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三層交換機(jī)與路由器比較

云知道

為了適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用深化帶來的挑戰(zhàn)，網(wǎng)絡(luò)在規(guī)模和速度方向都在急劇發(fā)展，局域網(wǎng)的速度已從最初的10Mbit/s提高到100Mbit/s，目前千兆以太網(wǎng)技術(shù)已得到普遍應(yīng)用 。
在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方面也從早期的共享介質(zhì)的局域網(wǎng)發(fā)展到目前的交換式局域網(wǎng) 。交換式局域網(wǎng)技術(shù)使專用的帶寬為用戶所獨享，極大的提高了局域網(wǎng)傳輸?shù)男??？梢哉f，在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成的技術(shù)中，直接面向用戶的第
一層接口和第二層交換技術(shù)方面已得到令人滿足的答案 。但是，作為網(wǎng)絡(luò)核心、起到網(wǎng)間互連作用的路由器技術(shù)卻沒有質(zhì)的突破 。在這種情況下，一種新的路由技術(shù)應(yīng)運而生，這就是第三層交換技術(shù)：說它是路由器，因為它可操作在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的第三層，是一種路由理解設(shè)備并可起到路由決定的作用；說它是交換器，是因為它的速度極快，幾乎達(dá)到第二層交換的速度 。二層交換機(jī)、三層交換機(jī)和路由器這三種技術(shù)究竟誰優(yōu)誰劣，它們各自適用在什么環(huán)境？為了解答這問題，我們先從這三種技術(shù)的工作原理入手：
1.二層交換技術(shù)
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 。
交換機(jī)內(nèi)部有一個地址表，這個地址表標(biāo)明了MAC地址和交換機(jī)端口的對應(yīng)關(guān)系 。當(dāng)交換機(jī)從某個端口收到一個數(shù)據(jù)包，它首先讀取包頭中的源MAC地址，這樣它就知道源MAC地址的機(jī)器是連在哪個端口上的，它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，假如表中有與這目的MAC地址對應(yīng)的端口，則把數(shù)據(jù)包直接復(fù)制到這端口上，假如在表中找不到相應(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，交換機(jī)又可以學(xué)習(xí)一目的MAC地址與哪個端口對應(yīng)，在下次傳送數(shù)據(jù)時就不再需要對所有端口進(jìn)行廣播了 。
二層交換機(jī)就是這樣建立和維護(hù)它自己的地址表 。由于二層交換機(jī)一般具有很寬的交換總線帶寬，所以可以同時為很多端口進(jìn)行數(shù)據(jù)交換 。假如二層交換機(jī)有N個端口，每個端口的帶寬是M，而它的交換機(jī)總線帶寬超過N×M，那么這交換機(jī)就可以實現(xiàn)線速交換 。二層交換機(jī)對廣播包是不做限制的，把廣播包復(fù)制到所有端口上 。
二層交換機(jī)一般都含有專門用于處理數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)的ASIC (Application specific
Integrated Circuit)芯片，因此轉(zhuǎn)發(fā)速度可以做到非?？?。
2.路由技術(shù)
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)部有一個路由表，這表標(biāo)明了假如要去某個地方，下一步應(yīng)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；假如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 。這一區(qū)別決定了路由和交換在傳送數(shù)據(jù)的過程中需要使用不同的控制信息，所以兩者實現(xiàn)各自功能的方式是不同的 。
路由技術(shù)其實是由兩項最基本的活動組成，即決定最優(yōu)路徑和傳輸數(shù)據(jù)包 。其中，數(shù)據(jù)包的傳輸相對較為簡單和直接，而路由的確定則更加復(fù)雜一些 。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 。當(dāng)下一臺路由器接收到該數(shù)據(jù)包時，也會查看其目標(biāo)地址，并使用合適的路徑繼續(xù)傳送給后面的路由器 。依次類推，直到數(shù)據(jù)包到達(dá)最終目的地 。

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