于網(wǎng)橋,是數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備,有些交換機也可實現(xiàn)第三層的交換。 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。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)。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。相比較而言,路由器的功能較交換機要強大,但速度相對也慢,價格昂貴,第三層交換機既有交換機線速轉(zhuǎn)發(fā)報文能力,又有路由器良好的控制功能,因此得以廣泛應(yīng)用。 目前個人比較多寬帶接入方式就是ADSL,因此筆者就ADSL的接入來簡單的說明一下。現(xiàn)在購買的ADSL貓大多具有路由功能(很多的時候廠家在出廠時將路由功能屏蔽了,因為電信安裝時大多是不啟用路由功能的,啟用DHCP。打開ADSL的路由功能),如果個人上網(wǎng)或少數(shù)幾臺通過ADSL本身就可以了,如果電腦比較多你只需要再購買一個或多個集線器或者交換機。考慮到如今集線器與交換機的 價格相差十分小,不是特殊的原因,請購買一個交換機。不必去追求高價,因為如今產(chǎn)品同質(zhì)化十分嚴(yán)重,我最便宜的交換機現(xiàn)在沒有任 何問題。給你一個參考報價,建議你購買一個8口的,以滿足擴充需求,一般的價格100元左右。接上交換機,所有電腦再接到交換機上就行了。余下所要做的事情就只有把各個機器的網(wǎng)線插入交換機的接口,將貓的網(wǎng)線插入uplink接口。然后設(shè)置路由功能,DHCP等, 就可以共享上網(wǎng)了。 看完以上的解說讀者應(yīng)該對交換機、集線器、路由器有了一些了解,目前的使用主要還是以交換機、路由器的組合使用為主,具體的組合方式可根據(jù)具體的網(wǎng)絡(luò)情況和需求來確定。第二層交換機和路由器的區(qū)別 傳統(tǒng)交換機從網(wǎng)橋發(fā)展而來,屬于第二層即數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備。它根據(jù)地址尋址,通過站表選擇路由,站表的建立和維護(hù)由交換機自動進(jìn)行。路由器屬于第三層即網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備,它根據(jù)地址進(jìn)行尋址,通過路由表路由協(xié)議產(chǎn)生。交換機最大的好處是快速,由于交換機只須識別幀中地址,直接根據(jù)地址產(chǎn)生選擇轉(zhuǎn)發(fā)端口算法簡單,便于實現(xiàn),因此轉(zhuǎn)發(fā)速度極高。但交換機的工作機制也帶來一些問題。 1.回路:根據(jù)交換機地址學(xué)習(xí)和站表建立算法,交換機之間不允許存在回路。一旦存在回路,必須啟動生成樹算法,阻塞掉產(chǎn)生回路的端口。而路由器的路由協(xié)議沒有這個問題,路由器之間可以有多條通路來平衡負(fù)載,提高可靠性。 2.負(fù)載集中:交換機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)行動態(tài)分配,以平衡負(fù)載。而路由器的路由協(xié)議算法可以避免這一點,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。 3.廣播控制:交換機只能縮小沖突域,而不能縮小廣播域。整個交換式網(wǎng)絡(luò)就是一個大的廣播域,廣播報文散到整個交換式網(wǎng)絡(luò)。而路由器可以隔離廣播域,廣播報文不能通過路由器繼續(xù)進(jìn)行廣播。 4.子網(wǎng)劃分:交換機只能識別地址。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)地址來劃分子網(wǎng)。而路由器識別地址,地址由網(wǎng)絡(luò)管理員分配,是邏輯地址且地址具有層次結(jié)構(gòu),被劃分成網(wǎng)絡(luò)號和主機號,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)。 5.保密問題:雖說交換機也可以根據(jù)幀的源地址、目的地址和其他幀中內(nèi)容對幀實施過濾,但路由器根據(jù)報文的源地址、目的地址、端口地址等內(nèi)容對報文實施過濾,更加直觀方便。 6.介質(zhì)相關(guān):交換機作為橋接設(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,不適合實現(xiàn),勢必降低交換機的轉(zhuǎn)發(fā)速度。因此目前交換機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。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)。路由器在功能上雖然占據(jù)了優(yōu)勢,但價格昂貴,報文轉(zhuǎn)發(fā)速度低。 近幾年,交換機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。 劃分子網(wǎng)可以縮小廣播域,減少廣播風(fēng)暴對網(wǎng)絡(luò)的影響。路由器每一接口連接一個子網(wǎng),廣播報文不能經(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。對交換機而言,每一個端口對應(yīng)一個網(wǎng)段,由于子網(wǎng)由若干網(wǎng)段構(gòu)成,通過對交換機端口的組合,可以邏輯劃分子網(wǎng)。廣播報文只能在子網(wǎng)內(nèi)廣播,不能擴散到別的子網(wǎng)內(nèi),通過合理劃分邏輯子網(wǎng),達(dá)到控制廣播的目的。由于邏輯子網(wǎng)由交換機端口任意組合,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)。虛擬網(wǎng)技術(shù)不用路由器就解決了廣播報文的隔離問題,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)的兩個網(wǎng)段可能屬于不同虛擬網(wǎng),而相隔甚遠(yuǎn)的兩個網(wǎng)段可能屬于同一個虛擬網(wǎng)。不同虛擬網(wǎng)內(nèi)的終端之間不能相互通信,增強了對網(wǎng)絡(luò)內(nèi)數(shù)據(jù)的訪問控制。 交換機和路由器是性能和功能的矛盾體,交換機交換速度快,但控制功能弱,路由器控制性能強,但報文轉(zhuǎn)發(fā)速度慢。解決這個矛盾的最新技術(shù)是三層交換,既有交換機線速轉(zhuǎn)發(fā)報文能力,又有路由器良好的控制功能。 4第三層交換機和路由器的區(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)在第三層交換機完全能夠執(zhí)行傳統(tǒng)路由器的大多數(shù)功能。作為網(wǎng)絡(luò)互連的設(shè)備,第三層交換機具有以下特征: 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),如報文過濾或認(rèn)證; 4.執(zhí)行或不執(zhí)行路由處理。 第三層交換機與傳統(tǒng)路由器相比有如下優(yōu)點: 1.子網(wǎng)間傳輸帶寬可任意分配:傳統(tǒng)路由器每個接口連接一個子網(wǎng),子網(wǎng)通過路由器進(jìn)行傳輸?shù)乃俾时唤涌诘膸捤拗?。而三層交換機則不同,它可以把多個端口定義成一個虛擬網(wǎng),把多個端口組成的虛擬網(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,由于端口數(shù)可任意指定,子網(wǎng)間傳輸帶寬沒有限制。 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)省費用,更可以合理配置信息資源。 3.降低成本:通常的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計用交換機構(gòu)成子網(wǎng),用路由器進(jìn)行子網(wǎng)間互連。目前采用三層交換機進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計,既可以進(jìn)行任意虛擬子網(wǎng)劃分,又可以通過交換機三層路由功能完成子網(wǎng)間通信,為此節(jié)省了價格昂貴的路由器。 4.交換機之間連接靈活:作為交換機,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。三層交換機用生成樹算法阻塞造成回路的端口,但進(jìn)行路由選擇時,依然把阻塞掉的通路作為可選路徑參與路由選擇。 5結(jié)論 綜上所述,交換機一般用于的連接,交換機歸于網(wǎng)橋,是數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備,有些交換機也可實現(xiàn)第三層的交換。路由器用于之間的連接,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。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)。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。相比較而言,路由器的功能較交換機要強大,但速度相對也慢,價格昂貴,第三層交換機既有交換機線速轉(zhuǎn)發(fā)報文能力,又有路由器良好的控制功能,因此得以廣播應(yīng)用。OSI參考模型 在計算機網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生之初,每個計算機廠商都有一套自己的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的概念,它們之間互不相容。為此,國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)在年建立了一個分委員會來專門研究一種用于開放系統(tǒng)互聯(lián)的體系結(jié)構(gòu)(Open Systems Interconnection)簡稱OSI,開放這個詞表示:只要遵循OSI標(biāo)準(zhǔn),一個系統(tǒng)可以和位于世界上任何地方的、也遵循OSI標(biāo)準(zhǔn)的其他任何系統(tǒng)進(jìn)行連接。這個分委員提出了開放系統(tǒng)互聯(lián),即OSI參考模型,它定義了連接異種計算機的標(biāo)準(zhǔn)框架。OSI參考模型分為層,分別是物理層,數(shù)據(jù)鏈路層,網(wǎng)絡(luò)層,傳輸層,會話層,表示層和應(yīng)用層。各層的主要功能及其相應(yīng)的數(shù)據(jù)單位如下: 物 理 層(Physical Layer) 我們知道,要傳遞信息就要利用一些物理媒體,如雙紐線、同軸電纜等,但具體的物理媒體并不在OSI的7層之內(nèi),有人把物理媒體當(dāng)作第0層,物理層的任務(wù)就是為它的上一層提供一個物理連接,以及它們的機械、電氣、功能和過程特性。 如規(guī)定使用電纜和接頭 的類型,傳送信號的電壓等。在這一層,數(shù)據(jù)還沒有被組織,僅作為原始的位流或電氣電壓處理,單位是比特。 數(shù) 據(jù) 鏈 路 層(Data Link Layer) 數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)在兩個相鄰結(jié)點間的線路上,無差錯的傳送以幀為單位的數(shù)據(jù)。每一幀包括一定數(shù)量的數(shù)據(jù)和一些必要的控制信息。和物理層相似,數(shù)據(jù)鏈路層要負(fù)責(zé)建立、維持和釋放數(shù)據(jù)鏈路的連接。在傳送數(shù)據(jù)時,如果接收點檢測到所傳數(shù)據(jù)中有差錯,就要通知發(fā)方重發(fā)這一幀。 網(wǎng) 絡(luò) 層(Network Layer) 在計算機網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)
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