首先,让我们从路由器说起。在现代网络架构中,路由器是连接多个地理分散网络的枢纽。它能够智能地将数据包从源头传输到目的地,哪怕这些网络相隔甚远。在路由器普及之前,网桥曾担当起连接网络的职责。然而,网桥更适合小规模的网络环境。当网络规模变大时,网桥的局限性就显现出来了,因为它需要记忆网络中每一台设备的位置,这在大型网络中是不切实际的。
网桥的另一个问题是它处理广播的方式。当一个数据包被标记为广播时,网桥会将它发送到所有连接的网段,这就导致了带宽的浪费,因为并非所有设备都需要接收到这个广播信息。举例来说,如果一台PC发送一个广播包到网络段net1,这个广播包不会跨越到其他互连的网络,但会在net1的所有网段中被传播。
随着网络的发展,广播功能虽然在某些场景下是必要的,但其广泛使用会导致大量带宽被无效占用。这时,路由器显示出了它的优势。与网桥不同,路由器能够理解网络地址,并且只会将广播包转发到需要接收的网络段。
我们再来看看工作站的网络配置。一台工作站,比如常见的运行TCP/IP协议栈的PC,在加入网络之前需要手动配置ip地址、子网掩码和默认网关。这些配置使得工作站的网络路由决策变得简单明了:如果目标计算机在同一网络上,数据包就直接发送到目标机;如果目标机在不同的网络上,数据包就会被发送到默认网关,由网关来处理后续的路由。
而路由器则更为复杂,它不仅需要知道如何路由数据包,还要实时更新其路由表以应对网络拓扑的变化。这些变化可能是由于设备故障、网络维护或新设备的加入等原因引起的。为了维护一个准确的路由表,路由器之间会使用各种路由协议来交换信息,确保整个网络的路由信息保持最新。
简而言之,路由器和网桥虽然都是网络互连的设备,但它们各自的设计理念和使用场景有着显著的差异。路由器因其智能路由和有效的广播控制,在处理大规模复杂网络时显得更为优越。而网桥,则在简单的局域网环境中能更好地发挥作用。随着网络规模的不断扩大和技术的不断进步,路由器已成为现代网络架构中的核心组件。
路由器与网桥的比较
典型情况下,路由器用于将地理上分散的网络连接在一起,使得将大量计算机连接到一起成为可能。在路由器流行之前,通常使用网桥来达到同样的目的。网桥在小规模网络中表现出色,但在大环境中,就出现了问题。网桥要记住网络上所有独立的计算机。用网桥将大量计算机连接在一起的问题就在于网桥不能理解网络号,因此在网络上任何地方生成的广播将被发送到网上的每一个地方。
若PC发送广播包,它将被网桥发送到所有的网段
若PC将广播包发送到net l上,该广播包不会在互连网络上进一步传播
许多P C机网络系统广泛使用广播功能,这使得桥接网络中的大量可用带宽被广播所消耗。
对于这一点,我们来对比一下,在互连网络中的路由器和典型的工作站或主机的路由决策。
典型的工作站(例如,运行当前流行的T C P / I P协议栈的P C机)能在T C P / I P网络上工作之前,需要进行一些手工配置。至少必须配置一个I P地址、一个子网掩码、一个缺省网关。
在工作站上,以这种方式配置的路由决策非常简单。如果工作站要向位于同一网络上的另一台计算机发送一个报文分组 p a c k e t,该报文分组被直接送到目的计算机。如果目的计算机位于不同的网络上,则该报文分组被转发到缺省网关,进行路由,最终到达目的地。
及如何路由报文分组的最佳方式,还需要记住由于设备或其他故障原因而经常变化的网络拓扑结构。为了完成这些任务,每个路由器维护着一张路由表( routing table),该表列出了所有已知的网络号及到达这些网络的方式。路由器也使用路由协议,路由协议使路由表与经常变化的互连网络保持一致。