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问答题 11 /11

了解交换机、路由器、网关的概念,并知道各自的用途

参考答案

答:1)交换机
在计算机网络系统中,交换机是针对共享工作模式的弱点而推出的。交换机拥有一条高带宽的背部总线和内部交换矩阵。交换机的所有的端口都挂接在这条背 部总线上,当控制电路收到数据包以后,处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC(网卡的硬件地址)的NIC(网卡)挂接在哪个端口上,通过内部 交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口。目的MAC若不存在,交换机才广播到所有的端口,接收端口回应后交换机会“学习”新的地址,并把它添加入内部地址表 中。
交换机工作于OSI参考模型的第二层,即数据链路层。交换机内部的CPU会在每个端口成功连接时,通过ARP协议学习它的MAC地址,保存成一张 ARP表。在今后的通讯中,发往该MAC地址的数据包将仅送往其对应的端口,而不是所有的端口。因此,交换机可用于划分数据链路层广播,即冲突域;但它不 能划分网络层广播,即广播域。
交换机被广泛应用于二层网络交换,俗称“二层交换机”。
交换机的种类有:二层交换机、三层交换机、四层交换机、七层交换机分别工作在OSI七层模型中的第二层、第三层、第四层盒第七层,并因此而得名。
2)路由器
路由器(Router)是一种计算机网络设备,提供了路由与转送两种重要机制,可以决定数据包从来源端到目的端所经过 的路由路径(host到host之间的传输路径),这个过程称为路由;将路由器输入端的数据包移送至适当的路由器输出端(在路由器内部进行),这称为转 送。路由工作在OSI模型的第三层——即网络层,例如网际协议。
路由器的一个作用是连通不同的网络,另一个作用是选择信息传送的线路。 路由器与交换器的差别,路由器是属于OSI第三层的产品,交换器是OSI第二层的产品(这里特指二层交换机)。
3)网关
网关(Gateway),网关顾名思义就是连接两个网络的设备,区别于路由器(由于历史的原因,许多有关TCP/IP 的文献曾经把网络层使用的路由器(Router)称为网关,在今天很多局域网采用都是路由来接入网络,因此现在通常指的网关就是路由器的IP),经常在家 庭中或者小型企业网络中使用,用于连接局域网和Internet。 网关也经常指把一种协议转成另一种协议的设备,比如语音网关。
在传统TCP/IP术语中,网络设备只分成两种,一种为网关(gateway),另一种为主机(host)。网关能在网络间转递数据包,但主机不能 转送数据包。在主机(又称终端系统,end system)中,数据包需经过TCP/IP四层协议处理,但是在网关(又称中介系 统,intermediate system)只需要到达网际层(Internet layer),决定路径之后就可以转送。在当时,网关 (gateway)与路由器(router)还没有区别。
在现代网络术语中,网关(gateway)与路由器(router)的定义不同。网关(gateway)能在不同协议间移动数据,而路由器(router)是在不同网络间移动数据,相当于传统所说的IP网关(IP gateway)。
网关是连接两个网络的设备,对于语音网关来说,他可以连接PSTN网络和以太网,这就相当于VOIP,把不同电话中的模拟信号通过网关而转换成数字信号,而且加入协议再去传输。在到了接收端的时候再通过网关还原成模拟的电话信号,最后才能在电话机上听到。
对于以太网中的网关只能转发三层以上数据包,这一点和路由是一样的。而不同的是网关中并没有路由表,他只能按照预先设定的不同网段来进行转发。网关最重要的一点就是端口映射,子网内用户在外网看来只是外网的IP地址对应着不同的端口,这样看来就会保护子网内的用户。

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