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路由器 vs 交换机:深入解析功能差异与路由器运作机制

在探讨网络技术基础设施时,以太网和交换机是绕不开的概念。以太网,作为目前最常见的局域网技术,为数据传输提供了稳定可靠的通道。而交换机,则是以太网中的关键设备,负责在各个网络设备之间智能地传输数据。
网络通信中,我们常常提到网络七层模型。这个模型虽然复杂,但我们可以简化理解:低四层负责硬件和物理连接,高三层处理更抽象的数据处理和通信。每一层都有其专属的协议和任务,将指令逐层传递。
物理层,即第一层,是所有网络通信的起点。它涵盖了网线、光纤、网卡等硬件设施,是网络世界中不可或缺的物理基础。第二层是数据链路层,它负责同步数据流,并通过MAC地址进行设备间的识别。交换机,就是我们常说的链路层设备,能够根据MAC地址表智能地转发数据包。
进入第三层,即网络层,事情变得更加有趣。网络层指定了数据包的地址,并决定数据的传输路径。路由器是网络层的主要设备,它能够根据ip地址,决定数据包的最佳传输路径。
路由器,这个互联网的枢纽,连接着不同的网络,确保数据能够安全、高效地到达目的地。在现代社会,路由器广泛应用于各种行业,不同的产品为互联网的互联互通提供了强有力的支持。
那么,交换机和路由器究竟有何区别呢?其实,两者都是网络互联的关键设备,但它们工作的层次不同。交换机工作在第二层数据链路层,通过MAC地址表来识别和转发数据包。而路由器工作在第三层网络层,依据IP地址来决定数据包的传输路径。
交换机的任务主要是分配网络数据,而路由器则负责给网络中的设备分配IP地址,并确保数据能够根据这些地址找到正确的目的地。此外,路由器还具有一个独特的特性:它可以在不同时间内将一个IP地址分配给多台主机使用,这是交换机所不具备的功能。
接下来,我们来看看路由器的工作原理。路由器拥有一个路由表,它能够自动学习、生成和维护这个表。当一台主机准备发送数据给另一台主机时,数据包会被发送到路由器。路由器从数据包中读取目的IP地址,然后根据路由表计算出到达目的地的最优路径。这个过程会重复进行,直到数据包被传输到目的主机。
这个过程虽然复杂,但通过路由器的工作,网络通信变得可靠而高效。它不仅确保了数据的安全传输,还优化了网络的性能,让我们的网络世界更加丰富多彩。

1,以太网和交换机

路由器 vs 交换机:深入解析功能差异与路由器运作机制

之前我们提到的网络七层模型,几乎所有的网络专业课程都会从要求你记住每层的名词以及当层包含的协议。但是我们这里只需要看懂,哪个协议在哪一层,看看这张图就可以了。

从低到高,1-4层称为底层,5-7称为高层,每层都有自己负责的工作,然后把指令传到上一层。

比如第一层,物理层,顾名思义,就是物理连接层了,我们弱电安防人接触的最多了,网线、光纤、网卡等这些前期工作都是物理层的工作了。

第二层,数据链路层,是同步数据,指定MAC方法。最常见的链路层的设备就是交换机了。

第三层,网络层,指定地址,选择传送路径。路由器工作在网络层。第四层到第七层分别是传输层、会话层、表示层、应用层。

我们通过上面的网络模型,引出路由器的概念。

路由器(Router),是连接网络中各种不同设备,它会根据信道的情况自动选择和设定路由,以最佳路径,按前后顺序发送信号。

路由器是互联网络的枢纽,目前路由器已经广泛应用于各行各业,各种不同档次的产品已成为实现互联网互联互通业务的主力军。

那交换机和路由器有什么区别呢?

两者都是连接互联网的设备,它们之间主要区别就是,交换机发生在网络的第二层数据链路层,而路由器发生在第三层网络层。这个区别是两者各自工作方式的根本区别。路由器可以根据IP地址寻找下一个设备,可以处理TCPIP协议,而上一篇我们讲过交换机是根据MAC地址寻址的。

交换机是分配网络数据,路由器可以给网络分配IP地址,分配给你地址而且可以随时通过地址过来找到你。

路由器可以在不同时间内把一个IP分配给多台主机使用。交换机是通过MAC地址和识别各个不同的主机。

路由器的工作原理是怎么样的呢?前面我们知道了交换机有MAC地址表,自动生成自动学习,同样的,路由器也有个路由表,会自己学习、生成、维护路由表。

我们举一个简单的例子,只要能看懂就可以了,不上图了:

1,主机A准备发数据给主机B。

2,A将B的IP地址连同数据一起,以数据包形式发送给路由器R1。

3,路由器R1收到数据包后,先从数据中读取到B的IP地址,然后根据路径表计算发往B的最优路径。

4,比如路径为:R1->R2->R5->B;并将数据包发往路由器R2。

5,路由器2重复路由器1的工作,并将数据包转发给路由器5。

6,路由器5同样取出目的地址,发现目的地址就在自己的网段上,于是将该数据包直接交给主机B。

7,主机B收到主机A的信息,一次完整的通信宣告结束。


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