一層交換 二層交換 三層交換.doc

一層交換【集線器】一層交換其實不叫交換，常見的網(wǎng)絡設(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)備都處于同一個沖突域，所有的設(shè)備都處于同一個廣播域，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，目標主機接收并保留信號，非目標主機接收后丟棄。例如：對于10M的HUB而言10M是物理帶寬，所有連接在這個HUB上的主機共享的有效帶寬小于10M，因為以太網(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】二層交換是基于MAC地址的交換。二層交換機是數(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。所以交換機每個端口都是單獨的沖突域。二層交換機會維護有一張MAC地址表，這個地址表標明了MAC地址和交換機端口的對應關(guān)系。（機器A在開始發(fā)送時，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，當交換機收到要傳給B的數(shù)據(jù)流時，交換機會查找自己的MAC地址表，確定應該將數(shù)據(jù)包由第3端口發(fā)給B。如果在表中找不到相應的端口則把數(shù)據(jù)包廣播到所有端口上，當目的機器對源機器回應時，交換機又可以學習一目的MAC地址與哪個端口對應，在下次傳送數(shù)據(jù)時就不再需要對所有端口進行廣播了。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網(wǎng)段內(nèi)進行的，也就是說是根據(jù)MAC地址來進行交換的，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)段進行包的傳遞。路由技術(shù)和二層交換看起來有點相似，其實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)絡層）。路由技術(shù)實質(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)包所要到達的目的地選擇最佳路徑把數(shù)據(jù)包發(fā)送到可以到達該目的地的下一臺路由器處。路由器是在OSI七層網(wǎng)絡模型中的第三層網(wǎng)絡層操作的。路由器內(nèi)部有一個路由表，這表標明了如果要去某個地方，下一步應該往哪走。路由器從某個端口收到一個數(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信息，并把這個數(shù)據(jù)包丟掉。路由交換機又稱三層交換機，是一個帶有第三層路由功能的第二層交換機，是二者的有機結(jié)合。【例：一次選路，多次交換】機器A在開始發(fā)送時，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。若兩個機器不在同一子網(wǎng)內(nèi)，如發(fā)送機器A要與目的機器C通信，發(fā)送機器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IP地址實際上對應第三層交換機的第三層交換模塊。所以當發(fā)送機器A對“缺省網(wǎng)關(guān)”的IP地址廣播出一個ARP請求時，若第三層交換模塊在以往的通信過程中已得到目的機器C的MAC地址，則向發(fā)送機器A回復C的MAC地址；否則第三層交換模塊根據(jù)路由信息向目的機器廣播一個ARP請求，目的機器C得到此ARP請示后向第三層交換模塊回復其MAC地址，第三層交換模塊保存此地址并回復給發(fā)送機器A。以后，當再進行A與C之間數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)時，將用最終的目的機器的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：有機的硬件結(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，大部分數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過程由第二層交換處理；應用場景二層交換機主要用在小型局域網(wǎng)中，機器數(shù)量在二、三十臺以下，這樣的網(wǎng)絡環(huán)境下，廣播包影響不大，二層交換機的快速交換功能、多個接入端口和低廉價格為小型網(wǎng)絡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，所以適合于在大型網(wǎng)絡之間的互連。它的優(yōu)勢在于選擇最佳路由，負荷分擔，鏈路備份及和其他網(wǎng)絡進行路由信息的交換等方面。三層交換機是為IP設(shè)計的，接口類型簡單，擁有很強二層包處理能力，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一個的小局域網(wǎng)，也就是一個一個的小網(wǎng)段，這樣必然導致不同網(wǎng)段之間存在大量的互訪，單純