网络设备归类

1、互连设备互连设备中继器（重发器）中继器（重发器）v放大信号放大信号集线器集线器v中心节点中心节点网桥网桥交换机交换机v多接口的网桥多接口的网桥路由器路由器中继中继放大器：延长传输范围放大器：延长传输范围v个数有限制，有延时要求，个数有限制，有延时要求，CSMA/CD的特征的特征v帧长与延时有关帧长与延时有关中继器中继器冲突域冲突域 = 广播域广播域v冲突：冲突：一个发，其它都等着一个发，其它都等着v广播域：广播的范围广播域：广播的范围HUB集线器：集线器：汇接器汇接器，相当于物理媒介（总线）的，相当于物理媒介（总线）的微缩微缩v 以前的网络是共享型，所有连接到以前的网络是共享型，所有连接到“一

2、根总线上一根总线上”。v 整个网络中只有网卡、集线器（中继器）、媒介整个网络中只有网卡、集线器（中继器）、媒介v 整个系统处于一个整个系统处于一个“碰撞域碰撞域”（冲突域、广播域冲突域、广播域）v 所有用户共享一个带宽（总线），采用所有用户共享一个带宽（总线），采用CSMA/CD，一个用户工，一个用户工作，作，其它都等着其它都等着。v 冲突域冲突域 = 广播域广播域网桥网桥Bridge网桥（网桥（bridge）：网络连接器，连接两个分开的）：网络连接器，连接两个分开的网络。网络。v早期早期连接两个不同媒介的网络，如令牌环、以太网等连接两个不同媒介的网络，如令牌环、以太网等至少两个连接不同网络的

3、至少两个连接不同网络的端口端口v后期可连接相同的网络。后期可连接相同的网络。v具有智能学习和简单的具有智能学习和简单的“路由路由”（二层交换二层交换）功能）功能学习记忆学习记忆MAC地址，地址，根据帧的终点地址（根据帧的终点地址（MAC）处于）处于哪一网段（端口）来进行转发和滤除，工作在第二层哪一网段（端口）来进行转发和滤除，工作在第二层从共享型从共享型交换型交换型以太网以太网网桥网桥Bridge冲突域：每个端口，每个端口仍然共享冲突域：每个端口，每个端口仍然共享广播域：所有端口，因为广播广播域：所有端口，因为广播MAC地址未知地址未知冲突域冲突域！=广播域广播域交换机交换机Switch交换机

4、：是网桥和集线器的交换机：是网桥和集线器的联合的产物联合的产物，相当于，相当于每个端口都是一个微型网桥的集线器每个端口都是一个微型网桥的集线器。v背板：指连接各个微型网桥的装置背板：指连接各个微型网桥的装置总线总线矩阵矩阵软件等软件等交换机交换机Switch交换机的每个端口是网桥，因此交换机的每个端口是网桥，因此每个端口处于一个每个端口处于一个独立的冲突域独立的冲突域，容量大，但，容量大，但所有的端口处于一个广所有的端口处于一个广播域中播域中。交换机对于数据包的形式：交换机对于数据包的形式：转发、过滤、广播转发、过滤、广播。v对于明确知道目的地对于明确知道目的地MAC地址的，在某一特定的端口给

5、予地址的，在某一特定的端口给予转发转发。v对于不允许到达的目的地，给予对于不允许到达的目的地，给予过滤过滤。v对于不知道目的地对于不知道目的地MAC地址或是组播或是广播，采取地址或是组播或是广播，采取广播广播到所有的端口去。到所有的端口去。交换机本质仍然是网桥。交换机本质仍然是网桥。 交换机交换机Switch每个端口是一个冲突域每个端口是一个冲突域简单区别简单区别路由器路由器Router分割广播域分割广播域总结总结设备设备OSIOSI层层分隔冲分隔冲突域突域分隔广分隔广播域播域备注备注HUBHUB物理层物理层不不不不 网桥网桥数据链数据链路层路层是是不不每个端口是单独每个端口是单独的冲突域的冲

6、突域交换机交换机数据链数据链路层路层是是不不实际上是多端口实际上是多端口网桥，每个端口网桥，每个端口是单独的冲突域是单独的冲突域路由器路由器网络层网络层是是是是每个端口是单独每个端口是单独的广播域的广播域三层交换机三层交换机 3-layer switch三层交换机（三层交换机（路由交换机路由交换机）：由于路由器的路由功）：由于路由器的路由功能为能为软件软件提供，提供，速度比较慢速度比较慢，且路由器的端口数目，且路由器的端口数目比较少，针对于以太网口（比较少，针对于以太网口（VLAN），提出了第三），提出了第三层交换。层交换。v通常由通常由硬件硬件ASIC实现，实现，它依然工作在第三层它依然工作

7、在第三层。把路由与交把路由与交换叠加到一起，增加路由速度换叠加到一起，增加路由速度。v硬件直接改硬件直接改MAC地址地址。v三层交换机的出现与三层交换机的出现与VLAN有很大的关系。有很大的关系。当同一交换机不同当同一交换机不同VLAN的网络地址不同时，它们要相互通的网络地址不同时，它们要相互通信就必须用到路由，如果接到额外的路由器上，再回来，速信就必须用到路由，如果接到额外的路由器上，再回来，速度就会慢很多。度就会慢很多。VLAN间的路由间的路由要和要和通信，就必须用到路由器通信，就必须用到路由器，速度自然下降。，速度自然下降。3-layer switch

8、3-layer switch在交换机中添加路由模块，问题就会得到解决。在交换机中添加路由模块，问题就会得到解决。v 1、A发发IP包到网关包到网关虚拟接口虚拟接口10。v 2、路由模块检查目的地路由模块检查目的地IP，为，为B地址，地址，查询特定的绑定表查询特定的绑定表，没，没有查到有查到B的绑定关系，然后查询路由表，查到目的地接口，发现的绑定关系，然后查询路由表，查到目的地接口，发现此时没有此时没有B的的MAC地址，发送地址，发送ARP请求请求B的的MAC地址。地址。v 3、B回送回送ARP，告诉路由模块它的，告诉路由模块它的MAC地址。地址。v 4、路由模块收到路由模块收到B的的MAC地址

9、后，将地址后，将B的的IP地址和其地址和其MAC地址地址绑定绑定（建立对应关系），然后把（建立对应关系），然后把IP数据包封装到链路层，发送数据包封装到链路层，发送给给B。v 5 、A发送下一个发送下一个IP包。包。v 6、路由模块通过路由模块通过硬件检查硬件检查IP目的地地址（不用脱掉链路层的外目的地地址（不用脱掉链路层的外壳），发现目的地地址为壳），发现目的地地址为B地址，检查其绑定表，发现地址，检查其绑定表，发现B地址有地址有绑定关系（有对应的绑定关系（有对应的MAC地址），取出地址），取出MAC地址，直接交到交地址，直接交到交换模块，由其转发。换模块，由其转发。不查找路由表（第三层），

10、不查找路由表（第三层），链路层数据包的修改由硬件完成链路层数据包的修改由硬件完成。3-layer switch整个通信过程中，最多用整个通信过程中，最多用一次（软件）路由表一次（软件）路由表。“一次路由，交换多次一次路由，交换多次”v如果先前有对应关系，一次也不用如果先前有对应关系，一次也不用v整个链路层数据包的修改都是由硬件完成整个链路层数据包的修改都是由硬件完成，速度很快，可，速度很快，可以达到以达到线速线速。v为什么叫三层交换，因为交换的依据仍然是为什么叫三层交换，因为交换的依据仍然是IP地址。地址。一般来说，三层交换机里提供的路由功能比较弱，一般来说，三层交换机里提供的路由功能比较弱，

11、不能完全取代路由器。不能完全取代路由器。v在局域网（以太网）范围内，运用的越来越广泛了。在局域网（以太网）范围内，运用的越来越广泛了。随着硬件和软件技术的融合，交换和路由也越来越随着硬件和软件技术的融合，交换和路由也越来越融合，区分也不明显了。融合，区分也不明显了。第四层交换技术第四层交换技术第四层交换机：工作于第四层交换机：工作于OSIRM模型的第四层，即传输模型的第四层，即传输层，直接面对具体应用。如层，直接面对具体应用。如HTTP，FTP、Telnet、SSL等。可识别等。可识别至少至少80个字节的数据包包头个字节的数据包包头IP+port number = Socket，区分不用的业务

12、，区分不用的业务在第四层交换中为每个供搜寻使用的服务器组设立虚在第四层交换中为每个供搜寻使用的服务器组设立虚IP地址（地址（VIP），每组服务器支持某种应用。），每组服务器支持某种应用。v 在域名服务器（在域名服务器（DNS）中存储的每个应用服务器地址是）中存储的每个应用服务器地址是VIP，而，而不是真实的服务器地址。不是真实的服务器地址。v 当某用户申请应用时，一个带有目标服务器组的当某用户申请应用时，一个带有目标服务器组的VIP连接请求连接请求（例如一个（例如一个TCP SYN包）发给服务器交换机。包）发给服务器交换机。v 服务器交换机在组中选取最好的服务器，将终端地址中的服务器交换机在组中选取最好的服务器，将终端地址中的VIP用用实际服务器的实际服务器的IP取代，并将连接请求传给服务器。取代，并将连接请求传给服务器。v 这样，同一区间所有的包由服务器交换机进行映射，在用户和这样，同一区间所有的包由服务器交换机进行映射，在用户和同一服务器间进行传