路由交换技术（路由交换技术基础知识）

今天和大家分享一个关于路由交换技术的问题（路由交换技术的基础知识）。以下是这个问题的总结。让我们来看看。

路由交换技术（路由交换技术基础知识）

什么是stp路由交换技术？

Stp是生成树协议的缩写，是运行在交换机中的数据链路层协议，用于解决交换网络中的环路问题。

目前主流的stp技术有Rstp和m stp两种，所有交换机端口都会默认开启stp功能。

路由器交换结构的交换模式有哪些？

路由器交换结构的交换方式包括电报交换、分组交换和报文交换。

1、电报交换（面向连接）:

从通信资源分配的角度来看，交换是以某种方式动态分配传输线路的资源。它要经过建立连接（占用通信资源）、通话（一直占用资源）和释放连接（归还通信资源）三个步骤的交换。

特点:整个消息的比特流从源点到目的点连续运行，就像在管道中传输一样。

优点:实时性好。

缺点:在整个通话时间内，两个用户总是占用端到端的通信资源。资源利用率低。

2.分组交换:

分组交换使用存储转发技术。在发送方，较长的消息被分成较短的固定长度数据段。每个数据段前面都有一个报头以形成一个分组。分组交换网络以“分组”为数据传输单位。依次将每个数据包发送给接收方（假设接收方在左侧）。

报头:每个数据包的报头包含地址等控制信息（如目的地址和源地址）。分组交换网络中的节点交换机根据接收到的分组报头中的地址信息将分组转发到下一个节点交换机。每个数据包独立选择互联网中的传输路径。这样，最后一个数据包才能到达最终目的地。

接收到数据包后，接收方剥离报头并将其恢复为消息。在接收端将接收到的数据还原为原始消息。

特点:

（1）高效:传输带宽在包传输过程中动态分配，通信链路逐段占用。

（2）灵活性:为每个数据包独立选择最合适的转发路由。

（3）快速:以数据包为传输单位，无需先建立连接即可将数据包发送到其他主机。

（4）可靠性:确保可靠性的网络协议；分布式多路由分组交换网络使网络具有良好的生存性。

缺点:

（1）数据包在各个节点存储和转发时需要排队，会造成一定的延迟。

（2）数据包必须携带的报头（包含基本控制信息）也会导致一些开销。

3.消息交换:

基于存储转发原理，首先将整个消息传输到邻居节点，然后在所有消息存储并转发到下一个节点后找到转发表。

如果连续传输大量数据，并且传输时间比连接建立时间长得多，则电路交换的传输速率更快。

消息交换和分组交换不需要预先分配传输带宽，这可以在传输突发数据时提高整个网络的信道利用率。因为数据包的长度通常比整个消息的长度小得多，所以数据包交换比消息交换具有更小的延迟和更好的灵活性。

扩展数据:

路由器架构:

路由器有四个要素:输入端口、输出端口、交换机、路由处理器和其他端口。输入端口是物理链路和输入数据包的入口。端口通常由线路卡提供。线卡通常支持4、8或16个端口，输入端口具有多种功能。

第一个功能是封装和解封数据链路层。

第二个功能是在转发表中查找输入数据包的目的地址以确定目的端口（称为路由查找）。路由查找可以通过使用通用硬件或在每个线卡中嵌入微处理器来实现。

第三，为了提高QoS（服务质量），端口应该将接收到的数据包划分为几个预定义的服务级别。

第四，端口可能需要运行数据链路层协议，如SLIP（串行线路互联网协议）和PPP（点对点协议）或网络层协议，如PPTP（点对点隧道协议）。

路由查找完成后，数据包必须通过交换机发送到其输出端口。如果路由器是输入和排队的，几个输入共享同一个交换机。此输入端口的最后一个功能是参与公共资源（如交换交换机）的仲裁协议。

多种不同的技术可用于实现切换开关。迄今为止，使用最广泛的交换技术是总线、交叉开关和共享存储器。最简单的交换机使用总线连接所有输入和输出端口。总线开关的缺点是其交换能力受到总线容量和共享总线仲裁引起的额外开销的限制。

交叉开关通过开关提供多条数据路径，具有N×N个交叉点的交叉开关可视为具有2N条总线。如果交叉点关闭，则输入总线上的数据在输出总线上可用，否则不可用。交叉口的关闭和打开由调度员控制，因此调度员限制交换开关的速度。

在共享内存路由器中，传入的数据包存储在共享内存中，仅交换数据包的指针，这提高了交换能力，但交换速度受到内存访问速度的限制。虽然内存容量每18个月可以增加一倍，但内存的访问时间每年仅减少5%，这是共享内存交换机的固有限制。

输出端口在将数据包发送到输出链路之前存储数据包，输出链路可以实施复杂的调度算法来支持优先级要求。与输入端口一样，输出端口也应该能够支持数据链路层和许多高级协议的封装和解封装。

路由处理器计算转发表以实现路由协议，并运行配置和管理路由器的软件。同时，它还处理那些目的地址不在联机卡转发表中的数据包。

其他端口通常称为控制端口。由于路由器本身没有输入和终端显示设备，因此需要进行必要的配置才能正常使用。因此，一般路由器都有一个用于连接计算机或终端设备的控制端口“控制台”，路由器由特定的软件配置。

控制台端口安装在所有路由器上，因此用户或管理员可以通过终端与路由器通信并完成路由器配置。该端口提供EIA/TIA-232异步串行接口，用于本地配置路由器（第一次配置必须通过控制台端口完成）。

百度百科-电报局

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什么是路由交换？

简单来说！！！

路由可以自动分配一个IP地址给你的局域网计算机！实现虚拟拨号

交换机只能用于分发网络数据！说白了，一根网线分为几个从者！！！

路由器和交换机的本质区别在于:

路由器:两个终端设备使用的MAC地址不同；

交换机:使用的MAC地址与两个终端设备的MAC地址相同。

专业信息:

计算机网络通常由许多不同类型的网络互连。如果几个计算机网络只是物理连接，不能相互通信，那么这种“互连”就没有实际意义。因此，当我们平时谈论“互联”时，我们已经暗示了这些互联的计算机可以通信，也就是说，从功能和逻辑上看，这些计算机网络已经形成了一个巨大的计算机网络，或称为互联网，或简单地称为互联网。

一些中间设备（或中间系统）用于连接网络，在ISO术语中称为中继系统。根据中继系统的级别，可以有以下五种中继系统:

1.物理层（即第一层、L1层）中继系统，即中继器。

2.数据链路层（第二层，L2层），即网桥或网桥。

3.网络层（L3）中继系统，即路由器。

4.网桥和路由器的混合路由器兼具网桥和路由器的功能。

5.网络层之上的中继系统，即网关。

当中继系统是一个中继器时，它通常不叫网间互联，因为它只是扩展了一个网络，仍然是一个网络。由于其复杂性，高级网关目前很少使用。因此，在讨论网络互连时，通常指交换机和路由器互连形成的网络。本文主要阐述交换机和路由器及其区别。

交换机和路由器

“切换”是当今网络中出现频率最高的一个词。它可以用于任何情况，从桥接到路由到ATM到电话系统。不清楚什么是真正的交换。事实上，交换一词最早出现在电话系统中，特别是实现两部不同电话之间语音信号的交换，而完成这项工作的设备就是电话交换机。所以从初衷来说，交换只是一个技术概念，即完成信号从设备入口到出口的转发。因此，所有符合这个定义的设备都可以称为开关设备。可以看出，“切换”是一个含义广泛的词。当它用于描述第二层数据网络中的设备时，它实际上是指一个桥接设备；当它用于描述第三层数据网络中的设备时，指的是路由设备。我们经常谈论的以太网交换机实际上是一种基于网桥技术的多端口二层网络设备，它为数据帧从一个端口转发到另一个端口提供了低延迟和低开销的路径。

可以看出，在交换机的核心应该有一个交换矩阵，它为任何两个端口之间的通信提供一条路径，或者一条快速交换总线，以便任何端口接收的数据帧都可以从其他端口发送出去。在实际设备中，开关矩阵的功能往往由ASIC来完成。以太网交换机的设计思想中有一个重要的假设，即交换核心速度快，不会被通常的大流量数据拥塞。换句话说，交换容量相对于传输的信息是无限的（相反，ATM交换机的设计思想是交换容量相对于传输的信息是有限的）。尽管以太网的第2层交换机基于多端口网桥，但交换具有更丰富的特性，这不仅使其成为获得更多带宽的最佳方式，而且使网络更易于管理。

路由器是OSI协议模型网络层中的分组交换设备（或网络层中继设备）。路由器的基本功能是将数据（IP消息）传输到正确的网络，包括:

1.IP数据报转发，包括数据报路由和传输；

2.子网隔离抑制了广播风暴；

3.维护路由表并与其它路由器交换路由信息，这是IP报文转发的基础。

4.4错误处理。IP数据报和简单拥塞控制；

5.实现IP数据报的过滤和计费。

对于不同规模的网络，路由器具有不同的功能。

在主干网上，路由器的主要功能是路由。主干网络上的路由器必须知道通往所有下属网络的路径。这需要维护一个巨大的路由表并尽快响应连接状态的变化。路由器的故障会导致严重的信息传输问题。

在局域网中，路由器的主要功能是网络连接和路由，即连接下层基本网络单元-校园网，并负责下层网络之间的数据转发。

在校园网中，路由器的主要功能是分隔子网。在早期，互联网的基本单位是局域网（LAN），其中所有主机都在同一逻辑网络中。随着网络规模的不断扩大，局域网已经发展成为由一个高速主干网和若干个由路由器连接的子网组成的校园网。其中，20个子网在逻辑上是独立的，路由器是唯一可以分隔它们的设备。它负责子网之间的消息转发和广播隔离，边界上的路由器负责与上层网络的连接。

第2层交换机和路由器的区别。

由网桥发展而来的传统交换机属于OSI的第二层，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的第三层，即网络层设备。它根据IP地址寻址，由路由表路由协议生成。这种开关的最大优点是速度快。由于交换机只需识别帧中的MAC地址，并根据MAC地址直接生成和选择转发端口，因此算法简单，易于在ASIC中实现，因此转发速度极高。然而，开关的工作机制也带来了一些问题。

1.环路:根据交换机地址学习和站表建立的算法，交换机之间不存在环路。一旦环路存在，就必须启动生成树算法来阻塞产生环路的端口。而路由器的路由协议不存在这个问题，路由器之间可以有多条路径来平衡负载和提高可靠性。

2.负载集中:交换机之间只能有一条路径，因此信息集中在一条通信链路上，无法动态分配以平衡负载。路由器路由协议算法可以避免这种情况。OSPF路由协议算法不仅可以生成多条路由，而且可以为不同的网络应用选择不同的最佳路由。

3.广播控制:交换机只能缩小冲突域，不能缩小广播域。整个交换网络是一个大型广播域，广播消息分散在整个交换网络中。路由器可以隔离广播域，广播消息无法通过路由器继续广播。

4.分段:交换机只能识别MAC地址。MAC地址是具有扁平地址结构的物理地址，因此无法根据MAC地址划分子网。路由器识别网络管理员分配的IP地址。它是具有分层结构的逻辑地址。分为网络号和主机号，划分子网非常方便。路由器的主要功能是连接不同的网络。

5.安全性:虽然交换机可以根据其源MAC地址和目的MAC地址过滤帧，但路由器根据其源IP地址、目的IP地址和TCP端口地址过滤数据包，这更直观和方便。

6.介质依赖:作为桥接设备，交换机也可以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，必然会拖慢交换机的转发速度。因此，目前交换机主要用于物理介质和链路协议相同或相似的网络互连，不会用于物理介质和链路协议差异很大的网络互连。路由器主要用于不同网络之间的互连，因此可以连接具有不同物理介质、链路层协议和网络层协议的网络。虽然路由器在功能上有优势，但它价格昂贵，数据包转发速度较低。近年来，交换机为提高性能进行了许多改进，其中最突出的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。路由器的每个接口都连接到子网，广播消息无法通过路由器广播。路由器不同接口连接的子网属于不同的子网，子网范围由路由器进行物理划分。对于交换机，每个端口对应一个网段。因为子网由几个网段组成，所以可以通过组合交换机端口对其进行逻辑划分。广播消息只能在子网内广播，不能传播到其他子网。通过合理划分逻辑子网，可以达到控制广播的目的。逻辑子网被称为虚拟子网或虚拟网络，因为它由交换机端口的任意组合组成，并且没有物理关联。虚拟网络技术解决了广播消息的隔离问题，无需路由器。虚拟网络中的网段与其物理位置无关，即相邻网段可以属于不同的虚拟网络，相距较远的两个网段可以属于不同的虚拟网络，相距较远的两个网段可以属于同一虚拟网络。不同虚拟网络中的终端不能相互通信，这增强了网络中数据的访问控制。

交换机和路由器在性能和功能上是矛盾的。开关速度快，但控制功能弱。路由器控制性能强，但包转发速度慢。解决这一矛盾的最新技术是三层交换，它既具有交换机的线速转发能力，又具有路由器的良好控制功能。

第3层交换机和路由器的区别

在第三层交换技术出现之前，几乎没有必要区分路由设备和路由器。它们完全相同:路由器的工作是提供路由功能。然而，现在第三层交换机可以完全执行传统路由器的大多数功能。作为网络互连设备，第3层交换机具有以下特征:

1.基于第三层地址转发服务流；

2.完整的交换功能；

3.可以完成特殊服务，如消息过滤或身份验证；

4.执行或不执行路由处理。

与传统路由器相比，第3层交换机具有以下优势:

1.子网之间的传输带宽可以任意分配:传统路由器的每个接口都连接到一个子网，子网通过路由器的传输速率受到接口带宽的限制。第3层交换机则不同。它可以将多个端口定义为一个虚拟网络，并将多个端口组成的虚拟网络作为虚拟网络的接口。虚拟网络中的信息可以通过组成虚拟网络的端口发送到第3层交换机。因为可以随意指定端口的数量，所以子网之间的传输带宽没有限制。

2.合理分配信息资源:由于子网内资源的访问率与全局网络资源的访问率没有区别，因此在子网内单独设置服务器的意义不大。在全球网络中建立服务器组不仅可以节省资金，还可以合理分配信息资源。

3.降低成本:通常的网络设计使用交换机形成子网，使用路由器互连子网。目前采用三层交换机进行网络设计，不仅可以划分任意虚拟子网，还可以通过交换机的三层路由功能完成子网之间的通信，节省了昂贵的路由器。

4.交换机之间的灵活连接:作为交换机，它们之间没有环路，而作为路由器，可以有多条路径来提高可靠性和平衡负载。第三层交换机使用生成树算法来阻塞导致环路的端口，但在路由时，它们仍然将阻塞的路径作为可选路径参与路由。五。结论

交换机通常用于局域网-广域网连接。交换机属于网桥，是数据链路层设备。一些交换机也可以实现第3层交换。路由器用于广域网之间的连接，可以解决异构网络之间转发数据包的问题，作用于网络层。它们只是接受从一条线路传入的数据包，并将它们转发到另一条线路。这两条线路可能属于不同的网络并采用不同的协议。相对而言，路由器比交换机功能更强大，但速度相对较慢且价格昂贵。第三层交换机兼具交换机的线速转发能力和路由器良好的控制功能，可用于广播。