简要概述交换机和路由器的工作原理

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-04
计算机网络,简述路由器和交换机的工作原理,要的是简述哦

1:路由器与交换机,本质上,一个是三层设备,一个是二层设备。路由器是三层,交换机是二层。
2:所谓三层,就是路由器数据交换的时候,需要携带IP头,根据IP地址来进行寻找转发路径。而交换机,数据交换的时候,根据二层MAC地址来转发的。
3:路由器本质上是起到连接网络的作用,连接一个网络跟另一个网络。而交换机,是一个网络内所有电脑通信用。
4:路由器成本比较贵,交换机较便宜。

首先说HUB,也就是集线器。它的作用可以简单的理解为将一些机器连接起来组成一个局域网。而交换机(又名交换式集线器)作用与集线器大体相同。但是两者在性能上有区别:集线器采用的式共享带宽的工作方式,而交换机是独享带宽。这样在机器很多或数据量很大时,两者将会有比较明显的。而路由器与以上两者有明显区别,它的作用在于连接不同的网段并且找到网络中数据传输最合适的路径 ,可以说一般情况下个人用户需求不大。路由器是产生于交换机之后,就像交换机产生于集线器之后,所以路由器与交换机也有一定联系,并不是完全独立的两种设备。路由器主要克服了交换机不能路由转发数据包的不足。总的来说,路由器与交换机的主要区别体现在以下几个方面:(1)工作层次不同最初的的交换机是工作在OSI/RM开放体系结构的数据链路层,也就是第二层,而路由器一开始就设计工作在OSI模型的网络层。由于交换机工作在OSI的第二层(数据链路层),所以它的工作原理比较简单,而路由器工作在OSI的第三层(网络层),可以得到更多的协议信息,路由器可以做出更加智能的转发决策。(2)数据转发所依据的对象不同交换机是利用物理地址或者说MAC地址来确定转发数据的目的地址。而路由器则是利用不同网络的ID号(即IP地址)来确定数据转发的地址。IP地址是在软件中实现的,描述的是设备所在的网络,有时这些第三层的地址也称为协议地址或者网络地址。MAC地址通常是硬件自带的,由网卡生产商来分配的,而且已经固化到了网卡中去,一般来说是不可更改的。而IP地址则通常由网络管理员或系统自动分配。(3)传统的交换机只能分割冲突域,不能分割广播域;而路由器可以分割广播域由交换机连接的网段仍属于同一个广播域,广播数据包会在交换机连接的所有网段上传播,在某些情况下会导致通信拥挤和安全漏洞。连接到路由器上的网段会被分配成不同的广播域,广播数据不会穿过路由器。虽然第三层以上交换机具有VLAN功能,也可以分割广播域,但是各子广播域之间是不能通信交流的,它们之间的交流仍然需要路由器。(4)路由器提供了防火墙的服务路由器仅仅转发特定地址的数据包,不传送不支持路由协议的数据包传送和未知目标网络数据包的传送,从而可以防止广播风暴。交换机一般用于LAN-WAN的连接,交换机归于网桥,是数据链路层的设备,有些交换机也可实现第三层的交换。 路由器用于WAN-WAN之间的连接,可以解决异性网络之间转发分组,作用于网络层。他们只是从一条线路上接受输入分组,然后向另一条线路转发。这两条线路可能分属于不同的网络,并采用不同协议。相比较而言,路由器的功能较交换机要强大,但速度相对也慢,价格昂贵,第三层交换机既有交换机线速转发报文能力,又有路由器良好的控制功能,因此得以广泛应用。目前个人比较多宽带接入方式就是ADSL,因此笔者就ADSL的接入来简单的说明一下。现在购买的ADSL猫大多具有路由功能(很多的时候厂家在出厂时将路由功能屏蔽了,因为电信安装时大多是不启用路由功能的,启用DHCP。打开ADSL的路由功能),如果个人上网或少数几台通过ADSL本身就可以了,如果电脑比较多你只需要再购买一个或多个集线器或者交换机。考虑到如今集线器与交换机的 价格相差十分小,不是特殊的原因,请购买一个交换机。不必去追求高价,因为如今产品同质化十分严重,我最便宜的交换机现在没有任 何问题。给你一个参考报价,建议你购买一个8口的,以满足扩充需求,一般的价格100元左右。接上交换机,所有电脑再接到交换机上就行了。余下所要做的事情就只有把各个机器的网线插入交换机的接口,将猫的网线插入uplink接口。然后设置路由功能,DHCP等, 就可以共享上网了。

交换机与路由器的包转发率的概念
交换机工作在二层 数据链路层,也有三层的 存储转发,相对路由器说要快
路由器工作在三层,网络层。用于互联网公网和内网的连接,支持wan口协议功能
1.交换机的包转发率
  交换机的包转发率标志了交换机转发数据包能力的大小。单位一般位pps(包每秒),一般交换机的包转发率在几十Kpps到几百Mpps不等。包转发速率是指交换机每秒可以转发多少百万个数据包(Mpps),即交换机能同时转发的数据包的数量。包转发率以数据包为单位体现了交换机的交换能力。   其实决定包转发率的一个重要指标就是交换机的背板带宽,背板带宽标志了交换机总的数据交换能力。一台交换机的背板带宽越高,所能处理数据的能力就越强,也就是包转发率越高。   
2.路由器的包转发率   
路由器的包转发率 ,也称端口吞吐量,是指路由器在某端口进行的数据包转发能力,单位通常使用pps(包每秒)来衡量。一般来讲,低端的路由器包转发率只有几K到几十Kpps,而高端路由器则能达到几十Mpps(百万包每秒)甚至上百Mpps。如果小型办公使用,则选购转发速率较低的低端路由器即可,如果是大中型企业部门应用,就要严格这个指标,建议性能越高越好。

计算机网络往往由许多种不同类型的网络互连连接而成。如果几个计算机网络只是在物理上连接在一起,它们之间并不能进行通信,那么这种“互连”并没有什么实际意义。因此通常在谈到“互连”时,就已经暗示这些相互连接的计算机是可以进行通信的,也就是说,从功能上和逻辑上看,这些计算机网络已经组成了一个大型的计算机网络,或称为互联网络,也可简称为互联网、互连网。
将网络互相连接起来要使用一些中间设备(或中间系统),ISO的术语称之为中继(relay)系统。根据中继系统所在的层次,可以有以下五种中继系统:
1.物理层(即常说的第一层、层L1)中继系统,即转发器(repeater)。
2.数据链路层(即第二层,层L2),即网桥或桥接器(bridge)。
3.网络层(第三层,层L3)中继系统,即路由器(router)。
4.网桥和路由器的混合物桥路器(brouter)兼有网桥和路由器的功能。
5.在网络层以上的中继系统,即网关(gateway).
当中继系统是转发器时,一般不称之为网络互联,因为这仅仅是把一个网络扩大了,而这仍然是一个网络。高层网关由于比较复杂,目前使用得较少。因此一般讨论网络互连时都是指用交换机和路由器进行互联的网络。本文主要阐述交换机和路由器及其区别。
2 交换机和路由器
“交换”是今天网络里出现频率最高的一个词,从桥接到路由到ATM直至电话系统,无论何种场合都可将其套用,搞不清到底什么才是真正的交换。其实交换一词最早出现于电话系统,特指实现两个不同电话机之间话音信号的交换,完成该工作的设备就是电话交换机。所以从本意上来讲,交换只是一种技术概念,即完成信号由设备入口到出口的转发。因此,只要是和符合该定义的所有设备都可被称为交换设备。由此可见,“交换”是一个涵义广泛的词语,当它被用来描述数据网络第二层的设备时,实际指的是一个桥接设备;而当它被用来描述数据网络第三层的设备时,又指的是一个路由设备。

我们经常说到的以太网交换机实际是一个基于网桥技术的多端口第二层网络设备,它为数据帧从一个端口到另一个任意端口的转发提供了低时延、低开销的通路。
由此可见,交换机内部核心处应该有一个交换矩阵,为任意两端口间的通信提供通路,或是一个快速交换总线,以使由任意端口接收的数据帧从其他端口送出。在实际设备中,交换矩阵的功能往往由专门的芯片(ASIC)完成。另外,以太网交换机在设计思想上有一个重要的假设,即交换核心的速度非常之快,以致通常的大流量数据不会使其产生拥塞,换句话说,交换的能力相对于所传信息量而无穷大(与此相反,ATM交换机在设计上的思路是,认为交换的能力相对所传信息量而言有限)。
虽然以太网第二层交换机是基于多端口网桥发展而来,但毕竟交换有其更丰富的特性,使之不但是获得更多带宽的最好途径,而且还使网络更易管理。
而路由器是OSI协议模型的网络层中的分组交换设备(或网络层中继设备),路由器的基本功能是把数据(IP报文)传送到正确的网络,包括:
1.IP数据报的转发,包括数据报的寻径和传送;
2.子网隔离,抑制广播风暴;
3.维护路由表,并与其他路由器交换路由信息,这是IP报文转发的基础。
4.IP数据报的差错处理及简单的拥塞控制;
5.实现对IP数据报的过滤和记帐。

  • 路由器和交换机的工作原理和基本配置是什么?
    答:路由器的工作原理:1、路由器工作在OSI七层协议中的第三层,也就是网络层。其主要任务是接收来源于一个网络接口的数据包,根据这个数据包中所含的目地址,决定转发到的下一个目的地址。路由器中时刻维持着一张路由表,所有的数据包的发送和转发都通过查找路由表来实现的。这个路由表可以静态配置,也可...
  • 描述交换机和路由器的工作原理
    答:交换机和路由器是网络中不可或缺的设备,它们在网络通信中各自扮演着重要的角色。简而言之,交换机主要用于局域网内部的数据交换,而路由器则负责不同网络之间的数据传输。交换机的工作原理 交换机工作在OSI模型的数据链路层。它使用MAC地址来识别连接到其端口的设备。当交换机接收到数据时,它会检查数据...
  • 交换机和路由器有什么区别 交换机和路由器原理介绍【详解】
    答:近年来出现了交换路由器产品,从本质上来说它不是什么新技术,而是为了提升通信能力,把交换机的原理组合到路由器中,使数据传输能力更快、更好。 路由器作用 路由器的一个作用是连通不一样的网络,另一个作用是选择信息传送的线路。选择通畅快捷的近路,能大大提升通信速度,减轻网络系统通信负荷,节约网络系统资源,提升...
  • 交换机和路由器分别的实现原理是什么及分别在哪个层次上面实现,有什 ...
    答:综上所述,交换机一般用于LAN-WAN的连接,交换机归于网桥,是数据链路层的设备,有些交换机也可实现第三层的交换。路由器用于WAN-WAN之间的连接,可以解决异性网络之间转发分组,作用于网络层。他们只是从一条线路上接受输入分组,然后向另一条线路转发。这两条线路可能分属于不同的网络,并采用不同...
  • 计算机网络,简述路由器和交换机的工作原理,要的是简述哦
    答:1:路由器与交换机,本质上,一个是三层设备,一个是二层设备。路由器是三层,交换机是二层。2:所谓三层,就是路由器数据交换的时候,需要携带IP头,根据IP地址来进行寻找转发路径。而交换机,数据交换的时候,根据二层MAC地址来转发的。3:路由器本质上是起到连接网络的作用,连接一个网络跟另一个...
  • 简要说明交换机,路由器的工作原理及它们之间的区别?
    答:简单的说路由器把数据从一个网络发送到另一个网络,这个过程就叫路由。路由器不仅能像交换机一样隔离冲突域,而且还能检测广播数据包,并丢弃广播包来隔离广播域,有效的扩大了网络的规模。在路由器中记录着路由表,路由器以此来转发数据,以实现网络间的通讯。路由器的介入可以使交换机划分的VLAN实现互相...
  • 交换机和路由器各自实现的原理是什么?
    答:1.路由器的作用 通过集线器或交换机,我们可以将很多台电脑组成一个比较大的局域网(图3),但是当机器的数量达到一定数目时,问题也就来了:对于用集线器构成的局域网而言,由于采用“广播”工作模式,当网络规模较大时,信息在传输过程中出现碰撞、堵塞的情况越来越严重,即使是交换机,这种情况也同样...
  • 试论述交换机和路由器的工作过程。
    答:路由器:路由器传统地,路由器工作于OSI七层协议中的第三层,其主要任务是接收来自一个网络接口的数据包,根据其中所含的目的地址,决定转发到下一个目的地址。因此,路由器首先得在转发路由表中查找它的目的地址,若找到了目的地址,就在数据包的帧格前添加下一个MAC地址,同时IP数据包头的TTL(Time To...
  • 交换机的作用及工作原理是什么?
    答:1.交换机的功能 交换机的功能是连接计算机、服务器、网络打印机、网络摄像头、IP电话等终端设备,并实现与其它交换机、无线接入点、路由器、网络防火墙等网络设备的互联,从而构建局域网络,实现所有设备之间的通信。2.交换机的工作原理 交换机位于OSI参考模型中的第二层(数据链路层),交换机的工作依赖...
  • 路由器和交换机的工作原理和基本配置是什么?
    答:路由器的工作原理:1. 路由器工作在OSI七层协议的网络层,负责接收来自一个网络接口的数据包。2. 路由器根据数据包中的目的地址,通过路由表确定转发到的下一个目的地址。3. 路由表可以通过静态配置或动态路由协议自动生成。4. 路由器在物理层从某个端口接收到报文后,数据链路层将去掉链路层封装,并...