交換機、路由器、網關的概念,並知道各自的用途

1)交換機
在計算機網絡系統中,交換機是針對共享工作模式的弱點而推出的。交換機擁有一條高帶寬的背部總線和內部交換矩陣。交換機的所有的端口都掛接在這條背 部總線上,當控制電路收到數據包以後,處理端口會查找內存中的地址對照表以確定目的MAC(網卡的硬件地址)的NIC(網卡)掛接在哪個端口上,通過內部 交換矩陣迅速將數據包傳送到目的端口。目的MAC若不存在,交換機才廣播到所有的端口,接收端口迴應後交換機會“學習”新的地址,並把它添加入內部地址表 中。
交換機工作於OSI參考模型的第二層,即數據鏈路層。交換機內部的CPU會在每個端口成功連接時,通過ARP協議學習它的MAC地址,保存成一張 ARP表。在今後的通訊中,發往該MAC地址的數據包將僅送往其對應的端口,而不是所有的端口。因此,交換機可用於劃分數據鏈路層廣播,即衝突域;但它不 能劃分網絡層廣播,即廣播域。
交換機被廣泛應用於二層網絡交換,俗稱“二層交換機”。
交換機的種類有:二層交換機、三層交換機、四層交換機、七層交換機分別工作在OSI七層模型中的第二層、第三層、第四層盒第七層,並因此而得名。
2)路由器
路由器(Router)是一種計算機網絡設備,提供了路由與轉送兩種重要機制,可以決定數據包從來源端到目的端所經過 的路由路徑(host到host之間的傳輸路徑),這個過程稱爲路由;將路由器輸入端的數據包移送至適當的路由器輸出端(在路由器內部進行),這稱爲轉 送。路由工作在OSI模型的第三層——即網絡層,例如網際協議。
路由器的一個作用是連通不同的網絡,另一個作用是選擇信息傳送的線路。 路由器與交換器的差別,路由器是屬於OSI第三層的產品,交換器是OSI第二層的產品(這裏特指二層交換機)。
3)網關
網關(Gateway),網關顧名思義就是連接兩個網絡的設備,區別於路由器(由於歷史的原因,許多有關TCP/IP 的文獻曾經把網絡層使用的路由器(Router)稱爲網關,在今天很多局域網採用都是路由來接入網絡,因此現在通常指的網關就是路由器的IP),經常在家 庭中或者小型企業網絡中使用,用於連接局域網和Internet。 網關也經常指把一種協議轉成另一種協議的設備,比如語音網關。
在傳統TCP/IP術語中,網絡設備只分成兩種,一種爲網關(gateway),另一種爲主機(host)。網關能在網絡間轉遞數據包,但主機不能 轉送數據包。在主機(又稱終端系統,end system)中,數據包需經過TCP/IP四層協議處理,但是在網關(又稱中介系 統,intermediate system)只需要到達網際層(Internet layer),決定路徑之後就可以轉送。在當時,網關 (gateway)與路由器(router)還沒有區別。
在現代網絡術語中,網關(gateway)與路由器(router)的定義不同。網關(gateway)能在不同協議間移動數據,而路由器(router)是在不同網絡間移動數據,相當於傳統所說的IP網關(IP gateway)。
網關是連接兩個網絡的設備,對於語音網關來說,他可以連接PSTN網絡和以太網,這就相當於VOIP,把不同電話中的模擬信號通過網關而轉換成數字信號,而且加入協議再去傳輸。在到了接收端的時候再通過網關還原成模擬的電話信號,最後才能在電話機上聽到。
對於以太網中的網關只能轉發三層以上數據包,這一點和路由是一樣的。而不同的是網關中並沒有路由表,他只能按照預先設定的不同網段來進行轉發。網關最重要的一點就是端口映射,子網內用戶在外網看來只是外網的IP地址對應着不同的端口,這樣看來就會保護子網內的用戶。

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