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网桥,路由器,交换机的功能区别

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首先在局域网里面,大量主机之间的通信都是通过arp广播来决定目的主机的地址的,为了减小在共享环境中的介质争用(也就是冲突),网桥产生了,它的作用是将广播域划分为一个一个小的冲突域,这样便增大了可用的带宽,但是广播域还是没有变。从这里可以看出,网桥不涉及逻辑地址,所以它工作在第二层(数据链路层),并且端口很少(注意与后面的交换机区别),最后是网桥常常是基于软件的,因此可以处理上层事务。

看到了网桥的作用,于是人们将其发展为多端口设备,并且整合了集线器的功能,发明了交换机,交换机也是工作在第二层,由于具有多个端口,所以也叫做多口桥。交换机除了具有桥接(也就是隔绝冲突)和转发数据报之外,还具有其他高级特性:比如说 vlan(虚拟局域网),port trunking(连路聚合),spanning tree(生成树),等等特性,高端的交换机还具有路由功能,具体的路由功能将在后面介绍。交换机是一种专用的网络设备,它是基于硬件的,所以具有比基于软件的网桥更高的数据转发能力。

随着网络的进一步发展,在广泛分布的网络之间,选择路径便是一件麻烦的事情,于是一种专门的网络硬件产生了---路由器。路由器工作在第三层(网络层)之上,其实也涉及第二层以及第一层,但是它的主要用途是选路。路由器的存储器里面存放着路由表,这些表是易失的并且容易改变的。路由表的内容包括到达目的地址的下一跳(next hop)路由地址,不同地址的管理距离,等等等等。这些内容都是路由器启动之后经过学习得到的。路由器启动之后便根据设定的路由协议与其他路由器交换信息,在交换信息的过程中,学习路由。所以一台路由器虽然是基于硬件的专用网络设备,但是路由器支持的路由算法才是最核心的东西。路由算法有两大类:距离矢量算法(如rip , igrp)以及连路状态算法(如ospf),还有一种平衡混合的算法(如eigrp),是前面两种算法的综合。路由器使用距离矢量算法,判断到达目的地址的优先路径的标准只有一个,那就是跳数,认为具有最小跳数的路径是最有路径,而不理会其带宽,可靠性,时延等因素。并且认为跳数大于15跳的目的地址是不可到达的,这边限制了可路断最优路径,这样可路由的区域便增大了,并且能平衡各条链路之间的流量。另外,路由还有一个二层设备不具有的功能,那就是隔绝广播,它可以将广播限制在一个网络之内,进而增大网络之间的带宽。

最后总结一下,网桥是一个二层设备,用于隔绝冲突,但是不能隔绝广播。常常是基于软件的,现在使用得很少了。交换机是一个多端口的二层设备,又叫做多口桥,功能除了网桥所具有的功能之外,还有其特定的高级功能。路由器是一个三层设备,用于路径选择,并且可以隔绝广播。

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