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思科三層交換機與路由器的比較

來源:技術(shù)員聯(lián)盟┆發(fā)布時間:2018-08-07 12:11┆點擊:

  三層交換機與路由器的比較 在大型局域網(wǎng)中,這種功能體現(xiàn)很完美,對掌握三層交換機很有幫助,但現(xiàn)在有些廠家的交換機也可以直接接Internet提供路由器功能。

  三層交換機與路由器的比較

  為了適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用深化帶來的挑戰(zhàn),網(wǎng)絡(luò)在規(guī)模和速度方向都在急劇發(fā)展,局域網(wǎng)的速度已從最初的10Mbit/s 提高到100Mbit/s,目前千兆以太網(wǎng)技術(shù)已得到普遍應(yīng)用。

  在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方面也從早期的共享介質(zhì)的局域網(wǎng)發(fā)展到目前的交換式局域網(wǎng)。交換式局域網(wǎng)技術(shù)使專用的帶寬為用戶所獨享,極大的提高了局域網(wǎng)傳輸?shù)男?。可? 說,在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成的技術(shù)中,直接面向用戶的第一層接口和第二層交換技術(shù)方面已得到令人滿意的答案。但是,作為網(wǎng)絡(luò)核心、起到網(wǎng)間互連作用的路由器技術(shù)卻 沒有質(zhì)的突破。在這種情況下,一種新的路由技術(shù)應(yīng)運而生,這就是第三層交換技術(shù):說它是路由器,因為它可操作在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的第三層,是一種路由理解設(shè)備并可 起到路由決定的作用;說它是交換器,是因為它的速度極快,幾乎達到第二層交換的速度。二層交換機、三層交換機和路由器這三種技術(shù)究竟誰優(yōu)誰劣,它們各自適 用在什么環(huán)境?為了解答這問題,我們先從這三種技術(shù)的工作原理入手:

  1.二層交換技術(shù)

  二層交換機是數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備,它能夠讀取數(shù)據(jù)包中的MAC地址信息并根據(jù)MAC地址來進行交換。

  交換機內(nèi)部有一個地址表,這個地址表標(biāo)明了MAC地址和交換機端口的對應(yīng)關(guān)系。當(dāng)交換機從某個端口收到一個數(shù)據(jù)包,它首先讀取包頭中的源MAC地址,這 樣它就知道源MAC地址的機器是連在哪個端口上的,它再去讀取包頭中的目的MAC地址,并在地址表中查找相應(yīng)的端口,如果表中有與這目的MAC地址對應(yīng)的 端口,則把數(shù)據(jù)包直接復(fù)制到這端口上,如果在表中找不到相應(yīng)的端口則把數(shù)據(jù)包廣播到所有端口上,當(dāng)目的機器對源機器回應(yīng)時,交換機又可以學(xué)習(xí)一目的MAC 地址與哪個端口對應(yīng),在下次傳送數(shù)據(jù)時就不再需要對所有端口進行廣播了。

  二層交換機就是這樣建立和維護它自己的地址表。由于二層交換 機一般具有很寬的交換總線帶寬,所以可以同時為很多端口進行數(shù)據(jù)交換。如果二層交換機有N個端口,每個端口的帶寬是M,而它的交換機總線帶寬超過N×M, 那么這交換機就可以實現(xiàn)線速交換。二層交換機對廣播包是不做限制的,把廣播包復(fù)制到所有端口上。

  二層交換機一般都含有專門用于處理數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)的ASIC (Application specific Integrated Circuit)芯片,因此轉(zhuǎn)發(fā)速度可以做到非???。

  2.路由技術(shù)

  路由器是在OSI七層網(wǎng)絡(luò)模型中的第三層--網(wǎng)絡(luò)層操作的。

  路由器內(nèi)部有一個路由表,這表標(biāo)明了如果要去某個地方,下一步應(yīng)該往哪走。路由器從某個端口收到一個數(shù)據(jù)包,它首先把鏈路層的包頭去掉(拆包),讀取目 的IP地址,然后查找路由表,若能確定下一步往哪送,則再加上鏈路層的包頭(打包),把該數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)出去;如果不能確定下一步的地址,則向源地址返回一個 信息,并把這個數(shù)據(jù)包丟掉。

  路由技術(shù)和二層交換看起來有點相似,其實路由和交換之間的主要區(qū)別就是交換發(fā)生在OSI參考模型的第二層(數(shù)據(jù)鏈路層),而路由發(fā)生在第三層。這一區(qū)別決定了路由和交換在傳送數(shù)據(jù)的過程中需要使用不同的控制信息,所以兩者實現(xiàn)各自功能的方式是不同的。

  路由技術(shù)其實是由兩項最基本的活動組成,即決定最優(yōu)路徑和傳輸數(shù)據(jù)包。其中,數(shù)據(jù)包的傳輸相對較為簡單和直接,而路由的確定則更加復(fù)雜一些。路由算法在 路由表中寫入各種不同的信息,路由器會根據(jù)數(shù)據(jù)包所要到達的目的地選擇最佳路徑把數(shù)據(jù)包發(fā)送到可以到達該目的地的下一臺路由器處。當(dāng)下一臺路由器接收到該 數(shù)據(jù)包時,也會查看其目標(biāo)地址,并使用合適的路徑繼續(xù)傳送給后面的路由器。依次類推,直到數(shù)據(jù)包到達最終目的地。

  路由器之間可以進行 相互通訊,而且可以通過傳送不同類型的信息維護各自的路由表。路由更新信息主是這樣一種信息,一般是由部分或全部路由表組成。通過分析其它路由器發(fā)出的路 由更新信息,路由器可以掌握整個網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。鏈路狀態(tài)廣播是另外一種在路由器之間傳遞的信息,它可以把信息發(fā)送方的鏈路狀態(tài)及進的通知給其它路由器。

  3.三層交換技術(shù)

  一個具有第三層交換功能的設(shè)備是一個帶有第三層路由功能的第二層交換機,但它是二者的有機結(jié)合,并不是簡單的把路由器設(shè)備的硬件及軟件簡單地疊加在局域網(wǎng)交換機上。