由交換機說起網絡設備

交換機是大家耳熟能詳的詞彙,與之相關的repeater,hub,router,是什麼神物?交換機又有二層和三層之分,那區分在哪裏呢?

repeater 中繼器是位於第1層(OSI參考模型的物理層)的網絡設備。

hub 集線器是位於第1層(OSI參考模型的物理層)的網絡設備。

中繼器與集線器的區別在於連接設備的線纜的數量。一箇中繼器通常只有兩個端口,而一個集線器通常有4至20個或更多的端口。

bridge網橋是數據鏈路層的設備

2層交換機是數據鏈路層的設備

局域網交換機的基本功能與網橋一樣,具有幀轉發、幀過濾和生成樹算法功能。但是,交換機與網橋相比還是存在以下不同:
1、交換機工作時,實際上允許許多組端口間的通道同時工作。所以,交換機的功能體現出不僅僅是一個網橋的功能,而是多個網橋功能的集合。即網橋一般分有兩個端口,而交換機具有高密度的端口。
2、分段能力的區別
由於交換機能夠支持多個端口,因此可以把網絡系統劃分成爲更多的物理網段,這樣使得整個網絡系統具有更高的帶寬。而網橋僅僅支持兩個端口,所以,網橋劃分的物理網段是相當有限的。
3、傳輸速率的區別
交換機與網橋數據信息的傳輸速率相比,交換機要快於網橋。
4、數據幀轉發方式的區別
      網橋在發送數據幀前,通常要接收到完整的數據幀並執行幀檢測序列FCS後,纔開始轉發該數據幀。交換機具有存儲轉發和直接轉發兩種幀轉發方式。直接轉發方式在發送數據以前,不需要在接收完整個數據幀和經過32bit循環冗餘校驗碼CRC的計算檢查後的等待時間。
網橋與交換機的區別在與市場,網橋最早是在20世紀80年代開始使用,當時主要被用來連接同類型的網絡,在網絡之間實現數據的轉發。隨着網絡技術的不斷髮展,今天的網橋已經能夠連接不同類型的網絡,智能性也得到了提高。 


路由器是基於第3層地址在網絡間傳遞數據分組。路由器能作出決定爲網絡上的數據分組選擇最佳傳遞路徑,因爲路由器根據網絡地址轉發數據。換句話說,與交換機或網橋不同,路由器知道應向哪裏發送數據。



1.       三層接口:

路由器:支持多種低速率接口(同異步接口、ADSL、E1等)和高速端口(ATM、Pos、FE、GE等)。每個接口都是一個廣播域,三層接口爲物理接口,一個三層接口對應一個物理接口。

三層交換機:不支持低速率的端口,只支持高速端口,在中、低端口交換機上支持FE、GE,高端的三層交換機能夠支持ATM、POS。三層接口是邏輯的接口(VLAN IF),一個三層接口支持多個物理接口。

2.       硬件:

路由器:數據平面和控制平面都是用CPU。

三層交換機:數據平面採用ASIC來轉發,提供更高的性能和轉發速率。

3.       報文轉發處理:

路由器:基於逐包處理,接收到每個報文,都進行查找,在進行轉發(低端的路由器)。

三層交換機:對於到目的地址第一個包,在processor進行查找,後續的報文直接從轉發引擎中轉發。


二層網絡設備的處理步驟(網橋):

1,廣播包或組播包,則轉發到所有其他端口;單播包,則查看過濾表;

2,對於單播包,

2-a) 幀的目的地址在過濾表中且目的端口等同於源端口,則網橋丟棄該幀;

2-b) 幀的目的地址在過濾表中且目的端口不同於源端口,則通過該目的端口轉發該幀;

2-c) 幀的目的地址不在過濾表中,則向除了收到該幀的端口以外的所有端口轉發。


二層網絡設備轉發的方式分爲:

cut-through:收到目的地址就開始轉發;

fragment-free:收到64字節後就開始轉發;

store-and-forward:收到全部字節再轉發;



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