HUB、交换机和路由器

HUB、交换机和路由器


HUB,也就是 集线器 。它的作用可以简单的理解为将一些机器连接起来组成一个局域网。
二层交换机 和集线器HUB实现的功能差不多, 不同的地方就是 交换机实现独享带宽,连接的时候你的带宽就是网线带宽;(HUB与SWITCH的根本区别)。基于MAC地址转发数据.




OSI开发互联系统分为物理层、链路层、网络层、传输层、表示层、会话层、应用层


三层交换机就是二层交换机加了路由功能(实现基于IP地址转发); (与2层交换机的根本区别)
二层交换机用基于物理地址(MAC)传输数据方式(链路层)、接到交换机上的设备属于同个广播域、在传统二层交换机上只能划分冲突域不能划分广播域
三层交换机可以划分广播域、让VLAN之间互相通讯.它解决了局域网中网段划分之后，网段中子网必须依赖路由器进行管理的局面，解决了传统路由器低速、复杂所造成的网络瓶颈问题.




路由器转发数据是基于IP地址进行转发的(网络层, IP交换), 维护路由表信息。




例子1_二层交换机: 


楼层一 楼层二分别有两台2层交换机,他们之间可以划分VLAN,做策略来进行通讯,但是如果说,楼层1的交换机和楼层2的交换机不在同一VLAN,而他们之间又要互相通讯,那么就需要通过路由器来做路由功能. 


例子2_三层交换机: 


如上,如果说还有更多楼层,更多交换机,那么只需要一个3层的核心交换机就可以取代路由器了. 




路由技术实质上来说不过两种功能：决定最优路由和转发数据包。路由表中写入各种信息，由路由算法计算出到达目的地址的最佳路径，然后由相对简单直接的转发机制发送数据包。接受数据的下一台路由器依照相同的工作方式继续转发，依次类推，直到数据包到达目的路由器。而路由表的维护，也有两种不同的方式。一种是路由信息的更新，将部分或者全部的路由信息公布出去，路由器通过互相学习路由信息，就掌握了全网的拓扑结构，这一类的路由协议称为距离矢量路由协议；另一种是路由器将自己的链路状态信息进行广播，通过互相学习掌握全网的路由信息，进而计算出最佳的转发路径，这类路由协议称为链路状态路由协议。




路由器的优点在于接口类型丰富，支持的三层功能强大，路由能力强大，适合用于大型的网络间的路由，它的优势在于选择最佳路由，负荷分担，链路备份及和其他网络进行路由信息的交换等等路由器所具有功能。
三层交换机的最重要的功能是加快大型局域网络内部的数据的快速转发，加入路由功能也是为这个目的服务的。如果把大型网络按照部门，地域等等因素划分成一个个小局域网，这将导致大量的网际互访，单纯的使用二层交换机不能实现网际互访；如单纯的使用路由器，由于接口数量有限和路由转发速度慢，将限制网络的速度和网络规模，采用具有路由功能的快速转发的三层交换机就成为首选。


于安全和管理方便的考虑，主要是为了减小广播风暴的危害，必须把大型局域网按功能或地域等因素


  
划成一个个小的局域网，这就使VLAN技术在网络中得以大量应用，而各个不同VLAN间的通信都要经过路由器来完成转发，随着网间互访的不断增加。单纯使用路由器来实现网间访问，不但由于端口数量有限，而且路由速度较慢，从而限制了网络的规模和访问速度。基于这种情况三层交换机便应运而生。
传统路由器也难以胜任VLAN之间的通信任务，因为相对于局域网的网络流量来说，传统的普通路由器有路由传输速率瓶颈。而且千兆级路由器的价格也是非常难以接受的。如果使用三层交换机上的千兆端口或百兆端口连接不同的子网或VLAN，就在保持性能的前提下，经济地解决了子网划分之后子网之间必须依赖路由器进行通信的问题，因此三层交换机是连接子网的理想设备。
在实际应用过程中，典型的做法是：处于同一个局域网中的各个子网的互联以及局域网中VLAN间的路由，用三层交换机来代替路由器，而只有局域网与公网互联之间要实现跨地域的网络访问时，才通过专业路由器。




四层交换： OSI模型的第四层是传输层。传输层负责端对端通信，即在网络源和目标系统之间协调通信。在IP协议栈中这是TCP（一种传输协议）和UDP（用户数据包协议）所在的协议层。
具有第四层功能的交换机能够起到与服务器相连接的"虚拟IP"(VIP)前端的作用。 
每台服务器和支持单一或通用应用的服务器组都配置一个VIP地址。这个VIP地址被发送出去并在域名系统上注册。在发出一个服务请求时，第四层交换机通过判定TCP开始，来识别一次会话的开始。然后它利用复杂的算法来确定处理这个请求的最佳服务器。一旦做出这种决定，交换机就将会话与一个具体的IP地址联系在一起，并用该服务器真正的IP地址来代替服务器上的VIP地址。