談?wù)劧?、三層、四層交換機之間的區(qū)別

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(一)二層交換機,三層交換機,四層交換機的區(qū)別
    二層交換技術(shù)是發(fā)展比較成熟,二層交換機屬數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備,可以識別數(shù)據(jù)包中的MAC地址信息,根據(jù)MAC地址進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā),并將這些MAC地址與對應(yīng)的端口記錄在自己內(nèi)部的一個地址表中。具體的工作流程如下:
    (1) 當(dāng)交換機從某個端口收到一個數(shù)據(jù)包,它先讀取包頭中的源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;
    (2) 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;
    (3) 如表中有與這目的MAC地址對應(yīng)的端口,把數(shù)據(jù)包直接復(fù)制到這端口上;
    (4) 如表中找不到相應(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(jìn)行廣播了。
    不斷的循環(huán)這個過程,對于的MAC地址信息都可以學(xué)習(xí)到,二層交換機就是這樣建立和維護(hù)它自己的地址表。
    從二層交換機的工作原理可以推知以下三點:
    (1) 由于交換機對多數(shù)端口的數(shù)據(jù)進(jìn)行同時交換,這就要求具有很寬的交換總線帶寬,如果二層交換機有N個端口,每個端口的帶寬是M,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;
    (2) 學(xué)習(xí)端口連接的機器的MAC地址,寫入地址表,地址表的大?。ㄒ话銉煞N表示方式:一為BEFFER RAM,一為MAC表項數(shù)值),地址表大小影響交換機的接入容量;
    (3) 還有一個就是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???。由于各個廠家采用ASIC不同,直接影響產(chǎn)品性能。
    以上三點也是評判二三層交換機性能優(yōu)劣的主要技術(shù)參數(shù),這一點請大家在考慮設(shè)備選型時注意比較。
    (二)路由技術(shù)
    路由器工作在OSI模型的第三層---網(wǎng)絡(luò)層操作,其工作模式與二層交換相似,但路由器工作在第三層,這個區(qū)別決定了路由和交換在傳遞包時使用不同的控制信息,實現(xiàn)功能的方式就不同。工作原理是在路由器的內(nèi)部也有一個表,這個表所標(biāo)示的是如果要去某一個地方,下一步應(yīng)該向那里走,如果能從路由表中找到數(shù)據(jù)包下一步往那里走,把鏈路層信息加上轉(zhuǎn)發(fā)出去;如果不能知道下一步走向那里,則將此包丟棄,然后返回一個信息交給源地址。
    路由技術(shù)實質(zhì)上來說不過兩種功能:決定路由和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。路由表中寫入各種信息,由路由算法計算出到達(dá)目的地址的路徑,然后由相對簡單直接的轉(zhuǎn)發(fā)機制發(fā)送數(shù)據(jù)包。接受數(shù)據(jù)的下一臺路由器依照相同的工作方式繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā),依次類推,直到數(shù)據(jù)包到達(dá)目的路由器。
    而路由表的維護(hù),也有兩種不同的方式。一種是路由信息的更新,將部分或者全部的路由信息公布出去,路由器通過互相學(xué)習(xí)路由信息,就掌握了的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),這一類的路由協(xié)議稱為距離矢量路由協(xié)議;另一種是路由器將自己的鏈路狀態(tài)信息進(jìn)行廣播,通過互相學(xué)習(xí)掌握的路由信息,進(jìn)而計算出的轉(zhuǎn)發(fā)路徑,這類路由協(xié)議稱為鏈路狀態(tài)路由協(xié)議。
    由于路由器需要做大量的路徑計算工作,一般處理器的工作能力直接決定其性能的優(yōu)劣。當(dāng)然這一判斷還是對中低端路由器而言,因為高端路由器往往采用分布式處理系統(tǒng)體系設(shè)計。
    (三)三層交換技術(shù)
    近年來的對三層技術(shù)的宣傳,耳朵都能起繭子,到處都在喊三層技術(shù),有人說這是個非常新的技術(shù),也有人說,三層交換嘛,不就是路由器和二層交換機的堆疊,也沒有什么新的玩意,事實果真如此嗎?下面先來通過一個簡單的網(wǎng)絡(luò)來看看三層交換機的工作過程。