路由器交換機工作原理

路由器、交換機的工作原理福建電信有限公司龍巖分公司一、路由器的基本概念二、路由器的功能和作用三、路由器的工作原理四、路由器的分類及特點五、交換機的基本概念六、交換機的工作原理七、交換機的分類及特點快閃開，我要遲到了！去九寨溝怎么走啊？呵呵，開老爺車出去溜達溜達浪漫之旅開始了～在一個十字路口…PC分支機構二MP2630MP3600MP2690分支機構一公共IP網絡（Internet)中心機房ServerPCPCPC路由器通過一定的策略決定數據的轉發。轉發策略稱為路由選擇（routing）

網絡上傳輸的IP數據包就是“行人、車輛”路由器是IP互聯網絡的樞紐、主要節點設備、“交通警察”路由器的基本概念

路由器是網絡中進行網間連接的關鍵設備，是互連網絡的樞紐，路由器系統構成了基于TCP/IP的國際互連網絡Internet的主體骨架。在園區網、地區網、乃至整個Internet研究領域中，路由器技術始終處于核心地位，其發展歷程和方向，成為整個Internet研究的一個縮影。路由器之所以在互連網絡中處于關鍵地位，是因為它處于網絡層，一方面能夠跨越不同的物理網絡類型，另一方面在邏輯上將整個互連網絡分割成邏輯上獨立的網絡單位，使網絡具有一定的邏輯結構。路由器的功能和作用路由：指尋找一條將IP數據報從源主機傳往目的主機的傳輸路徑的過程。路由器：工作于網絡層的設備，能連接相同或不同類型的局域網。具有網上傳遞數據時選擇最佳路徑的能力；基于協議或IP地址轉發數據包；可過濾廣播數據包的問題。最簡單的網絡可以想象成單線的總線，各個計算機可以通過向總線發送分組以互相通信。但隨著網絡中的計算機數目增長，這就很不可行了，會產生許多問題：（1）帶寬資源耗盡。（2）每臺計算機都浪費許多時間處理無關的廣播數據。（3）網絡變得無法管理，任何錯誤都可能導致整個網絡癱瘓。（4）每臺計算機都可以監聽到其他計算機的通信。把網絡分段可以解決這些問題，但同時必須提供一種機制使不同網段的計算機可互相通信，這通常涉及到在一些OSI網絡協議層選擇性地在網段間傳送數據1、集成將多個網絡連接在一起。

2、隔離有效地隔離交通量，提高網絡效能。沒有路由器A與B的數據傳輸將使其它站點無法通信。用路由器有效地隔離交通量A與B的數據傳輸不影響其它站點的通信。3、隔絕“廣播風暴”路由器連接兩個子網，形成兩個邏輯網段。可以杜絕“廣播風暴”，防止多個網絡受某個網絡的影響太大。

路由器的主要工作就是為經過路由器的每個數據包尋找一條最佳傳輸路徑，并將該數據包有效地傳送到目的站點。由此可見，選擇最佳路徑的策略即路由算法是路由器工作的關鍵。為了完成這項工作，在路由器中保存著各種傳輸路徑的相關數據——路由表（RoutingTable），供路由選擇時使用。路徑表中保存著目的網絡號、出口端、路由器個數（跳數）和下一個路由器的端口地址（下一跳）等內容。路由表既可以由系統管理員固定設置好，即靜態路由表；也可以由系統動態修改，即動態路由表。

路由器的工作原理舉例：

A、B、C、D四個網絡通過路由器連接在一起，路由器又是如何發揮其路由、數據轉發的作用的？現假設網絡A中一個用戶A1要向C網絡中的C3用戶發送一個請求信號，信號傳遞的步驟如下：

第1步，用戶A1將目的用戶C3的IP地址連同數據信息以數據報的形式通過集線器或交換機以廣播的形式發送給同一網絡中的所有節點，當路由器A5端口偵聽到后分析得知所發目的節點不是本網段的，需要路由轉發，就把數據幀接收下來。第2步，路由器A5端口收到用戶A1的數據報后，先從報頭中取出目的用戶C3的IP地址，并根據路由表計算出發往用戶C3的最佳路徑，從分析得知到C3的網絡ID號與路由器的C5網絡ID號相同，所以由路由器的A5端口直接發向路由器的C5端口應是信號傳遞的最佳途徑。第3步，路由器的C5端口再次取出目的用戶C3的IP地址，找出C3的IP地址中的主機ID號，如果在網絡中有交換機則可先發給交換機，由交換機根據MAC地址表找出具體的網絡節點位置，如果沒有交換機設備則根據其IP地址中的主機ID直接把數據報發送給用戶C3，一個完整的數據通信轉發過程也完成了。對于更復雜的網絡，路由器的C5端口會將數據報轉發給下一個路由器的端口，如此逐個轉發，最終到達目的主機所在的網絡。1、按處理能力劃分：路由器可分高端路由器和中低端路由器，通常將背板交換能力大于40GB的路由器稱為高端路由器，背板交換能力40GB以下的路由器稱為中低端路由器。

2、按結構劃分：路由器可分為模塊化結構與非模塊化結構。通常中高端路由器為模塊化結構，低端路由器為非模塊化結構。路由器的分類及特點3、按所處網絡位置劃分：路由器可分為核心路由器與接入路由器。核心路由器位于網絡中心，通常是使用高端路由器。要求快速的包交換能力與高速的網絡接口，通常是模塊化結構。接入路由器位于網絡邊緣，通常使用中低端路由器，要求相對低速的端口以及較強的接入控制能力。4、按功能劃分：路由器可分為通用路由器與專用路由器。通常所說的路由器為通用路由器。專用路由器通常為實現某種特定功能對路由器接口、硬件等作專門優化。5、按性能劃分：路由器可分為線速路由器以及非線速路由器。通常線速路由器是高端路由器，能以媒體速率轉發數據包；中低端路由器是非線速路由器。但是一些新的寬帶接入路由器也有線速轉發能力。

交換機是一種用于網絡連接的主要設備。交換機工作在MAC層，能完成該層數據包的轉發和封裝功能。交換機基本概念

表面上看，交換機的作用有點象集線器，主要用于網絡設備的連接。但兩者在性能上的差別是較大的。集線器工作時以廣播方式對所有節點發數據包，實際上同一時刻，一臺集線器只可能有一臺網絡設備在發送數據，其它只能接收，一臺集線器就是一個沖突域。

而交換機可以識別網絡節點上的網絡設備的MAC地址，同一時刻一臺交換機上可有多個網絡設備交換數據。在左圖中，AB進行通信時，CD不能同時通信。在右圖中，AB進行通信時，CD能同時通信。

交換機工作原理

當交換機從某一端口收到一個以太網幀后，將立即在其內存中的地址表（端口號－MAC地址對照表）進行查找，以確認該目的MAC的網卡連接在哪一個接口上，然后將該幀轉發至相應的接口，如果在地址表中沒有找到該MAC地址，交換機就將數據包廣播到除源端口外的所有端口，擁有該MAC地址的網卡在接收到該廣播幀后，將立即做出應答，交換機就將該網卡的MAC