主页 > 科技 > 正文

三层交流机与路由器区别

2019-06-11 21:18暂无阅读:1976评论:0

路由器与三层交流机有什么区别?今天我们一路来认识下。

一、交流机的工作道理

当交流机收到数据时,它会搜检它的目的MAC地址,然后把数据从目的主机地点的接口转发出去。交流机之所以能实现这一功能,是因为交流机内部有一个MAC地址表,MAC地址表记录了收集中所有MAC地址与该交流机各端口的对应信息。某一数据帧需要转发时,交流机凭据该数据帧的目的MAC地址来查找MAC地址表,从而获得该地址对应的端口,即知道具有该MAC地址的设备是保持在交流机的哪个端口上,然后交流机把数据帧从该端口转发出去。

1、交流机凭据收到数据帧中的源MAC地址竖立该地址同交流机端口的映射,并将其写入MAC地址表中。

2、交流机将数据帧中的目的MAC地址同已竖立的MAC地址表进行对照,以决意由哪个端口进行转发。

3、如数据帧中的目的MAC地址不在MAC地址表中,则向所有端口转发。这一过程称为泛洪(flood)。

4、广播帧和组播帧向所有的端口转发。

例:某收集如图1所示。

图1 交流机地址表

表1端口/MAC地址映射表

假设主机pc1向主机pc7发送一个数据帧,该数据帧被送到交流机后,交流机首先查MAC地址表,发现主机pc7保持在E0/24接口上,就将数据帧从E0/24接口转发出去。

交流机的三个根基功能

1、进修

以太网交流机认识每一端口相连设备的MAC地址,并将地址同响应的端口映射起来存放在交流机缓存中的MAC地址表中.

2、转发/过滤

当一个数据帧的目的地址在MAC地址表中有映射时,它被转发到保持目的节点的端口而不是所有端口(如该数据帧为广播/组播帧则转发至所有端口)

3、消弭回路

当交流机包罗一个冗余回路时,以太网交流机经由生成树和谈避免回路的发生,同时许可存在后备路径。

二、二、三层交流机对比

1、二层交流手艺

二层交流手艺是成长对照成熟,二层交流机属数据链路层设备,能够识别数据包中的MAC地址信息,凭据MAC地址进行转发,并将这些MAC地址与对应的端口记录在本身内部的一个地址表中。

具体的工作流程如下:

(1) 当交流机从某个端口收到一个数据包,它先读取包头中的源MAC地址,如许它就知道源MAC地址的机械是连在哪个端口上的;

(2) 再去读取包头中的目的MAC地址,并在地址表中查找响应的端口;

(3)如表中有与这目的MAC地址对应的端口,把数据包直接复制到这端口上;

(4) 如表中找不到响应的端口则把数据包广播到所有端口上,当目的机械对源机械回应时,交流机又能够进修一目的MAC地址与哪个端口对应,鄙人次传送数据时就不再需要对所有端口进行广播了。

络续的轮回这个过程,对于全网的MAC地址信息都能够进修到,二层交流机就是如许竖立和维护它本身的地址表。

从二层交流机的工作道理能够推知以下三点:

(1) 因为交流机对多数端口的数据进行同时交流,这就要求具有很宽的交流总线带宽,若是二层交流机有N个端口,每个端口的带宽是M,交流机总线带宽跨越N×M,那么这交流机就能够实现线速交流;

(2) 进修端口保持的机械的MAC地址,写入地址表,地址表的巨细(一样两种透露体式:一为BEFFER RAM,一为MAC表项数值),地址表巨细影响交流机的接入容量;

(3) 还有一个就是二层交流机一样都含有专门用于处理数据包转发的ASIC芯片,是以转发速度能够做到非常快。因为各个厂家采用ASIC分歧,直接影响产物机能。

2、三层交流机

第三层交流工作在OSI七层收集模型中的第三层即收集层,是行使第三层和谈中的IP包的包头信息来对后续数据买卖流进行标记,具有统一标记的买卖流的后续报文被交流到第二层数据链路层,从而打通源IP地址和目的IP地址之间的一条通路。这条通路经由第二层链路层。有了这条通路,三层交流机就没有需要每次将领受到的数据包进行拆包来判断路由,而是直接将数据包进行转发,将数据流进行交流。

举个例子

好比A要给B发送数据,已知目的IP,那么A就用子网掩码取得收集地址,判断目的IP是否与本身在统一网段。

使用IP的设备A------------三层交流机----------------使用IP的设备B

若是在统一网段,但不知道转发数据所需的MAC地址,A就发送一个ARP恳求,B返回其MAC地址,A用此MAC封装数据包并发送给交流机,交流机升引二层交流模块,查找MAC地址表,将数据包转发到响应的端口。

若是目的IP地址显露不是统一网段的,那么A要实现和B的通信,在流缓存条目中没有对应MAC地址条目,就将第一个正常数据包发送向一个缺省网关,这个缺省网关一样在把持系统中已经设好,对应第三层路由模块,所以可见对于不是统一子网的数据,最先在MAC表中放的是缺省网关的MAC地址;然后就由三层路由模块领受到此数据包,查询路由表以确定达到B的路由,将组织一个新的帧头,个中以缺省网关的MAC地址为源MAC地址,以主机B的MAC地址为目的MAC地址。经由必然的识别触发机制,确立主机A与B的MAC地址及转发端口的对应关系,并记录进流缓存条目表,今后的A到B的数据,就直接交由二层交流模块完成。这就平日所说的一次路由多次转发。

能够看出三层交流的特点:

a、由硬件连系实现数据的高速转发。

b、这就不是简洁的二层交流机和路由器的叠加,三层路由模块直接叠加在二层交流的高速背板总线上,冲破了传统路由器的接口速度限制,速度可达几十Gbit/s。算上背板带宽,这些是三层交流机机能的两个主要参数。

c 、简练的路由软件使路由过程简化。

d、大部门的数据转发,除了需要的路由选择交由路由软件处理,都是又二层模块高速转发,路由软件大多都是经由处理的高效优化软件,并不是简洁照搬路由器中的软件。

所以:

二层交流机:基于MAC地址

三层交流机:具有VLAN功能 ,交流和路由,基于IP,就是收集。

三、路由器与三层交流机的区别

路由器是三层设备,可是三层交流机却能够同时工作在三层和二层的。

事实上三层交流机与路由器照样存在很大的不同:

1、首要功能分歧。固然三层交流机与路由器都具有路由功能,但不克是以而把它们等同起来。路由器不光具有路由功能,还供应了交流机端口、硬件防火墙附加功能,其目的是使设备适用面更广、使其加倍实用。

三层交流机也一般,首要功能仍是数据交流,只不外它是具备了一些根基的路由功能的交流机。三层交流机同时具备了数据交流和路由转发两种功能,但其首要功能照样数据交流;而路由器仅具有路由转发这一种首要功能。

2. 首要适用的情况纷歧样。三层交流机的路由功能平日对照简洁,因为它所面临的首要是简洁的局域网保持。特征远没有路由器那么复杂。它用在局域网中的首要用途照样供应快速数据交流功能,知足局域网数据交流频仍的应用特点。

而路由器则分歧,固然也适用于局域网之间的保持,但它的路由功能更多的施展在分歧类型收集之间的互联上,如局域网与广域网之间的保持、分歧和谈的收集之间的保持等,优势在于选择最佳路由、负荷分管、链路备份及和其他收集进行路由信息的交流等。此外,为了与各类类型的收集保持,路由器的接口类型非常雄厚,而三层交流机则一样仅同类型的局域网接口,非常简洁。

3、手艺实现纷歧样。路由器和三层交流机在数据包交流把持上存在着显着区别。

路由器一样由基于收集处理器或多核的路由引擎执行数据包交流。

而三层交流机经由硬件执行数据包交流。三层交流机在对第一个数据包送掌握面进行路由查找后,它将会发生一个供数据面查找的MAC地址与IP地址的映射表,当同样的数据流再次经由时,将凭据此表查表经由而不是再次送掌握面查路由(即“一次路由,多次交流”)。

提高了数据包转发的效率。三层交流机的路由查找是针对数据流的,它行使缓存手艺,很轻易行使ASIC手艺来实现,是以,能够大大节约成本,并实现快速转发。

而路由器的转发采用最长成家的体式,实现复杂,一样采用价钱奋发的收集处理器或多核处理器实现,而且路由表数目宏大,成原形当高。

四、总结

二层交流机用于小型的局域收集。在小型局域网中,广播包影响不大,二层交流机的快速交流功能、多个接入端口和低谦价钱为小型收集用户供应了很完美的解决方案。

三层交流机的最主要的功能是加速大型局域收集内部的数据的快速转发,到场路由功能也是为这个目的办事的。若是把大型收集按照部门,地区等等身分划分成一个个小局域网,这将导致大量的网际互访,纯真的使用二层交流机不克实现网际互访;

如纯真的使用路由器,因为接口数量有限和路由转发速度慢,将限制收集的速度和收集规模,采器具有路由功能的快速转发的三层交流机就成为首选。