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在我刚接触网络知识的时候,有时候总是会被一个问题所困扰,那就是桥接、交换和路由之间的区别,相信大部分初学计算机网络知识的网友朋友都会有这样的情况。前几天就遇到了一位网友朋友提出这样的疑问,今天我就带大家来了解什么是桥接、交换和路由,并且对于三者之间的区别及应用场景做个详细的介绍。
一、什么是桥接
桥接工作在OSI网络参考模型的第二层数据链路层,是一种以MAC地址来作为判断依据来将网络划分成两个不同物理段的技术,其被广泛应用于早期的计算机网络当中。
我们都知道,以太网是一种共享网络传输介质的技术,在这种技术下,如果一台计算机发送数据的时候,在同一物理网络介质上的计算机都需要接收,在接收后分析目的MAC地址,如果是属于目的MAC地址和自己的MAC地址相同便进行封装提供给网络层,如果目的MAC地址不是自己的MAC地址,那么就丢弃数据包。
桥接的工作机制是将物理网络段(也就是常说的冲突域)进行分隔,根据MAC地址来判断连接两个物理网段的计算机的数据包发送。
下面,我们举个例子来为各位网友讲解:在下图中的网络结构中,有两台集线器分别连接多台计算机,我们分别将A集线器和B集线器定为A冲突域和B 冲突域。在这样的网络环境中,如果计算机A向计算机C发送数据包时,集线器A会将数据包在整个网络中的全部计算机(包括集线器B)发送一遍,而不管这些数据包是不是需要发送到另一台区域B。
我们再将集线器A和集线器B分别连接到网桥的两个端口上,如果计算机A再向计算机C发送数据包时会遇到什么样的情况呢?这时集线器A也是同样会将数据包在全网发送,当到达网桥后,网桥会进行数据包目的MAC地址的分析,然后对比自己学习到的MAC地址表,如果这个表中没有此MAC地址,网桥便会在两个网段上的发送数据包,同时会将计算机A的MAC地址记录在自己的表当中。
经过多次这样的记录,网桥会将所有的MAC地址记录,并划分为两个段。这时计算机A再次发送数据包给B的时候,因为这两台计算机同处在一个物理段位上,数据包到达网桥时,网桥会将目的MAC地址和自己的表进行对比,并且判断计算机A和计算机B在同一个段位上,便不会转发到区域B当中,而如果不在同一个物理段当中,网桥便会允许数据包通过网桥。
通过以上的例子我们了解到,网桥实际上是一种控制冲突域流量的设备。网桥现在基本上已经很少用到了,除了隔离冲突域以外,网桥还可以实现不同O类型网络的连接(令牌环网和以太网之间的连接)和网络的扩展(IEEE的5.4.3连接规则)等等功能。
二、什么是交换
交换同样工作在OSI网络参考模型的第二层数据链路层,也是一种以MAC地址来作为判断依据来将网络划分成两个不同段的技术,不同的是交换将物理网段划分到每一个端口当中,简单的理解就是一种多端口的网桥,它实际上是一种桥接技术的延伸。
在前面的了解当中,我们已经知道桥接是连接两个不同的物理网段(冲突域)的技术,交换是连接多个物理网段技术,典型的交换机通常都有多个端口,每个端口实际上就是一个网桥,当连接到交换机端口的计算机要发送数据包时,所有的端口都会判断这个数据包是否是发给自己的,如果不是就将其丢弃,这样就将冲突域的概念扩展到每个交换机端口上。
我们还是举例为大家说明,在下面的图中,我们可以看到计算机A、B分别连接到交换机的不同端口当中,当计算机A向B发送数据包时,假设这时A端口并没有学习到B端口的MAC地址,这时,A端口便会使用广播将数据包发送到除A端口以外的所有端口(广播域),当其他计算机接收到数据包后会与自己的 MAC地址进行对比,然后简单的丢弃数据包;当B接收到数据包后,通过对比后接收数据包,并且记录源地址。通过反复这样的学习,交换机会构建一个基于所有端口的转发数据库,存储在交换机的内容可寻址存储器当中(CAM)。
在交换机学习到所有端口的信息后,计算机A再次发送数据包给B时,就不再广播地址,而是直接发送到转发数据库中所对应的B端口。通过这样的学习,在交换机上实现了微分段,每个连接到交换机端口的计算机都可以独享带宽。
责编:罗莉
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