¿Cuáles son las diferencias en los principios y aplicaciones de los conmutadores de capa 2, los conmutadores de capa 3, los conmutadores multicapa y los enrutadores? ¿A qué tipos de necesidades de construcción de redes son aplicables?
Los conmutadores de capa 2 son conmutadores infalibles que se pueden utilizar después de estar conectados
Los conmutadores de capa 3 tienen funciones de enrutador que se pueden dividir en VLAN
Conmutadores multicapa son conmutadores de capa de aplicación, que pueden ser gestionados por la red
Las principales diferencias entre enrutadores y conmutadores se reflejan en los siguientes aspectos:
(1) Diferentes niveles de trabajo
El conmutador inicial está funcionando En la capa de enlace de datos de la arquitectura abierta OSI/RM, que es la segunda capa, el enrutador fue diseñado para funcionar en la capa de red del modelo OSI desde el principio. Dado que el conmutador funciona en la segunda capa de OSI (capa de enlace de datos), su principio de funcionamiento es relativamente simple, mientras que el enrutador funciona en la tercera capa de OSI (capa de red) y puede obtener más información de protocolo, y el enrutador puede hacer Decisiones de reenvío más inteligentes.
(2) El reenvío de datos se basa en diferentes objetos.
El conmutador utiliza la dirección física o dirección MAC para determinar la dirección de destino de los datos reenviados. El enrutador utiliza los números de identificación (es decir, direcciones IP) de diferentes redes para determinar la dirección para el reenvío de datos. Las direcciones IP se implementan en software y describen la red donde se encuentra el dispositivo. A veces, estas direcciones de tercera capa también se denominan direcciones de protocolo o direcciones de red. La dirección MAC generalmente viene con el hardware y la asigna el fabricante de la tarjeta de red. Se ha solidificado en la tarjeta de red y generalmente no se puede cambiar. Las direcciones IP generalmente las asigna automáticamente el administrador de red o el sistema.
(3) Los conmutadores tradicionales solo pueden dividir dominios de colisión, no dominios de transmisión; los enrutadores pueden dividir dominios de transmisión.
Los segmentos de red conectados por conmutadores todavía pertenecen al mismo dominio de transmisión. se propaga en todos los segmentos de la red a los que está conectado el conmutador, provocando congestión del tráfico y violaciones de seguridad en algunos casos. Los segmentos de red conectados al enrutador se asignarán a diferentes dominios de transmisión y los datos de transmisión no pasarán a través del enrutador. Aunque los conmutadores de la tercera capa y superiores tienen funciones VLAN y también pueden dividir dominios de transmisión, la comunicación entre dominios de subdifusión no se puede comunicar y la comunicación entre ellos aún requiere enrutadores.
(4) El enrutador proporciona un servicio de firewall.
El enrutador solo reenvía paquetes de datos con direcciones específicas y no transmite paquetes de datos que no admiten protocolos de enrutamiento ni datos de red de destino desconocidos. paquetes, evitando así tormentas de transmisión.
Los conmutadores se utilizan generalmente para conexiones LAN-WAN. Los conmutadores se clasifican como puentes y son dispositivos en la capa de enlace de datos. Algunos conmutadores también pueden implementar conmutación de tercera capa. Los enrutadores se utilizan para conexiones WAN-WAN. Pueden reenviar paquetes entre redes heterogéneas y actuar en la capa de red. Simplemente aceptan paquetes de entrada de una línea y los reenvían a otra línea. Las dos líneas pueden pertenecer a redes diferentes y utilizar protocolos diferentes. En comparación, los enrutadores son más potentes que los conmutadores, pero son relativamente lentos y costosos. Los conmutadores de capa 3 tienen tanto la capacidad de reenvío de paquetes a velocidad de línea de los conmutadores como las buenas funciones de control de los enrutadores, por lo que se utilizan ampliamente.
1》¿Qué es un enrutador?
Un enrutador es un dispositivo de red que conecta múltiples redes o segmentos de red. Puede "traducir" información de datos entre diferentes redes o segmentos de red para que puedan "leer" cada uno. los datos de otros y formar una red más grande.
Los enrutadores tienen dos funciones típicas, a saber, la función de canal de datos y la función de control. Las funciones del canal de datos incluyen decisiones de reenvío, reenvío de backplane y programación de enlaces de salida, etc., que generalmente se completan mediante hardware específico. Las funciones de control generalmente se implementan mediante software, incluido el intercambio de información con enrutadores adyacentes, la configuración del sistema, la administración del sistema, etc.
A lo largo de los años, el desarrollo de los routers ha tenido sus altibajos. A mediados de la década de 1990, los enrutadores tradicionales se convirtieron en el cuello de botella que restringía el desarrollo de Internet. En cambio, los conmutadores ATM se han convertido en el núcleo de la red troncal IP y los enrutadores se han convertido en una función de apoyo.
A finales de la década de 1990, la escala de Internet se expandió aún más, el tráfico se duplicó cada seis meses y la red de cajeros automáticos se convirtió en un cuello de botella. Después de que aparecieron los conmutadores de enrutamiento Gbps en 1997, la gente comenzó a reemplazar los conmutadores ATM con enrutamiento de Gbps. La arquitectura se basó en enrutadores. La red troncal central.
2》El principio y función del enrutador
Un enrutador es un dispositivo típico de capa de red. Es una transmisión de datos de trama indirecta entre dos LAN. Se denomina sistema intermediario en OSI/RM y completa la tarea de retransmisión de capa de red o retransmisión de tercera capa. El enrutador es responsable de transmitir datos en tramas entre las capas de red de las dos LAN. Al reenviar tramas, es necesario cambiar la dirección en la trama.
1. Principio y función
El enrutador se utiliza para conectar múltiples redes separadas lógicamente. La llamada red lógica representa una red separada o una subred. Cuando los datos se transfieren de una subred a otra, se realiza a través de un enrutador. Por lo tanto, el enrutador tiene la función de determinar la dirección de red y seleccionar la ruta. Puede establecer conexiones flexibles en un entorno de interconexión de múltiples redes y puede utilizar métodos de acceso a medios y agrupación de datos completamente diferentes para conectar varias subredes. estaciones de origen u otra información del enrutador es un dispositivo de interconexión en la capa de red. No le importan los dispositivos de hardware utilizados por cada subred, pero requiere ejecutar un software que sea coherente con el protocolo de la capa de red. Los enrutadores se dividen en enrutadores locales y enrutadores remotos. El enrutador local se usa para conectar medios de transmisión de red, como fibra óptica, cable coaxial y par trenzado. El enrutador remoto se usa para conectar medios de transmisión remota y requiere el equipo correspondiente. Líneas telefónicas Equipadas con un módem, las conexiones inalámbricas deben pasar por un receptor y un transmisor inalámbricos.
En términos generales, los enrutadores deben usarse para interconectar redes heterogéneas e interconectar múltiples subredes.
La tarea principal del enrutador es encontrar una ruta de transmisión óptima para cada trama de datos que pasa a través del enrutador y transmitir los datos de manera efectiva al sitio de destino. Se puede ver que la estrategia para seleccionar la mejor ruta, es decir, el algoritmo de enrutamiento, es la clave del enrutador. Para completar este trabajo, el enrutador guarda datos relacionados con varias rutas de transmisión: una tabla de enrutamiento (tabla de enrutamiento) para usar en la selección de enrutamiento. La tabla de rutas almacena información de identificación de subred, la cantidad de enrutadores en la red y el nombre del siguiente enrutador. La tabla de rutas puede ser configurada de forma fija por el administrador del sistema, o modificada dinámicamente por el sistema, ajustada automáticamente por el enrutador o controlada por el host.
1. La tabla de rutas estáticas la establece de antemano el administrador del sistema. Una tabla de rutas fijas se denomina tabla de rutas estáticas. Generalmente está preestablecida de acuerdo con la configuración de la red cuando se instala el sistema. cambiar.
2． Tabla de rutas dinámicas La tabla de rutas dinámicas es una tabla de rutas que el enrutador ajusta automáticamente de acuerdo con las condiciones operativas del sistema de red. El enrutador aprende y memoriza automáticamente las condiciones de operación de la red según las funciones proporcionadas por el protocolo de enrutamiento y calcula automáticamente la mejor ruta para la transmisión de datos cuando sea necesario.
2. Ventajas y desventajas de los enrutadores
1. Ventajas
Aplicable a redes de gran escala;
Topología de red compleja, carga compartida y rutas óptimas
Puede manejar mejor multimedia
Aislar el tráfico innecesario;
Ahorrar el ancho de banda de la LAN
Reducir la carga sobre el host.
2． Desventajas
No admite protocolos que no sean de enrutamiento
Instalación compleja
Precio elevado;
3. Funciones de los enrutadores
(1) Interceptar mensajes enviados a segmentos de red remotos entre redes y desempeñar el papel de reenvío.
(2) Seleccionar la ruta más razonable para guiar la comunicación.
Para realizar esta función, el enrutador debe buscar en la tabla de enrutamiento de acuerdo con un determinado protocolo de comunicación de enrutamiento. La tabla de enrutamiento enumera cada nodo incluido en toda la red de Internet, así como las condiciones de la ruta entre los nodos y los costos de transmisión asociados con ellos. a ellos. Si hay más de una ruta hacia un nodo específico, se elige la ruta óptima (la más económica) basándose en criterios predeterminados. Dado que varios segmentos de red y sus condiciones de interconexión pueden cambiar, la información de enrutamiento debe actualizarse de manera oportuna. Esto se logra mediante actualizaciones periódicas especificadas por el protocolo de información de enrutamiento utilizado o actualizaciones basadas en cambios. Cada enrutador de la red actualiza dinámicamente la tabla de enrutamiento que mantiene de acuerdo con esta regla para mantener información de enrutamiento válida.
(3) En el proceso de reenvío de mensajes, para facilitar la transmisión de mensajes entre redes, el enrutador descompone paquetes de datos grandes en paquetes de datos de tamaño apropiado de acuerdo con reglas predeterminadas. Empaque el paquete de datos descompuesto. en su forma original.
(4) Los enrutadores multiprotocolo pueden conectar segmentos de red utilizando diferentes protocolos de comunicación y servir como plataforma para conexiones de comunicación entre segmentos de red utilizando diferentes protocolos de comunicación.
(5) La tarea principal del enrutador es guiar la comunicación a la red de destino y luego a la dirección de la estación de nodo específica. La última función se logra mediante la resolución de direcciones de red. Por ejemplo, parte de una dirección de red se asigna a un grupo de nodos que especifican una red, subred y zona, y el resto se utiliza para especificar una estación particular dentro de la subred. El direccionamiento jerárquico permite a los enrutadores almacenar información de direccionamiento para una red con muchos nodos.
Los enrutadores dentro de la WAN se pueden dividir en dos tipos según su rendimiento de reenvío de paquetes: enrutadores de nodo intermedio y enrutadores de borde. Aunque los nombres utilizados para estos dos tipos de enrutadores pueden ser muy diferentes en los distintos protocolos de enrutamiento que se mejoran constantemente, desempeñan el mismo papel.
Los enrutadores de nodo intermedio proporcionan almacenamiento y reenvío de mensajes cuando se transmiten en la red. Al mismo tiempo, se selecciona la mejor ruta para transmitir el mensaje en función de la información de enrutamiento mantenida en la tabla de enrutamiento actual. El enrutador en un lado de una empresa o red empresarial compuesta por múltiples LAN interconectadas y conectadas a la WAN externa es el enrutador fronterizo de la red empresarial. Recopila información dirigida a la red empresarial desde la WAN externa y la reenvía a los segmentos de red relevantes en la red empresarial, por otro lado, recopila los mensajes enviados por cada segmento de LAN en la red empresarial a la WAN externa y determina la la mejor manera de determinar la ruta de transmisión de mensajes relevantes.
Utilizamos un ejemplo para ilustrar el principio de funcionamiento del enrutador.
Ejemplo: la estación de trabajo A necesita transmitir información a la estación de trabajo B (suponiendo que la dirección IP de la estación de trabajo B sea 120.0.5) y deben transmitirse a través de varios enrutadores.