交换网络二层技术
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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。
二层交换数据帧的处理过程二层交换是一种在网络中传输数据帧的技术。
它通过学习和构建转发表,将接收到的数据帧从一个端口转发到另一个端口,以实现网络中主机之间的数据通信。
以下是二层交换数据帧的处理过程:1.数据帧的接收:当网络上的主机A发送数据帧到二层交换机上时,交换机会通过物理接口接收数据帧。
这些数据帧包含目标MAC地址、源MAC地址和数据等信息。
2.MAC地址的学习:交换机会将数据帧中的源MAC地址和连入该接口的端口关联起来,并将其添加到转发表中。
转发表记录了端口和对应的MAC地址信息。
3.转发表的查询:当交换机接收到新的数据帧后,会首先查找转发表,以确定目标MAC 地址关联的端口。
如果转发表中存在目标MAC地址的记录,则将数据帧转发到相应的端口。
否则,交换机将广播数据帧到所有端口(除了接收到该数据帧的端口),以寻找目标主机。
4.广播和洪泛限制:如果交换机无法在转发表中找到目标MAC地址的记录,它将向该数据帧的源地址以外的所有端口广播该数据帧。
这样,在网络中的所有主机都能接收到该数据帧。
为了避免网络中的洪泛现象,交换机会限制广播的范围,只在必要的范围内广播。
5.数据帧的转发:当交换机确定了数据帧的目标MAC地址的对应端口后,它会将该数据帧转发到该端口。
这样,交换机只需将数据帧发送到目标主机,而不需要广播到整个网络。
6.涉及多个交换机的转发:如果目标主机不在当前交换机直接连入的网络中,而是在其他交换机的网络中,交换机会根据目标主机所在的网络段转发数据帧到相应的交换机。
这个过程被称为跨交换机转发。
7.数据帧的剥除:当数据帧到达目标主机所连接的交换机时,数据帧将从交换机的端口发送到目标主机的NIC(网络接口控制器)。
在目标主机上,数据帧将被剥离,以提取数据帧中的数据。
剥离后的数据将被目标主机的操作系统处理,并传递给适当的应用程序进行处理。
通过上述的处理过程,二层交换可以实现高效的数据传输,同时也能减少网络中的广播和洪泛现象,提高整个网络的性能和可靠性。
计算机网络应用二层交换原理
二层交换机工作于OSI参考模型的数据链路层,在数据链路层中数据传输的基本单位为“帧”,二层交换机能够识别数据帧中的MAC地址信息,然后根据MAC地址进行数据帧的转发,并将这些MAC地址与对应的端口号记录在内部的地址列表中。
简而言之,二层交换就是交换机能够根据MAC地质表转发数据帧。
其交换原理如下:
当交换机从端口收到数据帧后,首先分析数据帧头部的源MAC地址和目的MAC地址,并找出源MAC地址对应的交换机端口。
然后,从MAC地址表中查找目的MAC地址对应的交换机端口。
如果MAC地址表中存在目的MAC地址的对应端口,则将数据帧直接发送到该对应端口。
如果MAC地址表中没有与目的MAC地址的对应端口,则将数据帧广播到交换机所有端口,待目的计算机对源计算机回应时,交换机学习目的MAC地址与端口的对应关系,并将该对应关系添加至MAC地址表中。
添加原理图。
这样,当下次再向该MAC地址传送数据时,就不需要向所有端口广播数据。
并且,通过不断重复上面的过程,交换机能够学习到网络内的MAC地址信息,建立并维护自己内部的MAC地址表。
如图8-15所示,为二层交换机工作原理示意图。
图8-15 二层交换原理。
以太网交换及二层协议培训一、以太网交换概述以太网是一种常用的局域网技术,通过以太网交换可以构建高速、可靠的网络环境。
以太网交换是指在局域网中使用交换机将数据包从一个端口转发到另一个端口,并通过合适的算法来决定数据包的转发路径。
以太网交换可以提供快速的数据转发、广播域划分、数据冲突的避免等功能。
二、以太网交换的基本原理以太网交换的基本原理是通过学习和转发机制实现数据包的转发。
当交换机收到一个数据包时,交换机会根据数据包中的目的MAC地址来学习源MAC地址与端口的对应关系,同时建立转发表。
之后,当交换机收到数据包时,交换机会检查转发表,根据目的MAC地址找到对应的端口,并将数据包转发到对应的端口上。
如此反复,数据包可以在交换机之间快速、准确地转发。
三、以太网交换的优势相比传统的集线器,以太网交换具有以下优势:1.提供更高的带宽:以太网交换可以同时传输多个数据包,大大提高了局域网的带宽。
2.提供更快的转发速度:交换机使用专用的硬件进行转发,而不需要进行广播,因此具有更快的转发速度。
3.实现广播域划分:以太网交换可以将局域网划分为多个广播域,可以减少广播带来的网络拥塞。
4.避免冲突:通过学习和转发机制,以太网交换可以避免数据冲突,提高了数据传输的稳定性和可靠性。
四、二层协议的概念二层协议又称为数据链路层协议,主要用于控制物理链接和局域网内的数据传输。
二层协议是在物理层之上建立的,用于解决数据包的传输问题。
常见的二层协议有以太网协议、令牌环协议等。
五、以太网交换的二层协议以太网交换使用的主要二层协议是以太网协议,它定义了数据包的格式以及数据包的传输规则。
以太网协议在数据包中使用MAC地址来标识设备,通过MAC地址实现数据包的转发和定位。
以太网协议还包括了一些控制帧,用于实现数据链路的控制和管理。
六、以太网交换的改进和发展随着网络的发展,以太网交换也不断进行改进和发展。
其中一项重要的改进是VLAN(虚拟局域网)技术的应用。
二层转发与三层转发原理近年来,网络技术得到了迅猛的发展与普及,网络通信已经成为了人类生活的必需品。
其中,三层交换技术与二层交换技术是网络通信不可或缺的组成部分。
本文将会深入解析这两种技术的原理与应用。
一、二层转发原理二层转发技术是以 MAC 地址为关键识别单元,完成在局域网内的报文转发。
它是指通过网络交换机直接在物理层面(MAC 地址层面)实现数据包的转发,所以又称为 MAC 地址交换技术。
在进行二层转发时,交换机会从目的 MAC 地址中学习网络拓扑结构,且维护一个学习表,其中存放着每一个源 MAC 地址对应的物理端口。
当数据包发出后,交换机会查询学习表以确定目的 MAC 地址所在的端口,之后在该端口广播整个局域网内的数据包,所有其他设备都会接受到,但仅有目标设备会读取数据包,并通过 MAC 地址确认该数据包是否是自己需要的。
若该设备接收到的数据包中,目标 MAC 地址并非自身,就会直接丢在废纸篓里,并不会向上层传递,因此,如果我们希望让数据包顺利依托网络层次向目标设备传输,就需要进行三层转发。
二、三层转发原理三层交换是以 IP 地址为关键识别单元,完成在子网内和网间的报文转发。
因此也称为 IP 地址交换技术。
在进行三层转发时,交换机会在目标数据包的目的地址中解析出物理 MAC 地址和逻辑地址,并将逻辑地址与路由表相比较来决定下一个网络设备的位置,然后在物理 MAC 地址上找寻它下一个目的地址所对应的物理 MAC 地址,之后转播到相对应的端口。
交换机的路由表中会包含广域网地址(WAN)和局域网地址(LAN),因此它可以在不同子网和区域之间进行转发和路由选择。
需要注意的是,在三层交换中,不是所有的数据包都能够转发出去,因为交换机中的路由表只是一个基于软件的表,不能和路由器那样去探测和发现网络,不能实现完整的拓扑测绘和寻找最佳路由,只能选择转发。
三、二层与三层交换技术的差异1.差异性识别交换机在进行二层转发时,识别的是物理层面上的 MAC 地址信息,而在进行三层转发时,交换机会通过解析 IP 地址识别出目的设备。
二层隔离三层互通原理在传统的网络架构中,二层交换机主要用于实现局域网之间的互通,而三层交换机主要用于实现广域网之间的互通。
但是,为了保护不同网络之间的安全性,通常会通过二层隔离的方式来隔离不同的网络,防止不同网络之间的干扰。
具体而言,二层隔离可以通过以下几种方式来实现:1.VLAN隔离:VLAN是一种虚拟局域网技术,可以将不同的网络逻辑上划分为不同的VLAN,实现彼此之间的隔离。
每个VLAN通过交换机进行管理,交换机根据网络上的设备MAC地址进行转发,实现网络之间的隔离。
2.动态隔离:动态隔离通过交换机或路由器动态地分配IP地址和端口,实现不同网络之间的隔离。
通过此方式,可以实现IP地址和端口之间的映射,确保不同网络之间的数据包互相隔离。
3.ACL隔离:ACL(访问控制列表)是一种基于规则的安全策略,可以实现对网络流量的控制和过滤。
可以通过配置ACL规则来限制不同网络之间的流量,并实现网络的隔离。
在实现了二层隔离之后,为了实现不同网络之间的通信,可以通过三层互通来实现。
1.静态路由:静态路由是一种手动配置的路由策略,管理员需要手动配置不同网络之间的路由表。
通过静态路由表的配置,可以实现不同网络之间的通信。
2.动态路由:动态路由是一种自动学习路由策略的方式,通过交换机或路由器之间的协议,可以自动学习网络拓扑信息,自动更新路由表,实现不同网络之间的通信。
3.VRF隔离:VRF(虚拟路由转发)是一种隔离不同网络的技术,通过在网络设备上创建多个VRF实例,可以实现不同VRF之间的隔离和通信。
总的来说,二层隔离三层互通原理通过二层隔离技术保护不同网络之间的安全性,通过三层互通技术实现不同网络之间的通信。
这种架构可以确保网络之间的隔离和互通,提高网络的安全性和稳定性,同时有效地实现资源共享和信息传递。