二层交换机、三层交换机和路由器的基本工作原理(互联网+)
二层交换机三层交换机和路由器的基本工作原理和三者之间的主要区别
二层交换机三层交换机和路由器的基本工作原理和三者之间的主要区别一、二层交换机的工作原理：二层交换机主要工作在OSI模型的第二层，即数据链路层。
它通过学习和转发MAC地址来实现数据的转发和交换。
具体来说，二层交换机在接收到一个数据包时，会查看该数据包中的目标MAC地址，并根据这个地址决定将数据包转发到哪个端口。
当目标MAC地址不在交换机的MAC地址表中时，交换机会广播该数据包到所有其他端口，以便获取目标地址对应端口的MAC地址，并将其保存到MAC地址表中。
当下次再收到到达同一目标地址的数据包时，交换机就会直接将其转发到相应的端口，提高了数据传输的效率。
二、三层交换机的工作原理：三层交换机在二层交换机的基础上增加了路由功能，它能够根据IP 地址对数据进行转发。
三层交换机工作在OSI模型的第三层（网络层）。
在接收到一个数据包时，三层交换机会查看该数据包中的目标IP地址，并通过内置的路由表来判断将数据包转发到哪个端口。
如果目标地址不在路由表中，三层交换机会将数据包广播到所有其他端口，以便获取下一条跳转路径的信息。
当下次再收到到达同一目标地址的数据包时，三层交换机会直接根据路由表将其转发到相应的端口。
三、路由器的工作原理：路由器是连接不同网络的设备，主要工作在OSI模型的第三层（网络层）。
路由器通过查看数据包中的目标IP地址，并与自己的路由表进行匹配，来决定将数据包转发到哪个网络。
路由器还可以根据网络状况和路由协议进行动态路由的调整，以保证数据包能够通过最佳路径进行传输。
主要区别：1.工作层次差异：二层交换机主要工作在数据链路层，通过学习和转发MAC地址实现数据转发；三层交换机在二层交换机的基础上增加路由功能，能够根据IP地址对数据进行转发；而路由器工作在网络层，通过查看数据包中的目标IP地址并与路由表匹配决定转发路径。
三者在工作层次上存在差异。
2.转发决策依据不同：二层交换机和三层交换机的转发决策是根据MAC地址或者IP地址，在查询相应的表项后进行的，而路由器的转发决策则是根据路由表进行的。
二层交换及三层交换和路由器的区别
二层交换及三层交换和路由器的区别网络传输中，路由器和交换机是常见的两个设备，它们在网络中负责不同的工作。
其中，交换机是指二层交换机和三层交换机。
二层交换机和三层交换机与路由器在网络传输中的能力和使用领域都有所不同。
接下来本文将讨论二层交换机、三层交换机和路由器的区别。
一、二层交换机二层交换机是在二层（数据链路层）操作的交换机。
其主要功能是在不同端口之间交换以太网帧，并将数据包转发到目标地址。
它的工作原理是将它所接收到的数据帧对象MAC地址表进行匹配，然后将数据帧传送到目标地址。
由于二层交换机仅在局域网内进行交换操作，它传输速度快，可以快速识别网络中的设备，并将数据传输到其中的目标设备。
二、三层交换机三层交换机是在三层（网络层）操作的交换机。
它已经超出了二层交换机的操作范畴，它不仅可以查找MAC地址表，而且可以查找IP地址表，并对网络流量进行处理和控制。
它是一种智能型交换机，不仅能够快速识别网络中的设备，并将数据传输到其中的目标设备中，还具有路由分组功能，能够在不同的VLAN之间进行转发。
三、路由器路由器也是在三层（网络层）操作的设备，它是一个具有智能型的网络设备，通过路由协议将网络流量转发到目的地。
路由器扮演着不同网络（LAN、WAN等）之间的中转桥梁。
路由器使用路由表来确定网络流量的最佳传输路径，可通过不同的网络之间进行数据的路由选择。
由于路由器是一种智能型设备，可以在复杂的网络环境中快速识别并处理网络流量，因此可扩展性强。
下面是二层交换机、三层交换机和路由器的一些关键区别：1、作用范围不同二层交换机主要用于局域网交换的设备之间的通讯，数据包不需要通过路由，直接在交换机内部完成数据交换。
三层交换机是在二层交换机的基础之上加入路由功能，可以根据IP地址来进行分组转发，不仅可以完成交换机的传输功能，还可以实现部分路由器的功能。
路由器主要用于不同的网络之间通讯的中转，通过路由协议来确定网络流量的最佳传输路径，因此可以实现复杂的网络架构。
交换机和路由器工作原理
交换机和路由器工作原理交换机和路由器是计算机网络中常用的两种设备，它们在网络通信中起着重要作用。
本文将分别介绍交换机和路由器的工作原理。
一、交换机的工作原理交换机是一种用于局域网的设备，它通过MAC地址进行数据包的转发。
当一台计算机发送数据包时，交换机会根据数据包中的目标MAC地址，将数据包转发到目标MAC地址所对应的端口上。
交换机在转发数据包时，会记录下源MAC地址与对应的端口，以便下次转发时能够快速找到目标端口。
交换机的工作原理可以分为两个阶段：学习阶段和转发阶段。
1. 学习阶段：当交换机收到一个数据包时，它会提取出数据包中的源MAC地址，并将该地址与接收到数据包的端口绑定起来。
如果交换机之前没有接收过该源MAC地址，则会将该地址与接收到数据包的端口绑定起来。
通过这种方式，交换机逐渐学习到网络中各个设备的MAC地址与端口的对应关系。
2. 转发阶段：当交换机收到一个数据包时，它会查找数据包中的目标MAC地址所对应的端口，并将数据包转发到该端口上。
如果交换机之前没有接收到过目标MAC地址，则会将数据包广播到所有端口上。
当目标设备回复数据包时，交换机会将源MAC地址与对应端口的绑定关系更新。
这样，交换机在转发数据包时就能够根据学习到的MAC地址与端口的对应关系，快速找到目标端口，实现数据包的高效转发。
二、路由器的工作原理路由器是一种用于连接不同网络的设备，它通过IP地址进行数据包的转发。
当一台计算机发送数据包时，路由器会根据数据包中的目标IP地址，将数据包转发到目标IP地址所在的网络。
路由器的工作原理可以分为三个阶段：接收阶段、转发阶段和发送阶段。
1. 接收阶段：当路由器接收到一个数据包时，它会提取出数据包中的目标IP地址，并查找路由表来确定数据包的下一跳。
路由表是路由器内部存储的一张表格，记录了各个网络的IP地址和对应的下一跳。
通过查找路由表，路由器可以确定数据包的下一跳地址。
2. 转发阶段：在转发阶段，路由器根据路由表确定数据包的下一跳地址，并将数据包转发到相应的接口上。
二层交换机三层交换机和路由器的基本工作原理
二层交换机三层交换机和路由器的基本工作原理二层交换机（Layer 2 Switch）是一种工作在OSI（开放系统互连）参考模型中的第二层的网络设备。
其基本原理是在局域网内根据MAC地址来转发数据包。
当二层交换机收到一个数据包时，会检查其目的MAC地址，然后查询自己的MAC地址表来确定数据包应该被转发到哪个端口。
当目的MAC地址不在MAC地址表内时，交换机会广播该数据包到所有端口，学习到新的MAC地址，并记录在MAC地址表中。
1.学习：当交换机第一次接收到一个数据包时，会记录该数据包的源MAC地址，并把该地址与接收该数据包的端口关联起来，形成一张MAC地址表。
2.转发：当交换机接收到一个数据包时，会检查该数据包的目的MAC地址，并查询MAC地址表来确定应该将数据包转发到哪个端口。
3.过滤：交换机只会将数据包转发到与目的MAC地址对应的端口，从而避免了广播和冲突。
三层交换机（Layer 3 Switch）是在二层交换机的基础上增加了路由功能，可以通过查找IP地址来决定数据包的转发路径。
三层交换机可以通过虚拟局域网（VLAN）划分不同的网络，增加网络的灵活性。
三层交换机与二层交换机的不同之处在于，三层交换机除了根据MAC地址转发数据包外，还可以根据IP地址进行路由。
当三层交换机收到一个数据包时，会查询自己的路由表，根据目的IP地址来决定数据包应该被转发到哪个接口。
如果目的IP地址在同一个子网内，交换机就会使用MAC地址转发数据包，如果目的IP地址在不同子网内，交换机就会通过路由表找到最佳路径进行转发。
路由器（Router）是一种工作在OSI参考模型中的第三层的网络设备。
其主要作用是在不同的网络之间进行数据包的转发。
路由器通过查找目的IP地址来决定数据包应该被传送到哪个网络接口。
与交换机不同的是，路由器可以连接不同的网络，而交换机只能工作在同一个局域网内。
路由器的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1.接收：当路由器接收到一个数据包时，会检查该数据包的目的IP地址，并查询自己的路由表。
交换机和路由器工作原理
交换机和路由器工作原理一、交换机的工作原理交换机是计算机网络中的一种设备，主要用于在局域网中传输数据。
它的工作原理是通过学习和转发数据帧来实现数据的传输和交换。
1. 数据帧的传输交换机通过物理接口与计算机连接，接收到计算机发送的数据帧后，会根据数据帧中的目的MAC地址进行转发。
它会在内部的转发表中查找目的MAC地址对应的接口，然后将数据帧发送到相应的接口，从而实现数据的传输。
2. 学习和转发交换机在转发数据帧的同时，会学习到源MAC地址和对应的接口信息，并将其存储在转发表中。
当接收到新的数据帧时，交换机会先查找转发表，如果找到了目的MAC地址对应的接口，就直接转发到相应的接口；如果没有找到，则会广播到所有的接口。
通过这种学习和转发的方式，交换机可以动态地更新转发表，从而提高数据传输的效率。
3. 广播和多播除了点对点的数据传输外，交换机还支持广播和多播。
当交换机接收到广播或多播数据帧时，会广播到所有的接口，从而使所有的计算机都能接收到相应的数据。
二、路由器的工作原理路由器是计算机网络中的一种设备，主要用于在不同网络之间传输数据。
它的工作原理是通过路由选择算法来确定数据的最佳传输路径，从而实现数据的路由和转发。
1. 路由选择路由器通过学习网络拓扑和路由信息来确定数据的传输路径。
它会维护一个路由表，记录了不同网络之间的连接关系和最佳路径。
当接收到数据包时，路由器会根据目的IP地址查询路由表，找到下一跳的地址，并将数据包发送到相应的接口。
2. 路由协议为了实现路由选择，路由器需要使用路由协议来交换路由信息。
常用的路由协议有RIP、OSPF和BGP等。
这些协议可以根据网络的拓扑和链路状态进行动态调整，从而实现最优路径的选择。
3. 网络分割和连接路由器可以将不同网络进行分割和连接。
当接收到数据包时，路由器会根据目的IP地址的网络前缀将数据包转发到相应的网络。
同时，路由器还可以将多个网络连接起来，实现不同网络之间的通信。
2层 3层交换机 路由器之间的区别
2层 3层交换机路由器之间的区别2层交换机和3层交换机是网络中常见的设备，而路由器也是网络中必不可少的设备之一。
本文将介绍2层交换机、3层交换机以及路由器之间的区别。
在了解它们之间的区别之前，我们先了解一下它们各自的功能和工作原理。
2层交换机，也被称为数据链路层交换机，主要使用MAC地址进行数据包转发。
当一个数据包到达2层交换机时，它会查找目标MAC地址，并将数据包转发到该地址所在的端口。
2层交换机在局域网内实现了快速的数据转发和广播控制。
它根据MAC地址表来学习和转发数据包，这样可以减少网络的负载，并提高转发效率。
3层交换机，也被称为网络层交换机，结合了交换机和路由器的功能。
它具备2层交换机的数据帧转发能力，同时还能进行IP路由转发。
3层交换机通过学习和记录网络设备的IP地址，利用路由算法实现了更精确的数据包转发。
与2层交换机相比，3层交换机的转发速度更快，能够更好地适应大型网络环境。
而路由器是一种用于转发数据包的网络设备，它根据目标IP地址来进行数据包的转发。
路由器主要负责在不同网络之间进行数据的转发和交互。
它通过学习和维护路由表，根据最佳路径将数据包从源网络发送到目标网络。
路由器还具备防火墙和网络地址转换（NAT）等功能，能够提供更高级的网络管理和安全保护。
那么，2层交换机、3层交换机和路由器之间有哪些区别呢？首先，功能不同。
2层交换机主要用于在局域网内进行数据包转发，实现快速的内部通信；3层交换机既能在局域网内转发数据包，又能进行跨网络的数据转发；而路由器则主要负责在不同网络之间进行数据的转发和交互。
其次，转发原理不同。
2层交换机使用MAC地址进行数据包的转发，而3层交换机既可以使用MAC地址，也可以使用IP地址进行数据包转发；路由器则通过学习和维护路由表，利用IP地址来进行数据包的转发。
再次，转发能力不同。
2层交换机在局域网内具有较快的转发速度，能够快速实现数据包的转发和广播控制；3层交换机在大型网络环境下能够提供更高效的转发能力，具备更精确的数据包转发能力；而路由器在不同网络之间具有跨网数据包转发的能力，并能够实现更复杂的网络管理和安全功能。
交换机和路由器实现原理
交换机和路由器实现原理
交换机和路由器是网络中常见的两种设备，它们在网络通信中起着重要的作用。
下面将介绍它们的实现原理。
交换机（Switch）的实现原理是基于二层数据链路层的交换技术。
当交换机接收到数据帧时，它会检查数据帧中的目的
MAC地址，然后根据自己的转发表，将数据帧转发到相应的
输出端口。
交换机通过学习源MAC地址和端口的对应关系，
建立转发表。
在后续的数据通信中，交换机会根据已经学习到的转发表，快速转发数据帧，实现端口间的直接通信。
由于交换机在本地网络内实现数据的直接转发，因此具有高效、低延迟的特点。
路由器（Router）的实现原理是基于三层网络层的路由技术。
路由器以IP地址为基础进行路由决策，使用路由表来确定数
据包应该被发送到哪个端口。
当路由器接收到数据包时，它会检查数据包的目的IP地址，并与自己的路由表进行匹配。
路
由表中存储了网络的连接信息，包括网络地址和相应的出口端口。
根据匹配结果，路由器将数据包转发到适当的出口端口，然后通过该端口发送到下一个目标网络。
路由器的作用是将数据包从源网络转发到目标网络，实现网络间的通信。
总结来说，交换机和路由器在实现原理上的差异主要在于数据的转发层次和方式。
交换机在数据链路层实现数据的直接转发，路由器在网络层实现数据的分组转发。
两者在网络中扮演不同的角色，协同工作，使得数据能够快速、安全地在不同网络间传输。
二层交换,三层交换,路由器的功能
三层交换机就是具有部分路由器功能的交换机，三层交换机的最重要目的是加快大型局域网内部的数据交换，所具有的路由功能也是为这目的服务的，能够做到一次路由，多次转发。
对于数据包转发等规律性的过程由硬件高速实现，而象路由信息更新、路由表维护、路由计算、路由确定等功能，由软件实现。
1.主要功能不同虽然三层交换机与路由器都具有路由功能，但我们不能因此而把它们等同起来，正如现在许多网络设备同时具备多种传统网络设备功能一样，就如现在有许多宽带路由器不仅具有路由功能，还提供了交换机端口、硬件防火墙功能，但不能把它与交换机或者防火墙等同起来一样。
因为这些路由器的主要功能还是路由功能，其它功能只不过是其附加功能，其目的是使设备适用面更广、使其更加实用。
这里的三层交换机也一样，它仍是交换机产品，只不过它是具备了一些基本的路由功能的交换机，它的主要功能仍是数据交换。
也就是说它同时具备了数据交换和路由由发两种功能，但其主要功能还是数据交换；而路由器仅具有路由转发这一种主要功能。
2.主要适用的环境不一样三层交换机的路由功能通常比较简单，因为它所面对的主要是简单的局域网连接。
正因如此，三层交换机的路由功能通常比较简单，路由路径远没有路由器那么复杂。
它用在局域网中的主要用途还是提供快速数据交换功能，满足局域网数据交换频繁的应用特点。
而路由器则不同，它的设计初哀就是为了满足不同类型的网络连接，虽然也适用于局域网之间的连接，但它的路由功能更多的体现在不同类型网络之间的互联上，如局域网与广域网之间的连接、不同协议的网络之间的连接等，所以路由器主要是用于不同类型的网络之间。
它最主要的功能就是路由转发，解决好各种复杂路由路径网络的连接就是它的最终目的，所以路由器的路由功能通常非常强大，不仅适用于同种协议的局域网间，更适用于不同协议的局域网与广域网间。
它的优势在于选择最佳路由、负荷分担、链路备份及和其他网络进行路由信息的交换等等路由器所具有功能。
2层 3层交换机与路由器的原理与区别
2层 3层交换机路由器之间的区别二层交换机:二层交换技术是发展比较成熟，二层交换机属数据链路层设备，可以识别数据包中的MAC地址信息，根据MAC地址进行转发，并将这些MAC地址与对应的端口记录在自己内部的一个地址表中. 具体如下：（1）当交换机从某个端口收到一个数据包，它先读取包头中的源MAC地址，这样它就知道源MAC地址的机器是连在哪个端口上；（2）再去读取包头中的目的MAC地址，并在地址表中查找相应的端口；（3）如表中有与这目的MAC地址对应的端口，把数据包直接复制到这端口上.三层交换机: 三层交换技术就是将路由技术与交换技术合二为一的技术。
在对第一个数据流进行路由后，它将会产生一个MAC地址与IP地址的映射表，当同样的数据流再次通过时，将根据此表直接从二层通过而不是再次路由，从而消除了路由器进行路由选择而造成网络的延迟，提高了数据包转发的效率.路由器：传统地，路由器工作于OSI七层协议中的第三层，其主要任务是接收来自一个网络接口的数据包，根据其中所含的目的地址，决定转发到下一个目的地址。
因此，路由器首先得在转发路由表中查找它的目的地址，若找到了目的地址，就在数据包的帧格前添加下一个MAC地址，同时IP数据包头的TTL（Time To Live）域也开始减数，并重新计算校验和。
当数据包被送到输出端口时，它需要按顺序等待，以便被传送到输出链路上。
路由器在工作时能够按照某种路由通信协议查找设备中的路由表。
如果到某一特定节点有一条以上的路径，则基本预先确定的路由准则是选择最优（或最经济）的传输路径。
由于各种网络段和其相互连接情况可能会因环境变化而变化，因此路由情况的信息一般也按所使用的路由信息协议的规定而定时更新。
主要区别：二层交换机工作在数据链路层，三层交换机工作在网络层，路由器工作在网络层。
具体区别如下：二层交换机和三层交换机的区别：三层交换机使用了三层交换技术简单地说，三层交换技术就是：二层交换技术＋三层转发技术。
二三层交换机的区别
二层交换机和三层交换机的区别一、交换机的工作原理交换机根据收到数据帧中的源MAC地址建立该地址同交换机端口的映射，并将其写入MAC地址表中。
同时将数据帧中的目的MAC地址同已建立的MAC地址表进行比较，以决定由哪个端口进行转发。
如数据帧中的目的MAC地址不在MAC地址表中，则向所有端口转发，这一过程称为泛洪（flood）。
二、二层交换机和三层交换机的区别（1）二层交换技术从网桥发展到VLAN（虚拟局域网），在局域网建设和改造中得到了广泛的应用。
第二层交换技术是工作在OSI七层网络模型中的第二层，即数据链路层。
它按照所接收到数据包的目的MAC地址来进行转发，对于网络层或者高层协议来说是透明的。
它不处理网络层的IP地址，不处理高层协议的诸如TCP、UDP的端口地址，它只需要数据包的物理地址即MAC地址，数据交换是靠硬件来实现的，其速度相当快，这是二层交换的一个显著的优点。
但是，它不能处理不同IP子网之间的数据交换。
传统的路由器可以处理大量的跨越IP子网的数据包，但是它的转发效率比二层低，因此要想利用二层转发效率高这一优点，又要处理三层IP数据包，三层交换技术就诞生了。
（2）三层交换技术的工作原理:第三层交换工作在OSI七层网络模型中的第三层即网络层，是利用第三层协议中的IP包的包头信息来对后续数据业务流进行标记，具有同一标记的业务流的后续报文被交换到第二层数据链路层，从而打通源IP地址和目的IP地址之间的一条通路。
这条通路经过第二层链路层。
有了这条通路，三层交换机就没有必要每次将接收到的数据包进行拆包来判断路由，而是直接将数据包进行转发，将数据流进行交换。
三、交换机硬件性能优劣的主要技术参数（1）总线带宽：交换机对多数端口的数据进行同时交换，这就要求具有很宽的交换总线带宽，如果二层交换机有N个端口，每个端口的带宽是M，交换机总线带宽超过N×M，那么这交换机就可以实现线速交换。
（2）地址表：学习端口连接的机器的MAC地址，写入地址表，地址表的大小（一般两种表示方式：一为BEFFER RAM，一为MAC表项数值），地址表大小影响交换机的接入容量。
交换机、路由器的工作原理
交换机、路由器的工作原理标签：网络交换机路由器工作原理1.二层交换技术二层交换机是数据链路层的设备，它能够读取数据包中的MAC地址信息并根据MAC 地址来进行交换。
交换机内部有一个地址表，这个地址表标明了MAC地址和交换机端口的对应关系。
当交换机从某个端口收到一个数据包，它首先读取包头中的源MAC地址，这样它就知道源MAC地址的机器是连在哪个端口上的，它再去读取包头中的目的MAC地址，并在地址表中查找相应的端口，如果表中有与这目的MAC地址对应的端口，则把数据包直接复制到这端口上，如果在表中找不到相应的端口则把数据包广播到所有端口上，当目的机器对源机器回应时，交换机又可以学习目的MAC地址与哪个端口对应，在下次传送数据时就不再需要对所有端口进行广播了。
二层交换机就是这样建立和维护它自己的地址表。
由于二层交换机一般具有很宽的交换总线带宽，所以可以同时为很多端口进行数据交换。
如果二层交换机有N个端口，每个端口的带宽是M，而它的交换机总线带宽超过N×M，那么这交换机就可以实现线速交换。
二层交换机对广播包是不做限制的，把广播包复制到所有端口上。
二层交换机一般都含有专门用于处理数据包转发的ASIC（Application specific Integrated Circuit）芯片，因此转发速度可以做到非常快。
2.路由技术路由器是在OSI七层网络模型中的第三层——网络层操作的。
路由器内部有一个路由表，这表标明了如果要去某个地方，下一步应该往哪走。
路由器从某个端口收到一个数据包，它首先把链路层的包头去掉（拆包），读取目的IP地址，然后查找路由表，若能确定下一步往哪送，则再加上链路层的包头（打包），把该数据包转发出去；如果不能确定下一步的地址，则向源地址返回一个信息，并把这个数据包丢掉。
路由技术和二层交换看起来有点相似，其实路由和交换之间的主要区别就是交换发生在OSI参考模型的第二层（数据链路层），而路由发生在第三层。
路由器和交换机的工作原理
路由器和交换机是计算机网络中常用的设备，用于实现数据传输和网络连接。
它们在网络中担当不同的角色并具有不同的工作原理。
路由器（Router）的工作原理：
路由表：路由器通过维护一张路由表来决定数据包的转发路径。
路由表中记录了不同网络之间的可达性信息，包括网络地址和与之相连的出口接口。
数据转发：当路由器接收到一个数据包时，它会检查数据包的目标IP地址，并查找路由表，确定下一跳的路径，然后将数据包转发到相应的出口接口。
路由选择协议：路由器使用路由选择协议（如OSPF、BGP等）来动态学习和更新路由表，以适应网络拓扑的变化或故障。
网络分割：路由器可以将网络分割成多个子网，实现不同子网之间的通信，同时还可以进行网络地址转换（NAT）等功能。
交换机（Switch）的工作原理：
MAC地址学习：交换机通过监听网络上的数据帧，学习每个设备的MAC地址，并将其与对应的接口关联起来，形成一个MAC地址表（也称为转发表）。
数据转发：当交换机接收到一个数据帧时，它会检查该数据帧的目标MAC地址，通过MAC 地址表判断应将数据帧转发到哪个接口，然后只将数据帧发送到目标接口。
广播和组播：交换机会将广播和组播数据帧发送到所有连接的接口，以确保数据帧能够传递到所有设备。
碰撞域隔离：交换机通过对每个接口进行隔离，使得每个接口形成一个独立的碰撞域，从而提高网络的传输效率。
总结起来，路由器主要负责在不同的网络之间转发数据，根据目标IP地址决定数据包的路径；而交换机主要用于局域网内部的数据转发，根据目标MAC地址将数据帧发送到目标设备。
它们共同构成了计算机网络中的核心设备，实现了高效、可靠的数据传输。
路由器与交换机的工作原理
计算机网络往往由许多种不同类型的网络互连连接而成。
从功能上和逻辑上看，这些计算机网络已经组成了一个大型的计算机网络，或称为互联网络，也可简称为互联网、互连网。
AD：计算机网络往往由许多种不同类型的网络互连连接而成。
如果几个计算机网络只是在物理上连接在一起，它们之间并不能进行通信，那么这种“互连”并没有什么实际意义。
因此通常在谈到“互连”时，就已经暗示这些相互连接的计算机是可以进行通信的，也就是说，从功能上和逻辑上看，这些计算机网络已经组成了一个大型的计算机网络，或称为互联网络，也可简称为互联网、互连网。
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(relay)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，即路由器(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 交换机和路由器“交换”是今天网络里出现频率最高的一个词，从桥接到路由到ATM直至电话系统，无论何种场合都可将其套用，搞不清到底什么才是真正的交换。
其实交换一词最早出现于电话系统，特指实现两个不同电话机之间话音信号的交换，完成该工作的设备就是电话交换机。
所以从本意上来讲，交换只是一种技术概念，即完成信号由设备入口到出口的转发。
因此，只要是和符合该定义的所有设备都可被称为交换设备。
由此可见，“交换”是一个涵义广泛的词语，当它被用来描述数据网络第二层的设备时，实际指的是一个桥接设备;而当它被用来描述数据网络第三层的设备时，又指的是一个路由设备。
二层隔离三层互通原理
二层隔离三层互通原理二层隔离三层互通是指在计算机网络中，通过二层隔离来实现不同的网段或子网之间的隔离，然后通过三层互通来实现这些隔离的网段之间的通信。
在这个过程中，二层隔离和三层互通的原理分别是通过二层设备（例如交换机）和三层设备（例如路由器）来实现的。
下面将详细介绍二层隔离和三层互通的原理。
二层隔离是指通过维护不同的虚拟局域网（VLAN），将不同的网段或子网分割成不同的虚拟网段。
每个虚拟网段都有自己的VLANID，用于标识该网段。
二层交换机根据帧头中的VLANID将不同的帧进行分类，然后将其转发到正确的目标网段上。
通过二层隔离，不同的网段之间可以实现互相隔离，彼此之间无法直接通信。
其中，二层交换机的原理是基于MAC地址的转发。
当一个帧到达二层交换机时，交换机会读取帧头中的源MAC地址，然后将这个地址和交换机的MAC地址表进行匹配。
如果交换机的MAC地址表中没有记录该源MAC地址，则交换机通过广播方式向所有的端口发送该帧；如果MAC地址表中已经有了该记录，则交换机会将该帧直接转发到相应端口，不需要再向其他端口广播。
三层互通是指在二层隔离的基础上，通过三层设备（例如路由器）实现不同的网段之间的互相通信。
路由器根据不同网段的IP地址进行转发。
当报文到达路由器时，路由器会读取报文头中的目标IP地址，然后查找路由表来确定下一跳的地址。
路由表中存储了与路由器直接相连的网段以及与路由器间接相连的网段的IP地址和对应的出口接口。
路由表中的每一项都告诉路由器如何将报文转发到目标网段上。
在进行报文的转发时，路由器会将原始报文中的源IP地址和目标IP地址进行替换。
这是因为在互联网中，不同网段之间通信时需要使用路由协议进行寻址和转发，而路由协议是基于IP地址的。
因此，路由器需要将报文的源IP地址替换成路由器上配置的出口接口的IP地址，将报文的目标IP地址替换成目标网段的IP地址，然后再进行转发。
通过二层隔离和三层互通，不同的网段之间可以实现互相隔离和通信。
交换机和路由器的工作原理
交换机和路由器的工作原理一、交换机的工作原理交换机是计算机网络中常用的网络设备，用于在局域网内转发数据包。
它的主要功能是根据数据包中的目标MAC地址，将数据包从一个接口转发到另一个接口，实现局域网内的数据通信。
交换机的工作原理可以简单描述为以下几个步骤：1. MAC地址学习：交换机通过监听网络中的数据包，学习到各个接口上连接的设备的MAC地址，并将其存储在一个地址表中。
这样，当交换机收到一个数据包时，就能根据目标MAC地址查找到对应的接口。
2. 数据转发：当交换机收到一个数据包时，会查找目标MAC地址在地址表中对应的接口。
如果找到了，就将数据包转发到该接口，否则就广播到所有接口。
这样，只有目标设备能够接收到数据包，避免了数据在局域网内的冲突和冗余。
3. 冲突检测与解决：交换机会监测到网络中的冲突情况，并根据冲突检测算法来解决冲突。
常见的冲突检测算法有CSMA/CD（载波监听多路访问/碰撞检测）。
4. VLAN划分：交换机还可以根据需要将局域网划分成多个虚拟局域网（VLAN），实现不同VLAN之间的隔离和通信。
这样可以提高网络的安全性和管理灵活性。
总的来说，交换机通过学习MAC地址、转发数据包和解决冲突等机制，实现了局域网内的高效数据通信。
二、路由器的工作原理路由器是计算机网络中的一种网络设备，用于在不同网络之间转发数据包。
它的主要功能是根据数据包中的目标IP地址，将数据包从一个接口转发到另一个接口，实现不同网络之间的数据通信。
路由器的工作原理可以简单描述为以下几个步骤：1. IP地址转发：路由器通过学习网络拓扑和配置路由表，将不同网络的IP地址与对应的接口关联起来。
当路由器收到一个数据包时，会根据目标IP地址在路由表中查找到对应的接口。
2. 路由选择：当路由器收到一个数据包时，可能存在多个路径可以到达目标网络。
路由器会根据路由选择算法，选择最优的路径来转发数据包。
常见的路由选择算法有距离矢量路由选择协议（Distance Vector Routing Protocol）和链路状态路由选择协议（Link State Routing Protocol）。
二层交换机和三层交换机工作原理
二层交换机和三层交换机工作原理交换机是局域网络中最为常见的设备，用于实现多台计算机之间的数据交换。
它可以通过MAC地址将数据从一个端口转发到另一个端口，提高网络的传输效率和可靠性。
在交换机中，二层交换机和三层交换机是两种常见的类型，本文将详细介绍它们的工作原理。
一、二层交换机二层交换机是指工作在OSI模型的数据链路层，以MAC地址为基础进行数据包转发的网络设备。
当一台计算机需要发送数据包到另一台计算机时，数据包会首先通过交换机连接的端口到达交换机。
交换机会检查数据包的目标MAC地址，并从自己的MAC地址表中查找该地址所在的端口。
如果查找到，则直接将数据包转发到该端口；如果没有查找到，则会广播数据包到所有端口（除来源端口外），以寻找目标设备，并同时将该设备的MAC地址和端口信息更新到自己的MAC地址表中。
二层交换机的工作原理简单，但也存在一些缺点。
当网络中设备数量较少时，数据包广播的次数较少，网络带宽利用率高；但当网络中设备数量增多时，广播次数会增加，导致网络拥塞和设备性能下降。
此外，二层交换机只能进行局域网内部的转发，无法实现跨不同网络的通信。
二、三层交换机三层交换机是指工作在OSI模型的网络层，以IP地址为基础进行数据包转发的网络设备。
它不仅可以实现局域网内部的转发，还可以实现不同网络之间的转发，提高网络的可扩展性。
当一台计算机需要发送数据包到另一台计算机时，数据包会首先通过交换机连接的端口到达交换机。
交换机会检查数据包的目标IP地址，并通过路由表查找到下一跳IP地址。
如果下一跳IP地址与交换机已知的直接相连的网络相同，则直接转发数据包；否则，将数据包转发到相应的路由器进行下一跳转发。
三层交换机的工作原理虽然比二层交换机复杂，但也具有更强的功能和更高的性能。
它可以充分利用网络带宽，实现多个子网之间的无缝连接，并具有较好的防御网络攻击的能力。
总结：二层交换机与三层交换机是局域网中常见的两种网络设备，二者的工作原理是不同的。
交换机与路由器的工作原理
交换机与路由器的工作原理
交换机和路由器是计算机网络中常用的设备，它们都有不同的工作原理和功能。
交换机的工作原理：
1. 交换机工作在OSI模型的第二层——数据链路层。
它通过学习MAC地址表来转发数据帧。
2. 当一个数据帧到达交换机时，交换机会查看数据帧中的源MAC地址，并将其与MAC地址表中已经学习到的地址进行比对。
3. 如果MAC地址表中存在目标MAC地址，交换机会根据目标地址找到对应的接口，并将数据帧转发到该接口。
4. 如果MAC地址表中不存在目标MAC地址，交换机会将数据帧广播到所有接口，以寻找目标设备。
同时，交换机会更新MAC地址表。
5. 交换机通过过滤和转发的方式，将数据帧从一个接口转发到另一个接口，以实现设备之间的通信。
路由器的工作原理：
1. 路由器工作在OSI模型的第三层——网络层。
它通过查找路由表来转发IP数据包。
2. 路由器根据目标IP地址来查找路由表，以确定数据包的下一个跳。
3. 路由表中存储了不同网络之间的连接信息，可以确定数据包应该通过哪个接口发送。
4. 路由器使用路由算法，如最短路径优先（SPF）算法，来确定最佳路径和跳数，以实现数据包的转发。
5. 路由器将数据包从一个接口接收，并通过另一个接口发送，以使数据包达到目标网络和设备。
总结：
交换机和路由器在计算机网络中扮演不同的角色。
交换机负责局域网内的设备之间的通信，通过MAC地址表来转发数据帧。
而路由器负责不同网络之间的数据转发，使用路由表和路由算法来决定数据包的最佳路径。
二层交换机,三层交换机和路由器的基本工作基础学习知识原理
二层交换机:二层交换技术是发展比较成熟,二层交换机属数据链路层设备,可以识别数据包中的MAC地址信息,根据MAC地址进行转发,并将这些MAC地址与对应的端口记录在自己内部的一个地址表中.具体如下:(1当交换机从某个端口收到一个数据包,它先读取包头中的源MAC地址,这样它就知道源MAC地址的机器是连在哪个端口上;(2再去读取包头中的目的MAC地址,并在地址表中查找相应的端口(3如表中有与这目的MAC地址对应的端口,把数据包直接复制到这端口上三层交换机: 三层交换技术就是将路由技术与交换技术合二为一的技术。
在对第一个数据流进行路由后,它将会产生一个MAC地址与IP地址的映射表,当同样的数据流再次通过时,将根据此表直接从二层通过而不是再次路由,从而消除了路由器进行路由选择而造成网络的延迟,提高了数据包转发的效率.路由器:传统地,路由器工作于OSI七层协议中的第三层,其主要任务是接收来自一个网络接口的数据包,根据其中所含的目的地址,决定转发到下一个目的地址。
因此,路由器首先得在转发路由表中查找它的目的地址,若找到了目的地址,就在数据包的帧格前添加下一个MAC地址,同时IP数据包头的TTL(Time To Live域也开始减数,并重新计算校验和。
当数据包被送到输出端口时,它需要按顺序等待,以便被传送到输出链路上。
路由器在工作时能够按照某种路由通信协议查找设备中的路由表。
如果到某一特定节点有一条以上的路径,则基本预先确定的路由准则是选择最优(或最经济的传输路径。
由于各种网络段和其相互连接情况可能会因环境变化而变化,因此路由情况的信息一般也按所使用的路由信息协议的规定而定时更新。
主要区别:二层交换机工作在数据链路层,三层交换机工作在网络层,路由器工作在网络层。
具体区别如下:二层交换机和三层交换机的区别:三层交换机使用了三层交换技术三层交换(也称多层交换技术,或IP交换技术是相对于传统交换概念而提出的。
众所周知,传统的交换技术是在OSI网络标准模型中的第二层——数据链路层进行*作的,而三层交换技术是在网络模型中的第三层实现了数据包的高速转发。
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二层交换机:二层交换技术是发展比较成熟，二层交换机属数据链路层设备，可以识别数据包中的MAC地址信息，根据MAC地址进行转发，并将这些MAC地址与对应的端口记录在自己内部的一个地址表中.
具体如下：
（1）当交换机从某个端口收到一个数据包，它先读取包头中的源MAC地址，这样它就知道源MAC地址的机器是连在哪个端口上；
（2）再去读取包头中的目的MAC地址，并在地址表中查找相应的端口
（3）如表中有与这目的MAC地址对应的端口，把数据包直接复制到这端口上
三层交换机: 三层交换技术就是将路由技术与交换技术合二为一的技术。
在对第一个数据流进行路由后，它将会产生一个MAC地址与IP地址的映射表，当同样的数据流再次通过时，将根据此表直接从二层通过而不是再次路由，从而消除了路由器进行路由选择而造成网络的延迟，提高了数据包转发的效率.
路由器：传统地，路由器工作于OSI七层协议中的第三层，其主要任务是接收来自一个网络接口的数据包，根据其中所含的目的地址，决定转发到下一个目的地址。
因此，路由器首先得在转发路由表中查找它的目的地址，若找到了目的地址，就在数据包的帧格前添加下一个MAC地址，同时IP数据包头的TTL（Time To Live）域也开始减数，并重新计算校验和。
当数据包被送到输出端口时，它需要按顺序等待，以便被传送到输出链路上。
路由器在工作时能够按照某种路由通信协议查找设备中的路由表。
如果到某一特定节点有一条以上的路径，则基本预先确定的路由准则是选择最优（或最经济）的传输路径。
由于各种网络段和其相互连接情况可能会因环境变化而变化，因此路由情况的信息一般也按所使用的路由信息协议的规定而定时更新。
主要区别：二层交换机工作在数据链路层，三层交换机工作在网络层，路由器工作在网络层。
具体区别如下：
二层交换机和三层交换机的区别：
三层交换机使用了三层交换技术
三层交换（也称多层交换技术，或IP交换技术）是相对于传统交换概念而提出的。
众所周知，传统的交换技术是在OSI网络标准模型中的第二层——数据链路层进行*作的，而三层交换技术是在网络模型中的第三层实现了数据包的高速转发。
简单地说，三层交换技术就是：二层交换技术＋三层转发技术。
三层交换技术的出现，解决了局域网中网段划分之后，网段中子网必须依赖路由器进行管理的局面，解决了传统路由器低速、复杂所造成的网络瓶颈问题。
其原理是：假设两个使用IP协议的站点A、B通过第三层交换机进行通信，发送站点A在开始发送时，把自己的IP地址与B站的IP地址比较，判断B站是否与自己在同一子网内。
若目的站B与发送站A在同一子网内，则进行二层的转发。
若两个站点不在同一子网内，如发送站A要与目的站B通信，发送站A要向“缺省网关”发出ARP(地址解析)封包，而“缺省网关”的IP地址其实是三层交换机的三层交换模块。
当发送站A对“缺省网关”的IP地址广播出一个ARP请求时，如果三层交换模块在以前的通信过程中已经知道B站的MAC地址，则向发送站A回复B的MAC地址。
否则三层交换模块根据路由信息向B站广播一个ARP 请求，B站得到此ARP请求后向三层交换模块回复其MAC地址，三层交换模块保存此地址并回复给发送站A,同时将B站的MAC地址发送到二层交换引擎的MAC地址表中。
从这以后，当A向B发送的数据包便全部交给二层交换处理，信息得以高速交换。
由于仅仅在路由过程中才需要三层处理，绝大部分数据都通过二
层交换转发，因此三层交换机的速度很快，接近二层交换机的速度，同时比相同路由器的价格低很多。
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。
交换机最大的好处是快速，由于交换机只须识别帧中MAC地址，直接根据MAC 地址产生选择转发端口算法简单，便于ASIC实现，因此转发速度极高。
但交换机的工作机制也带来一些问题。
1.回路：根据交换机地址学习和站表建立算法，交换机之间不允许存在回路。
一旦存在回路，必须启动生成树算法，阻塞掉产生回路的端口。
而路由器的路由协议没有这个问题，路由器之间可以有多条通路来平衡负载，提高可靠性。
2.负载集中：交换机之间只能有一条通路，使得信息集中在一条通信链路上，不能进行动态分配，以平衡负载。
而路由器的路由协议算法可以避免这一点，OSPF路由协议算法不但能产生多条路由，而且能为不同的网络应用选择各自不同的最佳路由。
3.广播控制：交换机只能缩小冲突域，而不能缩小广播域。
整个交换式网络就是一个大的广播域，广播报文散到整个交换式网络。
而路由器可以隔离广播域，广播报文不能通过路由器继续进行广播。
4.子网划分：交换机只能识别MAC地址。
MAC地址是物理地址，而且采用平坦的地址结构，因此不能根据MAC地址来划分子网。
而路由器识别IP地址，IP地址由网络管理员分配，是逻辑地址且IP地址具有层次结构，被划分成网络号和主机号，可以非常方便地用于划分子网，路由器的主要功能就是用于连接不同的网络。
5.保密问题：虽说交换机也可以根据帧的源MAC地址、目的MAC地址和其他帧中内容对帧实施过滤，但路由器根据报文的源IP地址、目的IP地址、TCP端口地址等内容对报文实施过滤，更加直观方便。
6.介质相关：交换机作为桥接设备也能完成不同链路层和物理层之间的转换，但这种转换过程比较复杂，不适合ASIC实现，势必降低交换机的转发速度。
因此目前交换机主要完成相同或相似物理介质和链路协议的网络互连，而不会用来在物理介质和链路层协议相差甚元的网络之间进行互连。
而路由器则不同，它主要用于不同网络之间互连，因此能连接不同物理介质、链路层协议和网络层协议的网络。
路由器在功能上虽然占据了优势，但价格昂贵，报文转发速度低。
近几年，交换机为提高性能做了许多改进，其中最突出的改进是虚拟网络和三层交换。
划分子网可以缩小广播域，减少广播风暴对网络的影响。
路由器每一接口连接一个子网，广播报文不能经过路由器广播出去，连接在路由器不同接口的子网属于不同子网，子网范围由路由器物理划分。
对交换机而言，每一个端口对应一个网段，由于子网由若干网段构成，通过对交换机端口的组合，可以逻辑划分子网。
广播报文只能在子网内广播，不能扩散到别的子网内，通过合理划分逻辑子网，达到控制广播的目的。
由于逻辑子网由交换机端口任意组合，没有物理上的相关性，因此称为虚拟子网，或叫虚拟网。
虚拟网技术不用路由器就解决了广播报文的隔离问题，且虚拟网内网段与其物理位置无关，即相邻网段可以属于不同虚拟网，而相隔甚远的两个网段可能属于不同虚拟网，而相隔甚远的两个网段可能属于同一个虚拟网。
不同虚拟网内的终端之间不能相互通信，增强了对网络内数据的访问控制。
交换机和路由器是性能和功能的矛盾体，交换机交换速度快，但控制功能弱，路由器控制性能强，但报文转发速度慢。
解决这个矛盾的最新技术是三层交换，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。
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。
作为网络互连的设备，第三层交换机具有以下特征：
1.转发基于第三层地址的业务流；
2.完全交换功能；
3.可以完成特殊服务，如报文过滤或认证；
4.执行或不执行路由处理。
第三层交换机与传统路由器相比有如下优点：
1.子网间传输带宽可任意分配：传统路由器每个接口连接一个子网，子网通过路由器进行传输的速率被接口的带宽所限制。
而三层交换机则不同，它可以把多个端口定义成一个虚拟网，把多个端口组成的虚拟网作为虚拟网接口，该虚拟网内信息可通过组成虚拟网的端口送给三层交换机，由于端口数可任意指定，子网间传输带宽没有限制。
2.合理配置信息资源：由于访问子网内资源速率和访问全局网中资源速率没有区别，子网设置单独服务器的意义不大，通过在全局网中设置服务器群不仅节省费用，更可以合理配置信息资源。
3.降低成本：通常的网络设计用交换机构成子网，用路由器进行子网间互连。
目前采用三层交换机进行网络设计，既可以进行任意虚拟子网划分，又可以通过交换机三层路由功能完成子网间通信，为此节省了价格昂贵的路由器。
4.交换机之间连接灵活：作为交换机，它们之间不允许存在回路，作为路由器，又可有多条通路来提高可靠性、平衡负载。
三层交换机用生成树算法阻塞造成回路的端口，但进行路由选择时，依然把阻塞掉的通路作为可选路径参与路由选择
计算机网络往往由许多种不同类型的网络互连连接而成。
如果几个计算机网络只是在物理上连接在一起，它们之间并不能进行通信，那么这种“互连”并没有什么实际意义。
因此通常在谈到“互连”时，就已经暗示这些相互连接的计算机是可以进行通信的，也就是说，从功能上和逻辑上看，这些计算机网络已经组。