关于交换机与路由器的工作原理

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-04
简要概述交换机和路由器的工作原理

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。

交换机工作在2层,也就是使用的是mac来转发数据帧
路由器工作在三层,使用ip地址来转发数据帧。
路由器(Router),是连接网络中各种不同设备,它会根据信道的情况自动选择和设定路由,以最佳路径,按前后顺序发送信号。

路由器是互联网络的枢纽,目前路由器已经广泛应用于各行各业,各种不同档次的产品已成为实现互联网互联互通业务的主力军。
那交换机和路由器有什么区别呢?
两者都是连接互联网的设备,它们之间主要区别就是,交换机发生在网络的第二层数据链路层,而路由器发生在第三层网络层。这个区别是两者各自工作方式的根本区别。路由器可以根据IP地址寻找下一个设备,可以处理TCPIP协议,而上一篇我们讲过交换机是根据MAC地址寻址的。

交换机是分配网络数据,路由器可以给网络分配IP地址,分配给你地址而且可以随时通过地址过来找到你。

路由器可以在不同时间内把一个IP分配给多台主机使用。交换机是通过MAC地址和识别各个不同的主机。

路由器的工作原理是怎么样的呢?前面我们知道了交换机有MAC地址表,自动生成自动学习,同样的,路由器也有个路由表,会自己学习、生成、维护路由表。

我们举一个简单的例子,只要能看懂就可以了,不上图了:

1,主机A准备发数据给主机B。

2,A将B的IP地址连同数据一起,以数据包形式发送给路由器R1。

3,路由器R1收到数据包后,先从数据中读取到B的IP地址,然后根据路径表计算发往B的最优路径。

4,比如路径为:R1->R2->R5->B;并将数据包发往路由器R2。

5,路由器2重复路由器1的工作,并将数据包转发给路由器5。

6,路由器5同样取出目的地址,发现目的地址就在自己的网段上,于是将该数据包直接交给主机B。

7,主机B收到主机A的信息,一次完整的通信宣告结束。

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。

就简单回答你问的问题。。。
HUB是这样工作的 任何一个分组到达HUB的任何一个端口 都会被复制到所有的HUB端口。。。你说这样不是所有的终端都共享带宽了么 但是HUB有它存在的作用 信号传输要衰减 HUB不仅可以作为汇聚点 而且可以对信号进行再生和重定时。。。
而switch 并不像HUB那样把分组复制到所有端口 分组到达时 仅仅通过MAC地址来决定怎样转发。。。
顺便说说router 它也是基于地址转发 不过了 router是基于网络地址 工作于OSI第3层 switch基于mac地址 工作于第2层
可能以后你会迷茫于switch和router的区别
记得我一直记得的一个例子就是 你跟跟你一个城市的人打电话 是本地交换机(switch )来处理 但是如果你要跟外地的人打电话 那么本地交换机(switch)就不知道你的电话具体是打到哪里(因为它不可能知道世界上所有的号码) 这时候就需要高一级别的交换机(router 存储了世界各地的区号之类的) 不严密的说 switch用于小的LAN分段中。。。router把这些switch连接起来 这样说吧 就连上Internet。。。因为啊。。。router 是基于IP转发。。。没了它 switch仅仅是MAC地址转发。。怎么找得到了。。。同样只有router没有switch 就找不到主机了。。当然上面说法不严密 你好好看看OSI模型 和TCP/IP模型吧
其实现在很多router和switch都兼具彼此的功能了。。

其实很好理解!
那两个东西都是构建局域网的!
区别在于比如你办了2M的网线 你用交换机的话里面的电脑的上网速度都是2M互不影响。但是你要是用路由器的话里面的电脑上网是公用2M的要互相影响上网速度的!
推荐的书就是计算机网络!其实你没必要看这个。里面很多东西现在都不是太用了!太老了!
说IP地址现在都用在发展IPV6了,IPV4已经用完了!

  • 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...
  • 交换机和路由器的工作原理,要通俗易懂的。。。谢谢!!!
    答:2. 路由器能够连接处于不同子网、网段、VLAN的计算机,实现它们之间的通信。当不同结构的网络需要互连时,路由器同样可以发挥作用。它能够将相似或不同体系结构的局域网段连接起来,形成更大的局域网或广域网。3. 路由器工作于不同网络之间,例如内网和外网,而交换机则工作于同一网络内部,如局域网。...
  • 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:从过滤网络流量的角度来看,路由器的作用与交换机和网桥非常相似。但是与工作在网络物理层,从物理上划分网段的交换机不一样,路由器运用专门的软件协议从逻辑上对整个网络进行划分。例如,一台支持IP协议的路由器可以把网络划分成多个子网段,只有指向特殊IP地址的网络流量才可以通过路由器。对于每一个接收到的数据包,路由...
  • 交换机和路由器各自实现的原理是什么?
    答:路径表可以是由系统管理员固定设置好的,也可以由系统动态修改,可以由路由器自动调整,也可以由主机控制。通过路由器可以让不同子网、网段进行互连,因此路由器与集线器、交换机不同,它一般安装在网络的“骨干”部位,而不像集线器、交换机那样工作在基层。比如说一个较大规模的企业局域网,基于管理、...
  • 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...
  • 关于交换机与路由器的工作原理
    答: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...
  • 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...
  • 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...