講解路由器技術(shù)與二層交換機的基礎知識

隨著(zhù)我國路由行業(yè)的發(fā)展，同時(shí)也推動(dòng)了路由器技術(shù)的更新升級，這里我們主要講解了路由器技術(shù)與二層交換機的基礎知識。為了適應網(wǎng)絡(luò )應用深化帶來(lái)的挑戰，網(wǎng)絡(luò )在規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)已得到普遍應用。

在網(wǎng)絡(luò )結構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(zhuān)用的帶寬為用戶(hù)所獨享，極大的提高了局域網(wǎng)傳輸的效率?？梢哉f(shuō)，在網(wǎng)絡(luò )系統集成的技術(shù)中，直接面向用戶(hù)的第一層接口和第二層交換技術(shù)方面已得到令人滿(mǎn)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(méi)有質(zhì)的突破。在這種情況下，一種新的路由器技術(shù)應運而生，這就是第三層交換技術(shù)：說(shuō)它是路由器，因為它可操作在網(wǎng)絡(luò )協(xié)議的第三層，是一種路由理解設備并可起到路由決定的作用；說(shuō)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(shuí)優(yōu)誰(shuí)劣，它們各自適用在什么環(huán)境？為了解答這問(wèn)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)

二層交換機是數據鏈路層的設備，它能夠讀取數據包中的MAC地址信息并根據MAC地址來(lái)進(jìn)行交換。交換機內部有一個(gè)地址表，這個(gè)地址表標明了MAC地址和交換機端口的對應關(guān)系。當交換機從某個(gè)端口收到一個(gè)數據包，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(gè)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的端口，如果表中有與這目的MAC地址對應的端口，則把數據包直接復制到這端口上，如果在表中找不到相應的端口則把數據包廣播到所有端口上，當目的機器對源機器回應時(shí)，交換機又可以學(xué)習一目的MAC地址與哪個(gè)端口對應，在下次傳送數據時(shí)就不再需要對所有端口進(jìn)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(xiàn)帶寬，所以可以同時(shí)為很多端口進(jìn)行數據交換。如果二層交換機有N個(gè)端口，每個(gè)端口的帶寬是M，而它的交換機總線(xiàn)帶寬超過(guò)N×M，那么這交換機就可以實(shí)現線(xiàn)速交換。二層交換機對廣播包是不做限制的，把廣播包復制到所有端口上。二層交換機一般都含有專(zhuān)門(mén)用于處理數據包轉發(fā)的ASIC （Application specific Integrated Circuit）芯片，因此轉發(fā)速度可以做到非?？?。

2.路由器技術(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。路由器內部有一個(gè)路由表，這表標明了如果要去某個(gè)地方，下一步應該往哪走。路由器從某個(gè)端口收到一個(gè)數據包，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），把該數據包轉發(fā)出去；如果不能確定下一步的地址，則向源地址返回一個(gè)信息，并把這個(gè)數據包丟掉。

路由器技術(shù)和二層交換看起來(lái)有點(diǎn)相似，其實(shí)路由和交換之間的主要區別就是交換發(fā)生在OSI參考模型的第二層（數據鏈路層），而路由發(fā)生在第三層。這一區別決定了路由和交換在傳送數據的過(guò)程中需要使用不同的控制信息，所以?xún)烧邔?shí)現各自功能的方式是不同的。

路由技術(shù)其實(shí)是由兩項最基本的活動(dòng)組成，即決定最優(yōu)路徑和傳輸數據包。其中，數據包的傳輸相對較為簡(jiǎn)單和直接，而路由的確定則更加復雜一些。路由算法在路由表中寫(xiě)入各種不同的信息，路由器會(huì )根據數據包所要到達的目的地選擇最佳路徑把數據包發(fā)送到可以到達該目的地的下一臺路由器處。當下一臺路由器接收到該數據包時(shí)，也會(huì )查看其目標地址，并使用合適的路徑繼續傳送給后面的路由器。依次類(lèi)推，直到數據包到達最終目的地。

路由器之間可以進(jìn)行相互通訊，而且可以通過(guò)傳送不同類(lèi)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(guò)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(gè)網(wǎng)絡(luò )的拓撲結構。鏈路狀態(tài)廣播是另外一種在路由器技術(shù)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(jìn)的通知給其它路由器。

編輯：博子