什么是交換機和路由器什么是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

3.1背景與定義
網(wǎng)關(guān)是一個大門，大門內(nèi)外有兩個不同的網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議不同。從網(wǎng)關(guān)的定義中，我們可以推斷出路由器可以看作網(wǎng)關(guān)的特例，網(wǎng)關(guān)內(nèi)外有兩個完全相同的網(wǎng)絡(luò)(都講IP的語言協(xié)議) 。所以網(wǎng)關(guān)比路由器復(fù)雜得多。網(wǎng)關(guān)大概應(yīng)該支持信號轉(zhuǎn)換、協(xié)議轉(zhuǎn)換、阻抗匹配、波特率轉(zhuǎn)換、故障隔離等功能，實現(xiàn)系統(tǒng)間的互操作。可能還需要在兩個系統(tǒng)之間建立相互可接受的管理程序。
在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)術(shù)語中，網(wǎng)關(guān)和路由器的定義是不同的。網(wǎng)關(guān)可以在不同協(xié)議之間移動數(shù)據(jù)，而路由器在不同網(wǎng)絡(luò)之間移動數(shù)據(jù)，相當(dāng)于傳統(tǒng)的IP網(wǎng)關(guān) 。
顧名思義，網(wǎng)關(guān)是連接兩個網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備。對于語音網(wǎng)關(guān)，它可以連接PSTN網(wǎng)絡(luò)和以太網(wǎng)，相當(dāng)于VOIP，通過網(wǎng)關(guān)將不同手機中的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后加入?yún)f(xié)議進行傳輸。在接收端，通過網(wǎng)關(guān)還原為模擬電話信號，最后在電話上可以聽到。
對于以太網(wǎng)中的網(wǎng)關(guān)，它只能轉(zhuǎn)發(fā)三層以上的數(shù)據(jù)包，這與路由相同。不同的是網(wǎng)關(guān)中沒有路由表，只能根據(jù)預(yù)設(shè)的不同網(wǎng)段進行轉(zhuǎn)發(fā) 。網(wǎng)關(guān)最重要的一點是端口映射。在外網(wǎng)看來，子網(wǎng)內(nèi)的用戶只是外網(wǎng)對應(yīng)不同端口的IP地址，會對子網(wǎng)內(nèi)的用戶起到保護作用。
數(shù)據(jù)鏈路層1.網(wǎng)橋
有集線器，但這帶來了一個問題。許多集線器連接在一起，但由于它們是廣播通信，相互沖突，我們現(xiàn)在需要一種能夠有效隔離子網(wǎng)的設(shè)備。讓廣播傳播只存在于一個部分:橋梁。

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網(wǎng)橋也是一個數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備，它把一個局域網(wǎng)分成兩部分，中間用網(wǎng)橋連接，這樣A發(fā)送到BCD的數(shù)據(jù)就不會再廣播到EFGH了。
操作原理

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上圖顯示了通過網(wǎng)橋連接的兩個網(wǎng)絡(luò) 。網(wǎng)橋的端口A連接到子網(wǎng)A，端口B連接到子網(wǎng)B，為什么網(wǎng)橋知道哪些數(shù)據(jù)包應(yīng)該轉(zhuǎn)發(fā)，哪些數(shù)據(jù)包不應(yīng)該轉(zhuǎn)發(fā)？這是因為它有兩個表A和b 。當(dāng)一個數(shù)據(jù)包進入端口A時，網(wǎng)橋從數(shù)據(jù)包中提取源媒體訪問控制地址和目的媒體訪問控制地址。
一開始表A和表B都是空，沒有記錄。此時網(wǎng)橋會將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到B網(wǎng)，并在表A中添加一個MAC地址(在表中記錄源MAC地址)，這意味著擁有這個MAC地址的機器屬于A子網(wǎng) 。同樣，當(dāng)B子網(wǎng)將數(shù)據(jù)包發(fā)送到B端口時，網(wǎng)橋會將源MAC地址記錄到B子網(wǎng) 。
當(dāng)網(wǎng)橋工作一段時間后，表A基本上記錄了子網(wǎng)A中所有機器的MAC地址，同樣，當(dāng)子網(wǎng)A向網(wǎng)橋發(fā)送另一個數(shù)據(jù)包時，網(wǎng)橋會首先檢查數(shù)據(jù)包的目的MAC地址是屬于子網(wǎng)A還是子網(wǎng)B，如果發(fā)現(xiàn)與表A有對應(yīng)關(guān)系，就會丟棄該數(shù)據(jù)包(因為該數(shù)據(jù)包已經(jīng)在HUB中轉(zhuǎn)發(fā)了)，如果沒有，就會轉(zhuǎn)發(fā)到子網(wǎng)B，然后檢查來源。
哦，也許你現(xiàn)在會問，為什么需要兩塊手表？為什么一塊手表不能工作？？嗯~剛才為了便于理解，把桌子一分為二。實際上，真正的橋應(yīng)該存儲一個表(當(dāng)然，出于加速或其他原因，它可能會將信息存儲在多個表中，這取決于它是如何實現(xiàn)的~) 。如果是信息表，應(yīng)該記錄MAC-PortNum，所以有學(xué)習(xí)功能。
網(wǎng)橋相當(dāng)于第2層交換機。它可以在第2層“橋接”兩個網(wǎng)段。它比HUB更好，因為它將兩個網(wǎng)段分開，不會將一個網(wǎng)段內(nèi)的數(shù)據(jù)包廣播到另一個網(wǎng)段。因此，兩個網(wǎng)段之間不會有不必要的信號沖突。例:AB在橋東，CD在橋西。AB說話的時候，CD也能說話。交流對話中，BD要大致避開。
2.交換機
注意到網(wǎng)橋只有兩個端口。隨著網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的發(fā)展，多端口的“橋梁”逐漸出現(xiàn) 。但是，由于網(wǎng)橋是數(shù)據(jù)鏈路層的廣播通信，當(dāng)A和G通信時，B和F無法通信——一個網(wǎng)橋上的多個通信會發(fā)生沖突。為了實現(xiàn)多對多通信，創(chuàng)建了一個交換機。
【什么是交換機和路由器什么是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備】

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在交換機中，當(dāng)A和B通信時，C和D也可以通信——因為它們分別占用不同的端口。就這樣，交換機逐漸取代了HUB，成為構(gòu)建局域網(wǎng)的重要設(shè)備。
操作原理

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交換機工作在OSI參考模型的第二層，即數(shù)據(jù)鏈路層。交換機的內(nèi)部CPU會在每個端口連接成功后，通過ARP協(xié)議獲知自己的MAC地址，并保存為ARP表。在未來的通信中，發(fā)送到該MAC地址的數(shù)據(jù)包將只發(fā)送到其對應(yīng)的端口，而不是所有端口。因此，交換機可以用來劃分數(shù)據(jù)鏈路層廣播，即沖突域；但是它不能劃分網(wǎng)絡(luò)層廣播，也就是廣播域。
網(wǎng)路層1.路由器
我們知道交換機工作在數(shù)據(jù)鏈路層。現(xiàn)在，如果節(jié)點A與未知的節(jié)點B進行通信，如果A和B通過n個(非常大的)交換機連接在一起，那么只使用交換機來實現(xiàn)，那么在A發(fā)送完數(shù)據(jù)包后，會轉(zhuǎn)發(fā)到所有其他端口，如果其他端口無法識別，那么最終會到達B，但必然會產(chǎn)生大量的冗余數(shù)據(jù)通信。所以，我們有一個路由器。
工作原理【/br/】路由器工作在網(wǎng)絡(luò)層，可以根據(jù)IP選擇相應(yīng)的端口。當(dāng)然，這里選擇的依據(jù)是路由表。
路由列表