【网络】交换机 VLAN 网关 路由器

网关

含义

网间连接器，协议转换器
在传输层上实现网络互连
PS：二层交换机在链路层，路由、三层交换机在网络层，集线器、中继器在物理层

是最复杂的网络互联设备，仅用于两个高层协议不同的网络互连

网关有很多种，最常用的是TCP/IP协议里的网关

网关实质是一个网络通向其他网络的IP地址，是网段范围内可用的IP中一个，一般是第一个和最后一个，如192.168.1.1

通信

网络A中的主机把数据包转发给自己的网关，网关在转发给网络B的网关，网络B的网关再转发给网络B的主机

所以TCP/IP协议只有设置好网关的IP地址才能实现不同网络的通信

默认网关

一台主机可以有很多网关，如果找不到可用网关，就需要一个默认网关来接收处理发送的数据包

一般主机使用的网关都是默认网关

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路由

含义

局域网自动分配IP，虚拟拨号
属于网络层(第四层)，根据IP寻址，可处理TCP/IP协议
一个IP可分配给多个主机使用
有防火墙功能
用于网络间连接，连接不同网络

本质

网络之间的连接，相当于邮局，连接外网的入口，共用一个外网IP

实际上网：
通过同一台路由器上网的电脑共用一个宽带账号

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VLAN

含义和本质

虚拟局域网， virtual local area network
一组逻辑上的设备和用户，不受物理位置限制，在一个网段中通信

就是使用路由器分割的网络，即广播域

本质是一个网段，因为是在虚拟的路由器的接口下创建的网段得名虚拟局域网

交换机和VLAN

冲突域：数据必然发送到的区域。
Hub是无智能的信号驱动器，有入必出，整个hub组成地网络就是一个冲突域。
交换机的一个接口连接一个冲突域，也就是交换机隔离冲突域

广播域：广播数据能发送到的区域。
交换机和集线器对广播帧是透明的，用交换机和hub组成的网络是一个广播域
路由器的一个接口连接一个广播域，也就是路由器隔离广播域

交换机在发送数据报文时查看MAC地址表的目的MAC地址，
再匹配vlan id，如果入vlan和出vlan一致，则转发数据报文，不一致就向所有跟入接口vlan id相同的vlan端口发送

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交换机

含义

属于物理层(中继层)(第一层)，根据mac地址寻址
可以把主机连接起来，不同主机对应不同IP

集线器和交换机用于做端口扩展，扩大局域网(通常是以太网)的接入点,即连接更多电脑

本质

连接更多主机，每个主机MAC绑定一个连接端口

工作原理

主机A想发送数据到本子网主机B，数据发送至交换机接口，
如果交换机MAC表没有主机A的地址，则保存主机A的MAC地址域端口的映射
然后交换机查找MAC表里主机B的MAC地址，有则转发数据，没有则发送ARP广播让主机B应答返回MAC地址

二层交换机

数据链路层设备
识别数据包中的MAC地址，根据AMC地址转发，记录MAC地址到内部的地址表

要求很宽的交换总线带宽
一般用于小型的局域网

三层交换机

本质是带有路由功能的二层交换机，路由属于第三层网络层设备，所以得名三层交换机

A发数据给B，已知B目的IP，不知MAC地址，
通过子网掩码获得网络地址判断是否在同一网段：
1.同一网段
A发送ARP请求，B返回MAC地址，A拿到MAC地址发送给交换机，交换机启用二层交换模块查找MAC地址表转发到对应端口
(没目标MAC地址则广播由目标回传MAC再发送)
2.不在同一网段：
A将第一个数据包发送给默认网关(通常是路由器)，网关转发数据给交换机(这时的源MAC地址已经是网关的MAC地址)
然后交换机拆线呢路由表确定达到B的路由，构造新的帧头，
源MAC地址是默认网关的MAC地址，目标MAC地址是B的MAC，
确立主机AB的MAC地址及转发端口的对应关系，记录进流缓存，以后A到B的数据直接交由二层交换模块完成
整个过程简单说是一次路由多次转发

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