詳談路由器與交換機的工作原理與區(qū)別
4、交換機的配置
我們下面以Cisco公司的Catlystl900交換機為例，介紹交換機的一般配置過程。
對一臺新的Catlystl900交換機，使用它的缺省配置就可以工作了。這因為它是一種將軟件裝在FlashMemory中的硬件設(shè)備，當(dāng)加電時，它首先要進行一系列自檢，對所有端口進行測試之后，交換機就處于工作狀態(tài)。這時它的交換表是空的，它可以通過自學(xué)習(xí)來了解各個端口的設(shè)備連接情況，并將設(shè)備的 MAC地址記錄在交換表中，當(dāng)有信息交換時，交換機就根據(jù)交換表來進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。
但為了便于對它進行網(wǎng)絡(luò)管理，Catlystl900交換機自己有一個MAC地址，這樣就可以為它分配一個IP地址和屏蔽碼。網(wǎng)絡(luò)管理員須通過交換機的串口接一臺終端或仿真終端，才能為它指定一個IP地址，其缺省值是0.0.0.0。指定IP地址以后，網(wǎng)絡(luò)管理員就可以通過網(wǎng)絡(luò)進行遠程管理了。Catlystl900交換機的配置界面是菜單形式，缺省配置下，它的所有端口都屬于同一個VLAN，很多情況下都不需要作什么修改。
(1)將微機串口通過RS一232電纜與Cata1yst1900的Console口連接，運行仿真終端軟件，Catalyst 1900 啟動后。
(2)回車后，進入主菜單。
(3)按“S”鍵，進入系統(tǒng)配置菜單：(配置系統(tǒng)名，位置，日期)。
(4)在主菜單中按“N”鍵進入網(wǎng)絡(luò)管理菜單。
(5)配置IP地置。
(6)配置SNMP參數(shù)。
5、交換機的種類
交換機是數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備，它可將多個物理LAN網(wǎng)段連接到一個大型網(wǎng)絡(luò)上，與網(wǎng)絡(luò)類似交換機傳輸和溢出也是基于MAC地址的傳輸。由于交換機是用硬件實現(xiàn)的，因此，傳輸速度很快。傳輸數(shù)據(jù)包時，交換機要么使用存儲---轉(zhuǎn)發(fā)交換方式，要么使用斷---通交換方式。目前有許多類型的交換機，其中包括ATM交換機，LAN交換機和不同類型的WAN交換機。
ATM交換機
ATM(Asynchronous Transfer Mode)交換機為工作組，企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中樞以及其它眾多領(lǐng)域提供了高速交換信息和可伸縮帶寬的能力。ATM交換機支持語音，視頻和文本數(shù)據(jù)應(yīng)用，并可用來交換固定長度的信息單位(有時也稱元素)。企業(yè)網(wǎng)絡(luò)是通過ATM中樞鏈路連接多個LAN組成的。
局域網(wǎng)交換機
LAN交換機用于多LAN網(wǎng)段的相互連接，它在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間進行專用的無沖突的通信，同時支持多個設(shè)備間的對話。LAN交換機主要是用于高速交換數(shù)據(jù)幀。通過LAN交換機將一個0Mbps以太網(wǎng)與一個100Mbps 以太網(wǎng)互聯(lián)。
路由器工作原理
傳統(tǒng)地，路由器工作于OSI七層協(xié)議中的第三層，其主要任務(wù)是接收來自一個網(wǎng)絡(luò)接口的數(shù)據(jù)包，根據(jù)其中所含的目的地址，決定轉(zhuǎn)發(fā)到下一個目的地址。因此，路由器首先得在轉(zhuǎn)發(fā)路由表中查找它的目的地址，若找到了目的地址，就在數(shù)據(jù)包的幀格前添加下一個MAC地址，同時IP數(shù)據(jù)包頭的TTL(Time To Live)域也開始減數(shù)，并重新計算校驗和。當(dāng)數(shù)據(jù)包被送到輸出端口時，它需要按順序等待，以便被傳送到輸出鏈路上。
路由器在工作時能夠按照某種路由通信協(xié)議查找設(shè)備中的路由表。如果到某一特定節(jié)點有一條以上的路徑，則基本預(yù)先確定的路由準(zhǔn)則是選擇最優(yōu)(或最經(jīng)濟)的傳輸路徑。由于各種網(wǎng)絡(luò)段和其相互連接情況可能會因環(huán)境變化而變化，因此路由情況的信息一般也按所使用的路由信息協(xié)議的規(guī)定而定時更新。
網(wǎng)絡(luò)中，每個路由器的基本功能都是按照一定的規(guī)則來動態(tài)地更新它所保持的路由表，以便保持路由信息的有效性。為了便于在網(wǎng)絡(luò)間傳送報文，路由器總是先按照預(yù)定的規(guī)則把較大的數(shù)據(jù)分解成適當(dāng)大小的數(shù)據(jù)包，再將這些數(shù)據(jù)包分別通過相同或不同路徑發(fā)送出去。當(dāng)這些數(shù)據(jù)包按先后秩序到達目的地后，再把分解的數(shù)據(jù)包按照一定順序包裝成原有的報文形式。路由器的分層尋址功能是路由器的重要功能之一，該功能可以幫助具有很多節(jié)點站的網(wǎng)絡(luò)來存儲尋址信息，同時還能在網(wǎng)絡(luò)間截獲發(fā)送到遠地網(wǎng)段的報文，起轉(zhuǎn)發(fā)作用;選擇最合理的路由，引導(dǎo)通信也是路由器基本功能;多協(xié)議路由器還可以連接使用不同通信協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)段，成為不同通信協(xié)議網(wǎng)絡(luò)段之間的通信平臺。
一般來說，路由器的主要工作是對數(shù)據(jù)包進行存儲轉(zhuǎn)發(fā)，具體過程如下：
第一步：當(dāng)數(shù)據(jù)包到達路由器，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)物理接口的類型，路由器調(diào)用相應(yīng)的鏈路層功能模塊，以解釋處理此數(shù)據(jù)包的鏈路層協(xié)議報頭。這一步處理比較簡單，主要是對數(shù)據(jù)的完整性進行驗證，如CRC校驗、幀長度檢查等。
第二步：在鏈路層完成對數(shù)據(jù)幀的完整性驗證后，路由器開始處理此數(shù)據(jù)幀的IP層。這一過程是路由器功能的核心。根據(jù)數(shù)據(jù)幀中IP包頭的目的IP地址，路由器在路由表中查找下一跳的IP地址;同時，IP數(shù)據(jù)包頭的TTL(Time To Live)域開始減數(shù)，并重新計算校驗和(Checksum)。
第三步：根據(jù)路由表中所查到的下一跳IP地址，將IP數(shù)據(jù)包送往相應(yīng)的輸出鏈路層，被封裝上相應(yīng)的鏈路層包頭，最后經(jīng)輸出網(wǎng)絡(luò)物理接口發(fā)送出去。
簡單地說，路由器的主要工作就是為經(jīng)過路由器的每個數(shù)據(jù)包尋找一條最佳傳輸路徑，并將該數(shù)據(jù)包有效地傳送到目的站點。由此可見，選擇最佳路徑策略或叫選擇最佳路由算法是路由器的關(guān)鍵所在。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(guān)數(shù)據(jù)——路由表(Routing Table)，供路由選擇時使用。上述過程描述了路由器的主要而且關(guān)鍵的工作過程，但沒有說明其它附加性能，例如訪問控制、網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換、排隊優(yōu)先級等。
ARP全稱 地址解析協(xié)議在局域網(wǎng)內(nèi)信息是以幀傳輸?shù)�。要記住地址就要有一個ARP緩存表，大概是幾分鐘刷新一次我忘記了。保存的就是當(dāng)前局域網(wǎng)內(nèi)與你連接的機器的IP和MAC的地址。ARP—a就可以查看到這個表。第一個是IP。第二個是網(wǎng)卡地址。第三個是連接類型。
交換機如何學(xué)習(xí)MAC地址的
假設(shè)一個交換機剛剛啟動，MAC表完全是空的，局域網(wǎng)內(nèi)有兩臺主機PC1和PC2，IP地址為192.168.0.1和192.168.0.2：那么交換機接到1端口的PC1的第一個數(shù)據(jù)幀，因為PC1只知道PC2的IP地址而不知道PC2的MAC地址，所以源IP地址為192.168.0.1源MAC地址是0000-0000-0001，目標(biāo)IP地址為192.168.0.2而目標(biāo)MAC地址是FFFF-FFFF-FFFF(此報文為ARP請求報文，是二層廣播報問)，交換機首先將源MAC地址和相對應(yīng)的端口記錄在MAC表中，然后把這個數(shù)據(jù)幀從所有活動的端口轉(zhuǎn)發(fā)出去，;假設(shè)PC2在2端口接收到數(shù)據(jù)幀對數(shù)據(jù)進行回應(yīng)時，則目標(biāo)MAC地址為0000-0000-0001源MAC地址為0000-0000-0002。此時交換機收到數(shù)據(jù)幀后，首先學(xué)習(xí)PC2的MAC地址和對應(yīng)端口到MAC表，然后查找MAC地址表中是否有PC1的MAC地址，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)MAC地址對應(yīng)端口1，則將此數(shù)據(jù)幀由交換機的1端口轉(zhuǎn)發(fā)出去。此時PC1和PC2的MAC地址都已記錄在交換機MAC表中，數(shù)據(jù)在開始正常轉(zhuǎn)發(fā)。所以，交換機在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀的過程，就是查找目標(biāo)MAC地址，學(xué)習(xí)源地址的過程。
【詳談路由器與交換機的工作原理與區(qū)別】相關(guān)文章：