交换机和路由器的实现原理

来源:互联网 发布:esp8266 单片机 编辑:程序博客网 时间:2024/05/21 07:00
1. 请问交换机和路由器分别的实现原理是什么?分别在哪个层次上面实现的?                 http://www.360doc.com/content/10/0803/18/2509090_43432794.shtml

将网络互相连接起来要使用一些中间设备(或中间系统),ISO的术语称之为中继(re
lay)系统。根据中继系统所在的层次,可以有以下五种中继系统
1)       物理层(即常说的第一层、层L1)中继系统,即转发器(repeater)。
2)       数据链路层(即第二层,层L2),即网桥或桥接器(bridge)。
3)       网络层(第三层,层L3)中继系统,即路由(router)。
4)       网桥和路由器的混合物桥路器(brouter)兼有网桥和路由器的功能。
5)       在网络层以上的中继系统,即网关(gateway).
当中继系统是转发器时,一般不称之为网络互联,因为这仅仅是把一个网络扩大了,而这
仍然是一个网络。高层网关由于比较复杂,目前使用得较少。因此一般讨论网络互连时都
是指用交换机和路由器进行互联的网络。本文主要阐述交换机和路由器及其区别。  
2.  第二层交换机和路由器的区别:
传统交换机从网桥发展而来,属于OSI第二层即数据链路层设备。它根据MAC地址寻
址,通过站表选择路由,站表的建立和维护由交换机自动进行。路由器属于OSI第三层
即网络层设备,它根据IP地址进行寻址,通过路由表路由协议产生。因特网的路由选择
协议:内部网关协议IGP和外部网关协议EGP
3. 第三层交换机和路由器的区别:
在第三层交换技术出现之前,几乎没有必要将路由功能器件和路由器区别开来,他们完全
是相同的:提供路由功能正在路由器的工作,然而,现在第三层交换机完全能够执行传统
路由器的大多数功能。
综上所述,交换机一般用于LAN-WAN的连接,交换机归于网桥,是数据链路层的设
备,有些交换机也可实现第三层的交换。路由器用于WAN-WAN之间的连接,可以解
决异性网络之间转发分组,作用于网络层。他们只是从一条线路上接受输入分组,然后向
另一条线路转发。这两条线路可能分属于不同的网络,并采用不同协议。相比较而言,路
由器的功能较交换机要强大,但速度相对也慢,价格昂贵,第三层交换机既有交换机线速
转发报文能力,又有路由器良好的控制功能,因此得以广播应用。

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2.1    OSI和TCP/IP
1.  七层网络结构功能及特点--OSI
1)   物理层:为数据链路层提供物理连接,在其上串行传送比特流,即所传送数据的单位
是比特。此外,该层中还具有确定连接设备的电气特性和物理特性等功能。
2)   数据链路层:负责在网络节点间的线路上通过检测、流量控制和重发等手段,无差错
地传送以帧为单位的数据。为做到这一点,在每一帧中必须同时带有同步、地址、差错控
制及流量控制等控制信息。
3)   网络层:为了将数据分组从源(源端系统)送到目的地(目标端系统),网络层的任
务就是选择合适的路由和交换节点,使源的传输层传下来的分组信息能够正确无误地按照
地址找到目的地,并交付给相应的传输层,即完成网络的寻址功能。
4)   传输层:传输层是高低层之间衔接的接口层。数据传输的单位是报文,当报文较长时
将它分割成若干分组,然后交给网络层进行传输。传输层是计算机网络协议分层中的最关键
一层,该层以上各层将不再管理信息传输问题
5)   会话层:该层对传输的报文提供同步管理服务。在两个不同系统的互相通信的应用进
程之间建立、组织和协调交互。例如,确定是双工还是半双工工作。
6)   表示层:该层的主要任务是把所传送的数据的抽象语法变换为传送语法,即把不同计
算机内部的不同表示形式转换成网络通信中的标准表示形式。此外,对传送的数据加密(
或解密)、正文压缩(或还原)也是表示层的任务。
7)   应用层:该层直接面向用户,是OSI中的最高层。它的主要任务是为用户提供应用的
接口,即提供不同计算机间的文件传送、访问与管理,电子邮件的内容处理,不同计算机
通过网络交互访问的虚拟终端功能等。
2. TCP/IP功能及特
1)   网络接口层:这是TCP/IP协议的最低一层,包括有多种逻辑链路控制和媒体访问协议
。网络接口层的功能是接收IP数据报并通过特定的网络进行传输,或从网络上接收物理帧
,抽取出IP数据报并转交给网际层。
2)   网际网层(IP层):该层包括以下协议:IP(网际协议)、ICMP(Internet Contro
l Message Protocol,因特网控制报文协议)、ARP(Address Resolution Protocol,地
解析协议)、RARP(Reverse Address Resolution Protocol,反向地址解析协议)。该
负责相同或不同网络中计算机之间的通信,主要处理数据报和路由。在IP层中,ARP协议用
于将IP地址转换成物理地址,RARP协议用于将物理地址转换成IP地址,ICMP协议用于报告差
错和传送控制信息。IP协议在TCP/IP协议组中处于核心地位
3)   传输层:该层提供TCP(传输控制协议)和UDP(User Datagram Protocol,用户数据
报协议)两个协议,它们都建立在IP协议的基础上,其中TCP提供可靠的面向连接服务,U
DP提供简单的无连接服务。传输层提供端到端,即应用程序之间的通信,主要功能是数据
格式化、数据确认和丢失重传等。
4)   应用层:TCP/IP协议的应用层相当于OSI模型的会话层、表示层和应用层,它向用
提供一组常用的应用层协议,其中包括:Telnet、SMTP、DNS等。此外,在应用层中还包含
有用户应用程序,它们均是建立在TCP/IP协议组之上的专用程序。
3. OSI参考模型和TCP/IP参考模型的区别:
1)   OSI模型有7层,TCP/IP只有4层;
2)   OSI先于协议出现,因此不会偏向于任何一组特定的协议,通用性更强,但有些功能
不知该放哪一层上,因此不得不加入一些子层;TCP/IP后于协议出现,仅是将已有协议的
一个描述,因此两者配合的非常好;但他不适合其他的协议栈,不容易描述其他非TCP/IP
的网络;
3)   OSI中网络层同时支持无连接和面向连接的通信,但在传输层上只支持面向连接的通
信;TCP/IP中网络层只支持无连接通信,传输层同时支持两种通信;
4)   在技术发生变化时,OSI模型比TCP/IP模型中的协议更容易被替换。
4.         请你详细的解释一下IP协议的定义,在哪个层上面,主要有什么作用? TCP与
UDP呢? 
解:与IP协议配套使用的还有三个协议:
ARP-地址解析协议
RARP-逆地址解析协议
ICMP-因特网控制报文协议ICMP
IP协议-网际协议
IP地址、IP包头

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