一层交换 二层交换 三层交换.docx

一层交换 二层交换 三层交换一层交换 一层交换其实不叫交换，常见的网络设备是集线器。 集线器又称HUB，工作在物理层，对信号只起简单的再生，放大，除噪声的作用。集线器连接的所有设备都处于同一个冲突域，所有的设备都处于同一个广播域，设备共享相同的带宽。集线器只是简单将信息洪泛给所有端口，目标主机接收并保留信号，非目标主机接收后丢弃。例如：对于10M的HUB而言10M是物理带宽，所有连接在这个HUB上的主机共享的有效带宽小于10M，因为以太网中包含冲突等事件产生的协议开销。 二层交换 二层交换是基于MAC地址的交换。 二层交换机是数据链路层的设备，它能够读取数据包中的MAC地址信息并根据MAC地址来进行交换。它隔离了冲突域，工作在数据链路层。所以交换机每个端口都是单独的冲突域。 二层交换机会维护有一张MAC地址表，这个地址表标明了MAC地址和交换机端口的对应关系。比如1端口接A，3端口接B，当交换机收到要传给B的数据流时，交换机会查找自己的MAC地址表，确定应该将数据包由第3端口发给B。 如果在表中找不到相应的端口则把数据包广播到所有端口上，当目的机器对源机器回应时，交换机又可以学习一目的MAC地址与哪个端口对应，在下次传送数据时就不再需要对所有端口进行广播了。 三层交换 三层交换 二层交换+三层路由转发 二层交换是在同一个网段内进行的，也就是说是根据MAC地址来进行交换的，而三层交换是先路由再交换也就是说的一次路由多次交换，可以在不同的网段进行包的传递。 路由技术和二层交换看起来有点相似，其实路由和交换之间的主要区别就是交换发生在OSI参考模型的第二层，而路由发生在第三层。 路由技术实质上来说不过两种功能：决定最优路由和转发数据包。路由算法在路由表中写入各种不同的信息，路由器会根据数据包所要到达的目的地选择最佳路径把数据包发送到可以到达该目的地的下一台路由器处。 路由器是在OSI七层网络模型中的第三层网络层操作的。路由器内部有一个路由表，这表标明了如果要去某个地方，下一步应该往哪走。路由器从某个端口收到一个数据包，它首先把链路层的包头去掉，读取目的IP地址，然后查找路由表，若能确定下一步往哪送，则再加上链路层的包头，把该数据包转发出去；如果不能确定下一步的地址，则向源地址返回一个信息，并把这个数据包丢掉。 路由交换机又称三层交换机，是一个带有第三层路由功能的第二层交换机，是二者的有机结合。 机器A在开始发送时，已知目的IP地址，但尚不知道在局域网上发送所需要的MAC地址。若两个机器不在同一子网内，如发送机器A要与目的机器C通信，发送机器A要向“缺省网关”发出ARP包，而“缺省网关”的IP地址已经在系统软件中设置。这个IP地址实际上对应第三层交换机的第三层交换模块。所以当发送机器A对“缺省网关”的IP地址广播出一个ARP请求时，若第三层交换模块在以往的通信过程中已得到目的机器C的MAC地址，则向发送机器A回复C的MAC地址；否则第三层交换模块根据路由信息向目的机器广播一个ARP请求，目的机器C得到此ARP请示后向第三层交换模块回复其MAC地址，第三层交换模块保存此地址并回复给发送机器A。以后，当再进行A与C之间数据包转发时，将用最终的目的机器的MAC地址封装，数据转发过程全部交给第二层交换处理，信息得以高速交换。既所谓的一次选路，多次交换。 第三层交换具有以下突出特点：有机的硬件结合使得数据交换加速；优化的路由软件使得路由过程效率提高；除了必要的路由决定过程外，大部分数据转发过程由第二层交换处理； 应用场景 二层交换机主要用在小型局域网中，机器数量在二、三十台以下，这样的网络环境下，广播包影响不大，二层交换机的快速交换功能、多个接入端口和低廉价格为小型网络用户提供了很完善的解决方案。 路由器端口类型多，支持的三层协议多，路由能力强，所以适合于在大型网络之间的互连。它的优势在于选择最佳路由，负荷分担，链路备份及和其他网络进行路由信息的交换等方面。 三层交换机是为IP设计的，接口类型简单，拥有很强二层包处理能力，所以适用于大型局域网，为了减小广播风暴的危害，必须把大型局域网按功能或地域等因素划他成一个一个的小局域网，也就是一个一个的小网段，这样必然导致不同网段之间存在大量的互访，单纯使用二层交换机没办法实现网间的互访，而单纯使用路由器，则由于端口数量有限，路由速度较慢，而限制了网络的规模和访问速度，所以这种环境下，由二层交换技术和路由技术有机结合而成的三层交换机就最为适合。