路由 交换机 及数据流向(数据包 浏览网页)
交换机及路由器的原理与作用
交换机及路由器的原理与作用交换机及路由器的原理与作用介绍：本文档将详细介绍交换机和路由器的原理和作用。
交换机和路由器是网络中常见的设备，用于实现数据传输和网络连接。
以下将分别阐述交换机和路由器的原理和作用。
一、交换机1.1 原理交换机是一种网络设备，用于将接收到的数据包按照目的地址转发到相应的端口。
其原理主要包括以下几个方面：- MAC地址学习：交换机通过监听传入数据包的源MAC地址，将其与传入端口关联起来，形成MAC地址表。
- 存储和转发：交换机接收到数据包后，会将其存储并进行目的MAC地址的查找，然后将数据包转发到相应的端口。
1.2 作用交换机在网络中起到了连接设备和实现数据传输的作用。
其主要作用包括：- 实现局域网之间的数据交换：交换机可以将数据包从一个局域网转发到另一个局域网，实现不同网络之间的数据交换。
- 提供高速数据传输：由于交换机具有存储和转发的能力，可以实现高速的数据传输，提高网络的传输效率。
- 支持虚拟局域网(VLAN)：交换机支持将多个局域网通过VLAN技术进行划分，实现不同子网之间的互通和隔离。
二、路由器2.1 原理路由器是一种网络设备，用于将数据包从源地址转发到目的地址。
其原理主要包括以下几个方面：- IP地址转发：路由器使用路由表来确定数据包的下一跳路径，并将数据包转发到相应的下一跳地址。
- 路由选择协议：路由器使用路由选择协议来确定最优的路径，以实现数据的快速和有效的传输。
2.2 作用路由器在网络中起到了连接不同网络和实现数据传输的作用。
其主要作用包括：- 实现互联网的连接：路由器将数据包从一个网络转发到另一个网络，实现互联网的连接和数据传输。
- 网络分割与隔离：通过路由器的路由表配置，可以将整个网络分割成多个逻辑上独立的子网，实现网络资源的隔离和管理。
- 提供安全防护：路由器支持网络地址转换(NAT)和防火墙等功能，能够提供网络安全防护。
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法律名词及注释:无。
交换机和路由器
交换机和路由器交换机和路由器是计算机网络中重要的设备，它们在网络通信中扮演着不同的角色。
本文将分别介绍交换机和路由器的工作原理、功能和应用，以及它们在网络中的区别和联系。
一、交换机交换机是一种计算机网络设备，主要用于在局域网中连接多个计算机和网络设备。
它可以根据数据包中的目的地址来决定将数据包传输到哪个端口，从而实现数据的交换。
1. 工作原理交换机的工作原理基于MAC地址（Media Access Control Address）来实现数据包的交换。
当一台计算机发送数据包到交换机时，交换机会检查数据包中的目的MAC地址，并将其与已知的MAC地址列表进行匹配。
根据匹配的结果，交换机会将数据包传输到对应的端口，以便目标设备接收数据。
2. 功能交换机具有以下功能：（1）学习功能：交换机会动态地学习网络中各设备的MAC地址，并将其存储在MAC地址表中，以便后续的数据交换。
（2）过滤功能：交换机可以根据MAC地址表中的信息，将网络数据包转发到特定的端口，从而避免将数据包广播到整个网络中。
（3）转发功能：交换机能够快速传输数据包，提高网络传输效率。
3. 应用交换机被广泛应用于大型企业、机构和学校的局域网中。
它可以连接多台计算机和网络设备，实现内部数据的快速传输和交换。
交换机还常用于构建通信网络，如电信运营商的骨干网等。
二、路由器路由器是一种计算机网络设备，主要用于在不同网络之间进行数据传输。
它具有将数据包转发到不同目标网络的能力，使得不同网络中的计算机能够相互通信。
1. 工作原理路由器的工作原理基于IP地址（Internet Protocol Address）来实现数据包的转发。
当一台计算机发送数据包到路由器时，路由器会检查数据包中的目的IP地址，并查找路由表，以确定将数据包传输到哪个网络接口。
2. 功能路由器具有以下功能：（1）转发功能：路由器能够根据路由表中的信息，将数据包从一个网络传输到另一个网络。
（2）查找功能：路由器根据目的IP地址查找路由表，并确定数据包的下一跳。
rip名词解释路由与交换
rip名词解释路由与交换路由和交换是计算机网络中两个重要的概念，用于数据在网络中的传输和转发。
路由（Routing）是指根据特定的算法和规则，将数据包从源地址传输到目的地址的过程。
它涉及到网络中的路由器（Router），路由器根据目的地址和路由表中的信息，选择最佳路径将数据包从一个网络节点传输到另一个网络节点。
路由器根据网络协议（如IP协议）中的规定，通过查找路由表中的路由信息，决定数据包的下一跳路径，直到数据包到达目的地。
路由的过程可以跨越多个网络，通过中间节点进行转发和传输。
交换（Switching）是指在局域网（LAN）中，将数据包从源地址传输到目的地址的过程。
交换机（Switch）是一种网络设备，它通过学习和存储MAC地址（Media Access Control Address）来实现数据包的转发。
当交换机接收到一个数据包时，它会检查数据包中的目的MAC地址，并根据自己的MAC地址表决定将数据包转发到哪个端口。
交换机通过建立和维护MAC地址表，可以实现数据包的快速、准确的转发，提高局域网的性能和效率。
路由和交换在网络中扮演着不同的角色和功能。
路由主要用于在不同网络之间进行数据包的转发，将数据从源网络传输到目的网络；而交换主要用于在同一个局域网内进行数据包的转发，将数据从源设备传输到目的设备。
路由器通常连接不同的网络，而交换机通常连接同一个局域网内的设备。
总结起来，路由和交换是计算机网络中用于数据传输和转发的重要概念。
路由器用于在不同网络之间进行数据包的转发，而交换机用于在同一个局域网内进行数据包的转发。
它们在网络中起到了关键的作用，确保数据的有效传输和正确的目的地。
常见的网络设备工作原理
常见的网络设备工作原理1. 路由器（Router）：路由器是一种网络设备，用于在不同网络之间传输数据包。
它通过扫描数据包的目的地址，并根据其在路由表中找到的信息将其传送到最佳的目的地。
2. 交换机（Switch）：交换机是一种网络设备，用于在局域网中连接多个设备。
它工作在数据链路层，可根据MAC地址将数据包从源设备转发到目的设备。
3. 网络防火墙（Firewall）：网络防火墙是一种用于保护网络安全的设备。
它通过监测进出网络的数据流量，根据设定的安全规则过滤和阻止潜在的威胁。
4. 网络交换机（Network Switch）：网络交换机是用于连接多台计算机和网络设备的中心节点设备。
它通过MAC地址学习和转发数据包，提供高速、可靠的数据传输。
5. 网络集线器（Hub）：网络集线器是一种简单的设备，用于将多个计算机和其他网络设备连接在一起。
它通过广播方式将数据包发送到每个设备，仅支持半双工通信。
6. 网络存储设备（Network Attached Storage，NAS）：NAS是一种专用的存储设备，可以通过网络连接提供文件共享服务。
它允许多个用户在同一时间访问和存储数据。
7. 网络调制解调器（Modem）：调制解调器用于将数据从数字信号转换为模拟信号，以便在电话线路等模拟媒介上进行传输。
它允许计算机通过拨号方式连接到互联网。
8. 网络接入服务器（Network Access Server，NAS）：NAS是一种提供远程用户访问网络的设备。
它验证用户的身份和控制他们访问网络资源的权限。
9. 网络负载均衡器（Network Load Balancer）：负载均衡器是一种用于分配网络流量的设备。
它将请求分发到多个后端服务器，以实现负载均衡和提高性能和可靠性。
10. 网络VPN设备（Virtual Private Network，VPN）：VPN设备用于建立虚拟私人网络，安全地传输数据。
它通过加密和隧道技术，将数据从源设备安全地传输到目标设备。
交换机和路由器的区别和作用
交换机和路由器的区别和作用在计算机网络中，交换机（Switch）和路由器（Router）是两种常见的网络设备。
它们在数据传输和网络通信中起到不同的作用。
本文将详细介绍交换机和路由器的区别以及它们分别在网络中的作用。
交换机（Switch）交换机是一种用于局域网（LAN）中的设备。
它通过物理地址（MAC地址）来判断数据包应该转发到哪个端口。
交换机能够在网络中建立一个虚拟的通信链路，将发送在同一个链路上的数据包传输到目的地。
交换机工作在OSI模型的第二层——数据链路层。
交换机具有以下特点和功能：•转发速度快：交换机在数据链路层进行数据转发，其转发速度很快。
它能够基于数据包的MAC地址，将数据包从源地址直接转发到目的地址，大大提高了局域网的传输效率；•划分广播域：交换机能够划分广播域，即分割一个局域网为多个独立的子网，减少广播风暴和冲突，提高网络的可靠性和稳定性；•交换转发：交换机通过建立转发表，记录MAC地址和对应的端口，实现快速转发数据包的功能；•无需配置：交换机通常是即插即用的设备，无需过多的配置，只需要将网络设备连接至交换机的端口之一即可。
路由器（Router）路由器是一种广域网（WAN）设备，它能够根据网络层的IP地址来实现数据包的转发。
路由器工作在OSI模型的第三层——网络层。
路由器具有以下特点和功能：•网络互联：路由器能够将多个不同网络连接起来，在不同的网络之间进行数据传输和通信；•寻找最佳路径：路由器通过使用路由表，根据目的IP地址来选择最佳的路径，实现数据包从源地址到目的地址的转发；•广播控制：路由器能够控制广播域，限制广播消息的传播范围，减少网络中的广播风暴；•安全策略：路由器通常具有安全功能，例如防火墙、网络地址转换（NAT）等，能够保护网络免受恶意攻击；•网络管理：路由器可提供网络管理功能，如监视网络状况、统计数据流量等。
区别和作用交换机和路由器的最主要区别在于它们的工作层次和功能：•工作层次不同：交换机工作在数据链路层，而路由器则工作在网络层；•转发方式不同：交换机基于MAC地址进行转发，而路由器基于IP 地址进行转发；•使用场景不同：交换机更适用于局域网（LAN）中，用于快速转发数据包；而路由器更适用于广域网（WAN）中，用于互联不同的网络；•广播控制能力不同：交换机能够划分广播域，减少广播风暴，而路由器可以控制广播消息的传播范围；•安全和网络管理能力不同：路由器通常具备更强大的安全策略和网络管理功能。
交换机与路由器的原理
交换机（Switch）的原理：
1.MAC地址学习：交换机通过监听网络中的数据包，学习每个设备的MAC地址与其所在的接口之间的对应关系，并建立一个MAC 地址表。
2.数据转发：当交换机接收到数据包时，它会查找目标MAC地址表，并将数据包仅转发到与目标MAC地址相关的接口，从而实现局域网内部的快速数据传输。
3.广播和组播：当交换机接收到广播或组播数据包时，它会将数据包转发到所有的接口，使得广播或组播可以在整个局域网内传播。
路由器（Router）的原理：
1.IP地址转发：路由器通过学习网络拓扑和配置路由表来确定不同网络之间的最佳路径。
它使用IP地址来转发数据包。
2.路由选择协议：路由器使用路由选择协议（如OSPF、BGP等）来交换路由信息，更新路由表，并选择最佳的路径来转发数据包。
3.数据包转发：当路由器接收到数据包时，它会检查目标IP地址，并根据路由表确定下一跳的路径，然后将数据包转发到相应的接口。
总结：交换机主要用于在局域网内部实现快速数据传输，它基于MAC地址进行数据转发；而路由器主要用于在不同网络之间实现数据的转发和路由选择，它基于IP地址进行数据转发。
交换机在局域网内部提供高速、低延迟的数据传输，而路由器在整个网络中起到连接不同子网的作用，实现网络的互通。
路由交换技术基础知识
路由交换技术基础知识路由交换技术是现代计算机网络中的重要概念，它是实现网络连接和数据传输的关键。
在本文中，我们将介绍路由交换技术的基础知识，包括路由器、交换机、路由表以及路由选择算法等内容。
一、路由器的概念和功能路由器是计算机网络中的一种设备，主要用于实现数据的转发和传输。
它通过查找目标地址并根据路由表进行转发选择，将数据包从源地址传输到目标地址。
路由器在网络中起到了连接各个子网和传输数据的关键作用。
除了传输数据包的功能，路由器还具有一些其他的功能，比如网络地址转换（NAT）、QoS（Quality of Service）等。
通过网络地址转换，路由器可以将内部网络的私有IP地址转换为公网IP地址，实现内部网络和外部网络的连接。
QoS功能可以根据网络连接的需求，为不同的数据流分配带宽和优先级，保证网络服务的质量。
二、交换机的概念和功能交换机是计算机网络中的另一种设备，用于实现局域网内部的数据交换。
它可以根据MAC地址识别数据包的目标设备，并将数据包仅转发到目标设备所在的端口，从而实现数据的高效传输。
交换机具有避免网络冲突、提高网络性能、实现安全隔离等功能。
通过避免网络冲突，交换机可以避免数据包在网络中的碰撞，提高数据传输的效率。
通过提高网络性能，交换机可以提供更高的数据传输速率和带宽，满足用户对网络性能的需求。
通过实现安全隔离，交换机可以将网络分割成多个虚拟局域网（VLAN），实现不同网络之间的隔离和安全控制。
三、路由表的概念和作用路由表是路由器中的一种数据结构，用于存储路由器所知道的网络之间的连接关系。
每个路由表条目包含了目标网络的网络地址、下一跳路由器的IP地址以及用于选择下一跳路由器的路由选择算法。
路由表的作用是指导路由器在传输数据时选择最佳路径。
路由器通过查找目标地址，并根据路由表中的信息进行转发选择，将数据包沿着最佳路径传输到目标地址所在的网络。
路由表的更新是由路由选择协议来完成的，路由选择协议可以根据网络拓扑的变化动态地更新路由表信息。
交换机和路由器的区别详解
交换机和路由器的区别详解交换机和路由器是网络中常用的两种设备，它们在网络通信中起着不同的作用。
本文将详细解释交换机和路由器的区别，并对它们在网络中的应用进行分析。
一、定义和功能比较：1. 交换机：交换机是一种用于在局域网中连接多台计算机的设备。
它的主要功能是通过物理地址（MAC地址）进行数据包转发，即根据数据包中的目标MAC地址，将数据包从一个接口转发到另一个接口。
交换机通常具有多个端口，每个端口与一台计算机连接，以实现对计算机间的数据传输的管理。
2. 路由器：路由器是一种用于将数据包在不同网络之间传输的设备。
它的主要功能是根据目标IP地址将数据包从一个网络传输到另一个网络。
路由器通常具有多个接口，每个接口与一个网络相连接，以实现网络间的数据传输。
二、工作层次比较：1. 交换机：交换机工作在数据链路层。
它通过学习网络中各计算机的MAC地址，并建立MAC地址表，从而能够快速、准确地将数据包传输到目标计算机。
2. 路由器：路由器工作在网络层。
它根据网络中的路由表，对数据包进行转发决策，选择最佳路径将数据包发送给目标网络。
三、数据转发方式比较：1. 交换机：交换机通过存储转发的方式进行数据转发。
当收到一份数据包时，交换机会先将其完整地存储在缓存中，然后进行目标MAC 地址的识别和决策，最后再转发到正确的接口。
2. 路由器：路由器通过分组转发的方式进行数据转发。
当收到一份数据包时，路由器会先对其进行分组处理，并提取出目标IP地址。
然后根据路由表信息，进行下一跳的选择，最终将数据包转发到目标网络。
四、网络通信范围比较：1. 交换机：交换机通常被用于局域网（LAN）中，用于连接同一局域网中的计算机，实现内部的数据传输和共享。
2. 路由器：路由器通常被用于广域网（WAN）或互联网中，用于将数据包从一个网络传输到另一个网络，实现不同网络之间的互联互通。
五、拓展性和可管理性比较：1. 交换机：交换机拥有较好的拓展性，可以通过增加端口或堆叠多台交换机来扩展网络规模。
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一层交换机：只支持物理层协议。
二层交换机：支持物理层和数据链路层协议，如以太网交换机。
三层交换机：支持物理层，数据链路层及网络层协议，如某些带路由功能的交换机。
二层交换机是基于MAC地址访问的，而三层交换机是带路由功能的交换机，可以一次路由多次交换。
二层交换机基于MAC，2层快速交换，所有接口同在一个广播域。
三层交换机可以起到路由功能。
一次路由多次交换。
解释:在广域网中,当然跑的都是3层数据包(被路由的),而路由需要确定每次源到目的的最优路径,每次都要重新进行选择,而如果您使用3层交换机,就可以第一次进行源到目的的路由,3层交换机会将此数据转到2层,那么下次无论是目的到源,还是源到目的都是进行快速交换.
三层交换机的结构：ASIC芯片和CPU
ASIC芯片用于完成二层和三层的转发，内部包含用于二层转发的MAC地址表和用于IP转发的三层转发表。
CPU用于转发的控制，主要维护一些软件表项（包括路由表，ARP表），并根据软件表项的转发信息来配置ASIC的硬件三层转发表。
真正决定高速转交换转发的是ASCIC的二三层硬件表项，而ASIC的硬件表来源于CPU维护的软件表项。
假设A和B处于两个不同网段的不同VLAN，中间通过三层交换机的SVI接口进行路由转发。
ApingB数据流分析如下：
主机A检查目标B的IP地址，与自己不在同一个网段，因此需通过网关转发，首先查询ARP缓存，没找到网关的MAC，所以广播ARP请求（目标MAC为全F，源MAC为A的MAC，源IP为A的IP，目标IP为网关IP），请求网关的MAC地址，三层交换机收到后，发现是广播帧，进行解封装，发现目标IP是给自己的，所以返回ARP应答，把自己的MAC 告诉A，A收到ARP应答后，更新ARP缓存，再重新封装ICMP(目标MAC为网关，源MAC为A，目标IP为B，源IP为A)，交换机收到以后，首先根据报文的源MAC+VID更新MAC表，根据报文的目的MAC+VID进行查MAC表，发现匹配自己的三层接口的MAC 表项（说明：三层交换机给分配SVI的IP地址时，会在交换机的MAC表项中添加三层接口的MAC+VID），当报文中的目的MAC与这个三层接口的MAC表项匹配时，就进行三层转发，查找三层表项，因为第一次是空的，所以查找失败，于是将报文交给CPU进行软件处理，CPU根据目标IP进行查找路由，匹配到一个直连网段，于是查找ARP表，第一次还是空的，所以查找失败，则在目标网段进行广播ARP请求B的MAC地址，B收到后给出ARP应答，交换机收到应答，更新MAC表和ARP表，同时重新封装ICMP发送给B（目标MAC为B,源MAC为三层交换接口的MAC，目标IP为B，源IP为A）。
同时，交换机的三层表项根据刚刚得到到三层转发信息添加表项（包括IP，MAC，VLAM，出接口），这样后续的报文如果匹配三层表项，就可以直接进行硬件转发了，这样就叫做一次路由多次交换。
B收到后给出ICMP应答，就是以上过程的逆过程，所以PING通了。
1.3层交换机有路由功能,但不能完全取代路由器,因为基础原理并不相同.
2.3层交换机从某种意义上来说会比路由器策略转发快的多!
3.3层交换机能很方便的节约网络资源,防止拥塞现象.
交换机与路由器的不同
1.工作层次不同
2.数据转发所依据的对象不同
交换机是利用物理地址或者说MAC地址来确定转发数据的目的地址。
(网卡硬件本身的地址MAC)
而路由器则是利用不同网络的ID号（即IP地址）来确定数据转发的地址。
(软件实现,网络地址/协议地址/IP地址)
3.传统的交换机只能分割冲突域，不能分割广播域；而路由器可以分割广播域
4.路由器提供了防火墙的服务
路由器仅仅转发特定地址的数据包，不传送不支持路由协议的数据包传送和未知目标网络数据包的传送，从而可以防止广播风暴。
交换机一般用于LAN-WAN的连接，交换机归于网桥，是数据链路层的设备，有些交换机也可实现第三层的交换。
路由器用于W AN-WAN之间的连接，可以解决异性网络之间转发分组，作用于网络层。
他们只是从一条线路上接受输入分组，然后向另一条线路转发。
这两条线路可能分属于不同的网络，并采用不同协议。
三个表：mac地址表ARP表路由表
Mac地址表：记录局域网主机mac地址和交换机接口的对应关系。
交换机具有动态学习源MAC地址的功能，并且交换机的一个接口可以对应多个MAC地址，但是一个MAC地址只能对应一个接口。
ARP表：每台主机都会有一个ARP表。
我们是如何获得目标主机的MAC地址呢？这时我们就需要使用ARP协议了，在每台主机中都有一张ARP表，它记录着主机的IP地址和MAC地址的对应关系。
路由表：路由器中有一张表，这张表叫路由表，记录着到不同网段的信息。
路由表中的信息分为直连路由和非直连路由。
路由器是工作在网络层的，在网络层可以识别逻辑地址。
当路由器的某个接口收到一个包时，路由器会读取包中相应的目标的逻辑地址的网络部分，然后在路由表中进行查找。
如果在路由表中找到目标地址的路由条目，则把包转发到路由器的相应接口，如果在路由表中没有找到目标地址的路由条目，那么，如果路由配置默认路由，就科举默认路由的配置转发到路由器的相应接口；如果没有配置默认路由，则将该包丢弃，并返回不可到达的信息。
这就是数据路由的过程
ARP工作原理：
局域网内两台主机A B。
A发数据包给B，首先检查自己的ARP缓存表，发现没有与B的ip地址对应的mac地址，于是需要发ARP请求（源IP自己的，源MAC自己的，目标IP
是B的，目标MAC为FF-FF-FF-FF-FF-FF）。
交换机收到数据包后，发现目标MAC是广播帧，因此将该数据包从所有端口发送出去。
B收到广播包后，发现IP地址是自己的，于是记录下A的IP和MAC地址到ARP缓存表上，并将自己的MAC地址回发给A。
A收到B的回复后，将B的IP和MAC更新到ARP缓存表中。
（而此时，交换机已经学习到了A和B的mac地址和相应的端口的对应关系）
打开一个网页数据的传输过程。
1.打开一个网页，首先是将域名解析到对方服务器的ip地址。
系统先查看本机DNS，并比对本机ip地址，看是否是一个网段。
（一般都不是）发现不是同一网段，需要将解析数据发往网关ip中转，查看本机arp缓存，发现没有对应的ip与mac地址arp缓存，则发送arp 广播包，网关回应arp报文告知网关mac地址。
数据将封装成帧发往网关。
2.网关收到数据帧后，根据目的地址查看路由表，根据路由将数据帧封装成数据包发送到下一跳设备上，路由器需要做nat转换，并维护nat转换表项，内网ip端口对应路由器的外网ip端口。
3.下一跳设备受到包后，根据目的地址再转发到下一设备，（需要多次转发），转发过程中源地址一直是首次发包的源地址，目的地址一直是dns服务器。
改变的只是传输途中数据帧mac地址的变化。
4.最终到达dns服务器，服务器将此域名和对应的ip地址回发回去。
中间过程省略。
到达用户路由器后，路由器根据源目的地址查找nat表项，并修改数据包再次回发到电脑上。
5.电脑获知此域名的ip地址。
再次发起http会话连接。
也是跟上面的过程一样。
HostA向HostB发数据包过程。
1.HostA将上层的报文封装成IP数据包，其中源IP为HostA，目标IP为HostB，HostA将自己的IP地址与子网掩码位与操作，发现与HostB不在同一网段，需要通过网关A转发。
2.HostA查看本机ARP缓存表，发现没有网关A的E0端口的mac地址对应关系，则会发送ARP请求，求得EO端口的mac地址，将数据包发往E0端口。
(源IP 是自己的，源MAC自己的，目标MACE0的，目标IPHostB的)
3.E0端口收到数据包后，将数据链路层的封装去掉，查看数据包的网络部分的目标IP地址，查找路由表，发现了目标IP地址对应的网段，重新封装数据帧(源MAC变为A的E1端口的，目标MAC变为B的E1端口的)，发往下一跳。
4.B的E1端口收到数据包后，查看数据包的网络部分的目标IP地址，查找路由表，发现正好是自己的一个直连网段，B先通过ARP获取HostB的mac地址，重新封装数据帧(源MAC变为B的E0端口的，目标MAC变为HostB的)，发往对应主机HostB。