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Hirschmann以太網(wǎng)交換機(jī)與路由器的區(qū)別您知道嗎
2024-11-7 閱讀(195)
Hirschmann以太網(wǎng)交換機(jī)與路由器的區(qū)別您知道嗎
傳統(tǒng)交換機(jī)從網(wǎng)橋發(fā)展而來，屬于OSI第二層即數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備。它根據(jù)MAC地址尋址,，通過站表選擇路由,，站表的建立和維護(hù)由交換機(jī)自動(dòng)進(jìn)行。路由器屬于OSI第三層即網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備,，它根據(jù)IP地址進(jìn)行尋址,，通過路由表路由協(xié)議產(chǎn)生。交換機(jī)最大的好處是快速,，由于交換機(jī)只須識(shí)別幀中MAC地址,，直接根據(jù)MAC地址產(chǎn)生選擇轉(zhuǎn)發(fā)端口算法簡單，便于ASIC實(shí)現(xiàn),，因此轉(zhuǎn)發(fā)速度高,。但交換機(jī)的工作機(jī)制也帶來一些問題。
1．回路：根據(jù)交換機(jī)地址學(xué)習(xí)和站表建立算法,，交換機(jī)之間不允許存在回路,。一旦存在回路，必須啟動(dòng)生成樹算法,，阻塞掉產(chǎn)生回路的端口,。而路由器的路由協(xié)議沒有這個(gè)問題，路由器之間可以有多條通路來平衡負(fù)載,，提高可靠性,。
2．負(fù)載集中：交換機(jī)之間只能有一條通路，使得信息集中在一條通信鏈路上,，不能進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配,，以平衡負(fù)載。而路由器的路由協(xié)議算法可以避免這一點(diǎn),，OSPF路由協(xié)議算法不但能產(chǎn)生多條路由,，而且能為不同的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用選擇各自不同的最佳路由。
3．廣播控制：交換機(jī)只能縮小沖突域,，而不能縮小廣播域。整個(gè)交換式網(wǎng)絡(luò)就是一個(gè)大的廣播域,，廣播報(bào)文散到整個(gè)交換式網(wǎng)絡(luò),。而路由器可以隔離廣播域，廣播報(bào)文不能通過路由器繼續(xù)進(jìn)行廣播,。
4．子網(wǎng)劃分：交換機(jī)只能識(shí)別MAC地址,。MAC地址是物理地址，而且采用平坦的地址結(jié)構(gòu),，因此不能根據(jù)MAC地址來劃分子網(wǎng),。而路由器識(shí)別IP地址，IP地址由網(wǎng)絡(luò)管理員分配，是邏輯地址且IP地址具有層次結(jié)構(gòu),，被劃分成網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào),，可以非常方便地用于劃分子網(wǎng)，路由器的主要功能就是用于連接不同的網(wǎng)絡(luò),。
5．保密問題：雖說交換機(jī)也可以根據(jù)幀的源MAC地址,、目的MAC地址和其他幀中內(nèi)容對(duì)幀實(shí)施過濾，但路由器根據(jù)報(bào)文的源IP地址,、目的IP地址,、TCP端口地址等內(nèi)容對(duì)報(bào)文實(shí)施過濾，更加直觀方便,。
交換機(jī)通過以下三種方式進(jìn)行交換：
1) 直通式：
直通方式的以太網(wǎng)交換機(jī)可以理解為在各端口間是縱橫交叉的線路矩陣電話交換機(jī),。它在輸入端口檢測(cè)到一個(gè)數(shù)據(jù)包時(shí)，檢查該包的包頭,，獲取包的目的地址,，啟動(dòng)內(nèi)部的動(dòng)態(tài)查找表轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的輸出端口，在輸入與輸出交叉處接通,，把數(shù)據(jù)包直通到相應(yīng)的端口,，實(shí)現(xiàn)交換功能。由于不需要存儲(chǔ),，延遲非常小,、交換非常快,，這是它的優(yōu)點(diǎn),。它的缺點(diǎn)是，因?yàn)閿?shù)據(jù)包內(nèi)容并沒有被以太網(wǎng)交換機(jī)保存下來,，所以無法檢查所傳送的數(shù)據(jù)包是否有誤,，不能提供錯(cuò)誤檢測(cè)能力。由于沒有緩存,，不能將具有不同速率的輸入/輸出端口直接接通,，而且容易丟包。
2) 存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)：
存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的方式,。它把輸入端口的數(shù)據(jù)包先存儲(chǔ)起來,，然后進(jìn)行CRC（循環(huán)冗余碼校驗(yàn)）檢查，在對(duì)錯(cuò)誤包處理后才取出數(shù)據(jù)包的目的地址,，通過查找表轉(zhuǎn)換成輸出端口送出包,。正因如此，存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式在數(shù)據(jù)處理時(shí)延時(shí)大,，這是它的不足,，但是它可以對(duì)進(jìn)入交換機(jī)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行錯(cuò)誤檢測(cè),，有效地改善網(wǎng)絡(luò)性能。尤其重要的是它可以支持不同速度的端口間的轉(zhuǎn)換,，保持高速端口與低速端口間的協(xié)同工作,。
3) 碎片隔離：
這是介于前兩者之間的一種解決方案。它檢查數(shù)據(jù)包的長度是否夠64個(gè)字節(jié),，如果小于64字節(jié),，說明是假包，則丟棄該包,；如果大于64字節(jié),，則發(fā)送該包。這種方式也不提供數(shù)據(jù)校驗(yàn),。它的數(shù)據(jù)處理速度比存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式快,，但比直通式慢。
端口交換技術(shù)最早出現(xiàn)在插槽式的集線器中,，這類集線器的背板通常劃分有多條以太網(wǎng)段（每條網(wǎng)段為一個(gè)廣播域）,，不用網(wǎng)橋或路由連接，網(wǎng)絡(luò)之間是互不相通的,。以大主模塊插入后通常被分配到某個(gè)背板的網(wǎng)段上,，端口交換用于將以太模塊的端口在背板的多個(gè)網(wǎng)段之間進(jìn)行分配、平衡,。根據(jù)支持的程度,，端口交換還可細(xì)分為：
·模塊交換：將整個(gè)模塊進(jìn)行網(wǎng)段遷移。
·端口組交換：通常模塊上的端口被劃分為若干組,，每組端口允許進(jìn)行網(wǎng)段遷移,。
Hirschmann以太網(wǎng)交換機(jī)與路由器的區(qū)別您知道嗎
·端口級(jí)交換：支持每個(gè)端口在不同網(wǎng)段之間進(jìn)行遷移。這種交換技術(shù)是基于OSI第一層上完成的,，具有靈活性和負(fù)載平衡能力等優(yōu)點(diǎn),。如果配置得當(dāng)，那么還可以在一定程度進(jìn)行容錯(cuò),，但沒有改變共享傳輸介質(zhì)的特點(diǎn),，自而未能稱之為真正的交換。
二層交換技術(shù)的發(fā)展比較成熟,，二層交換機(jī)屬數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備,，可以識(shí)別數(shù)據(jù)包中的MAC地址信息，根據(jù)MAC地址進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā),，并將這些MAC地址與對(duì)應(yīng)的端口記錄在自己內(nèi)部的一個(gè)地址表中。
具體的工作流程如下：
1) 當(dāng)交換機(jī)從某個(gè)端口收到一個(gè)數(shù)據(jù)包,，它先讀取包頭中的源MAC地址,，這樣它就知道源MAC地址的機(jī)器是連在哪個(gè)端口上的；
2) 再去讀取包頭中的目的MAC地址，并在地址表中查找相應(yīng)的端口,；
3) 如表中有與這目的MAC地址對(duì)應(yīng)的端口,，把數(shù)據(jù)包直接復(fù)制到這端口上；
4) 如表中找不到相應(yīng)的端口則把數(shù)據(jù)包廣播到所有端口上,，當(dāng)目的機(jī)器對(duì)源機(jī)器回應(yīng)時(shí),，交換機(jī)又可以記錄這一目的MAC地址與哪個(gè)端口對(duì)應(yīng)，在下次傳送數(shù)據(jù)時(shí)就不再需要對(duì)所有端口進(jìn)行廣播了,。不斷的循環(huán)這個(gè)過程,，對(duì)于全網(wǎng)的MAC地址信息都可以學(xué)習(xí)到，二層交換機(jī)就是這樣建立和維護(hù)它自己的地址表,。
從二層交換機(jī)的工作原理可以推知以下三點(diǎn)：
1) 由于交換機(jī)對(duì)多數(shù)端口的數(shù)據(jù)進(jìn)行同時(shí)交換,，這就要求具有很寬的交換總線帶寬，如果二層交換機(jī)有N個(gè)端口,，每個(gè)端口的帶寬是M,，交換機(jī)總線帶寬超過N×M，那么這交換機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)線速交換
2) 學(xué)習(xí)端口連接的機(jī)器的MAC地址,，寫入地址表,，地址表的大小（一般兩種表示方式：一為BEFFER RAM,，一為MAC表項(xiàng)數(shù)值）,，地址表大小影響交換機(jī)的接入容量
3) 還有一個(gè)就是二層交換機(jī)一般都含有專門用于處理數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)的ASIC（Application specific Integrated Circuit， 專用集成電路）芯片,，因此轉(zhuǎn)發(fā)速度可以做到非?？臁Ｓ捎诟鱾€(gè)廠家采用ASIC不同,，直接影響產(chǎn)品性能,。
以上三點(diǎn)也是評(píng)判二、三層交換機(jī)性能優(yōu)劣的主要技術(shù)參數(shù),，這一點(diǎn)請(qǐng)大家在考慮設(shè)備選型時(shí)注意比較,。
