路由器

路由器，又被称为网关设备，是连接两个或多个网络的硬件设备。它负责在网络之间传递信息，读取每一个数据包中的地址然后决定如何传送，因此被誉为网络的大门。

作用

路由器是一种用于连接不同网络的设备，它能够根据网络层（OSI模型中的第三层）的信息（如IP地址）来选择最佳的路径，实现不同网络之间的数据传输和通信。

工作原理：

  1. 路由器会接收到数据包，然后检查数据包中的目标IP地址。这一过程涉及到路由器的核心功能之一——路由选择。路由器通过路由协议（如RIP、OSPF、BGP等）来学习网络拓扑信息，并动态更新自己的路由表。
  2. 路由器会根据路由表来判断数据包需要发送到哪个目标网络或目标主机。路由表中记录了到达各个网络节点之间的路径，以及相应的路由条目和下一跳。
  3. 确定了目标地址后，路由器会将数据包进行转发。这一过程涉及到数据包的重新封装和地址转换等操作。
  4. 路由器会通过输出端口将数据包发送出去。

此外，路由器还可以根据信道的情况自动选择和设定路由，以最佳路径按前后顺序发送数据。

路由表

主要包括以下关键信息:

字段

内容

Destination（目的地址）

用来标识IP包的目的地址或者目的网络。

Mask（网络掩码）

与目的地址一起标识目的主机或者路由器所在的网段的地址。

Prefix length（前缀长度）

由网络地址和前缀长度（或者网络掩码）构成，两者缺一不可，标识特定的网络地址。

Pre（优先级）

标识路由加入IP路由表的优先级。在可能到达一个目的地有多条路由的情况下，优先级的存在让他们先选择优先级高的路由进行利用。

Cost（路由开销）

当到达一个目的地的多个路由优先级相同时，路由开销最小的将成为最优路由。

Interface（输出接口）

说明IP包将从该路由器哪个接口转发。

Nexthop（下一跳 IP 地址）

说明IP包所经过的下一个路由器。

特点：

  1. 跨网络通信：路由器能够连接不同的网络，实现跨网络的通信。
  2. 决策功能：路由器能够根据目标地址选择最佳路径进行数据传输。
  3. 网络层设备：路由器工作在网络层，负责处理IP数据包。
  4. 应用场景：常见的应用场景包括企业网络、互联网接入、虚拟专用网络（VPN）等。

交换机

作用

交换机是一种用于连接局域网内部设备的设备，它能够根据数据链路层（OSI模型中的第二层）的信息（如MAC地址）来实现设备之间的数据交换和通信。

工作原理

  1. 交换机会接收到数据包，然后检查数据包中的目标MAC地址。这一过程涉及到交换机的核心功能之一——MAC地址学习（交换机通过学习源MAC地址和端口的对应关系来动态更新自己的MAC地址表。）。
  2. 交换机会根据学习到的MAC地址表来判断数据包需要发送到哪个端口。确定了目标端口后，交换机会将数据包进行转发。这一过程涉及到数据包的重新封装和地址转换等操作。
  3. 交换机会通过输出端口将数据包发送出去。

转发表

交换机的地址表（也称为转发表或MAC地址表）通常记录了局域网中各个设备的MAC地址和与之对应的端口信息。这些字段包括：

  1. MAC地址（MAC Address）：MAC地址是数据链路层（OSI模型中的第二层）的地址，用于唯一标识网络设备。MAC地址通常是48位二进制数，通常以十六进制表示，由6个字节组成，例如：00:1A:2B:3C:4D:5E。
  2. 端口号（Port Number）：端口号指示了该MAC地址所在的接口或端口，即数据帧应该从哪个接口转发出去。通常用端口号来表示接口，例如1、2、3等

特点

  1. 局域网通信：交换机通常连接在同一个局域网内部，用于实现局域网内部设备之间的通信。
  2. 学习功能：交换机能够学习设备的MAC地址，并根据学习到的信息进行数据转发。
  3. 数据链路层设备：交换机工作在数据链路层，负责处理数据帧。
  4. 应用场景：常见的应用场景包括企业局域网、家庭网络、数据中心等。

路由器与交换机的区别：

  1. 作用范围：路由器连接不同的网络，实现跨网络通信；而交换机连接同一个局域网内部设备，实现局域网内部通信。
  2. 决策方式：路由器根据目标IP地址进行数据转发决策，而交换机根据目标MAC地址进行数据转发决策。
  3. 处理层次：路由器工作在网络层，而交换机工作在数据链路层。
  4. 连接设备：路由器通常连接不同类型的网络设备，如路由器、交换机、终端设备等；而交换机通常连接主机设备，如计算机、打印机、服务器等。