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“交換”與“路由”的對比

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路由和交換是網(wǎng)絡世界中兩個重要的概念 。傳統(tǒng)的交換發(fā)生在網(wǎng)絡的第二層 ， 即數(shù)據(jù)鏈路層 ， 而路由則發(fā)生在第三層 ， 網(wǎng)絡層 。在新的網(wǎng)絡中 ， 路由的智能和交換的性能被有機的結合起來 ， 三層交換機和多層交換機在園區(qū)網(wǎng)絡中大量使用 。本文將介紹一些路由和交換的基本概念 ， 分為網(wǎng)絡層次結構、交換、路由和全交換園區(qū)網(wǎng)絡四個部分 。
網(wǎng)絡層次結構
網(wǎng)絡參考模型的定義給出了清楚的功能層次劃分 。最常被提及的是ISO OSI參考模型和TCP/IP協(xié)議簇 。
國際標準化組織定義的OSI參考模型將計算機網(wǎng)絡按功能劃分為七個層次 ， 這就是我們常說的七層模型或七層結構 。網(wǎng)絡功能分層的直接好處是這些層次可以各司其職 ， 由不同廠家開發(fā)的不同層次的軟硬件設備可以配合使用 。一個層次的設備更新或軟件重寫也不會影響到其它層次 。TCP/IP協(xié)議體系中的各個層次和ISO的參考模型有大致的對應關系 。如下圖所示：
OSI中間一層 ， 即第四層執(zhí)行傳輸功能 ， 它負責提供從一臺計算機到另外一臺計算機之間的可靠數(shù)據(jù)傳輸 。傳輸層（Transport Layer）是承上啟下的一層 ， 在它的下面有三層 ， 都是與數(shù)據(jù)傳輸相關的功能；上面也有三層 ， 提供與網(wǎng)絡應用相關的功能 。
OSI下三層中 。物理層（Physical Layer）負責實際的傳送數(shù)據(jù)信號 ， 數(shù)據(jù)鏈路層（Data Link Layer）負責網(wǎng)絡內(nèi)部的幀傳輸 ， 而網(wǎng)絡層（Network Layer）負責網(wǎng)絡間的計算機尋址和數(shù)據(jù)傳輸 。
OSI上三層中 。應用層（Application Layer）是最高的層次 ， 它負責提供用戶操作的界面 ， 因特網(wǎng)中常用的電子郵件服務 ， 文件傳輸服務等都是這一層提供的 。表示層（Presentation Layer）負責數(shù)據(jù)的表示 ， 比如發(fā)送數(shù)據(jù)之前的加密 ， 接收數(shù)據(jù)時的解密 ， 中英文的翻譯等等都是這一層提供的功能 。會話層（Session Layer）負責建立和終止網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)傳輸 ， 計算機名字轉(zhuǎn)換成地址的工作也在這層完成 。
傳統(tǒng)意義上的交換是第二層的概念 。數(shù)據(jù)鏈路層的功能是在網(wǎng)絡內(nèi)部傳輸幀 。所謂"網(wǎng)絡內(nèi)部"是指這一層的傳輸不涉及網(wǎng)間的設備和網(wǎng)間尋址 。通俗的理解 ， 一個以太網(wǎng)內(nèi)的傳輸 ， 一條廣域網(wǎng)專線上的傳輸都由數(shù)據(jù)鏈路層負責 。所謂"幀"是指所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的結構 ， 通常幀有幀頭和幀尾 ， 頭中有源目二層地址 ， 而幀尾中通常包含校驗信息 ， 頭尾之間的內(nèi)容即是用戶的數(shù)據(jù) 。
數(shù)據(jù)鏈路層涵蓋的功能很多 ， 所以又將它劃分為兩個子層 ， MAC（Media Access Control ， 介質(zhì)訪問控制）層和LLC（Logical Link Control ， 邏輯鏈路控制）層 。常見的局域網(wǎng)和城域網(wǎng)的二層標準是IEEE的802協(xié)議 。而在廣域網(wǎng)中 ， HDLC（High-level Data Link Control ， 高級鏈路控制）、PPP（Point-to-Point Protocol ， 點對點協(xié)議）和Frame Relay（幀中繼）等協(xié)議都有廣泛的使用 。
路由是第三層的概念 。網(wǎng)絡層在Internet中是最重要的 ， 它的功能是端到端的傳輸 ， 這里端到端的含義是無論兩臺計算機相距多遠 ， 中間相隔多少個網(wǎng)絡 ， 這一層保障它們可以互相通信 。例如我們常用的PING命令就是一個網(wǎng)絡層的命令 ， PING通了 ， 就是指網(wǎng)絡層的功能正常了 。通常 ， 網(wǎng)絡層不保障通訊的可靠性 ， 也就是說 ， 雖然正常情況下數(shù)據(jù)可以到達目的地 ， 但即便出現(xiàn)異常 ， 網(wǎng)絡層也不作任何更正和恢復的工作 。
網(wǎng)絡層常用的協(xié)議有IP、IPX、APPLETALK等等 ， 其中IP協(xié)議更是Internet的基石 。在TCP/IP協(xié)議體系中 ， 第三層的其他輔助協(xié)議還包括ARP（地址解析） 、RARP（反向地址解析）、 ICMP（網(wǎng)際報文控制）和IGMP（組治理協(xié)議）等等 。由于網(wǎng)絡互連設備都具有路徑選擇功能 ， 所以我們經(jīng)常將 RIP、OSPF等路選協(xié)議也放在這一層討論 。

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