交换机和路由器的实现原理

1. 请问交换机和路由器分别的实现原理是什么？分别在哪个层次上面实现的？
                http://www.360doc.com/content/10/0803/18/2509090_43432794.shtml
将网络互相连接起来要使用一些中间设备（或中间系统），ＩＳＯ的术语称之为中继（re

lay）系统。根据中继系统所在的层次，可以有以下五种中继系统：

1)       物理层（即常说的第一层、层Ｌ1）中继系统，即转发器（repeater）。

2)       数据链路层（即第二层，层Ｌ2），即网桥或桥接器（bridge）。

3)       网络层（第三层，层Ｌ3）中继系统，即路由器（router）。

4)       网桥和路由器的混合物桥路器（brouter）兼有网桥和路由器的功能。

5)       在网络层以上的中继系统，即网关（gateway）.

当中继系统是转发器时，一般不称之为网络互联，因为这仅仅是把一个网络扩大了，而这

仍然是一个网络。高层网关由于比较复杂，目前使用得较少。因此一般讨论网络互连时都

是指用交换机和路由器进行互联的网络。本文主要阐述交换机和路由器及其区别。  

2.  第二层交换机和路由器的区别：

传统交换机从网桥发展而来，属于ＯＳＩ第二层即数据链路层设备。它根据ＭＡＣ地址寻

址，通过站表选择路由，站表的建立和维护由交换机自动进行。路由器属于ＯＳＩ第三层

即网络层设备，它根据ＩＰ地址进行寻址，通过路由表路由协议产生。因特网的路由选择

协议：内部网关协议IGP和外部网关协议EGP

3. 第三层交换机和路由器的区别：

在第三层交换技术出现之前，几乎没有必要将路由功能器件和路由器区别开来，他们完全

是相同的：提供路由功能正在路由器的工作，然而，现在第三层交换机完全能够执行传统

路由器的大多数功能。

综上所述，交换机一般用于ＬＡＮ－ＷＡＮ的连接，交换机归于网桥，是数据链路层的设

备，有些交换机也可实现第三层的交换。路由器用于ＷＡＮ－ＷＡＮ之间的连接，可以解

决异性网络之间转发分组，作用于网络层。他们只是从一条线路上接受输入分组，然后向

另一条线路转发。这两条线路可能分属于不同的网络，并采用不同协议。相比较而言，路

由器的功能较交换机要强大，但速度相对也慢，价格昂贵，第三层交换机既有交换机线速

转发报文能力，又有路由器良好的控制功能，因此得以广播应用。

----------------------------------------------------------------------

2.1    OSI和TCP/IP

1.  七层网络结构功能及特点--OSI

1)  
物理层：为数据链路层提供物理连接，在其上串行传送比特流，即所传送数据的单位

是比特。此外，该层中还具有确定连接设备的电气特性和物理特性等功能。

2)  
数据链路层：负责在网络节点间的线路上通过检测、流量控制和重发等手段，无差错

地传送以帧为单位的数据。为做到这一点，在每一帧中必须同时带有同步、地址、差错控

制及流量控制等控制信息。

3)  
网络层：为了将数据分组从源（源端系统）送到目的地（目标端系统），网络层的任

务就是选择合适的路由和交换节点，使源的传输层传下来的分组信息能够正确无误地按照

地址找到目的地，并交付给相应的传输层，即完成网络的寻址功能。

4)  
传输层：传输层是高低层之间衔接的接口层。数据传输的单位是报文，当报文较长时

将它分割成若干分组,然后交给网络层进行传输。传输层是计算机网络协议分层中的最关键

一层，该层以上各层将不再管理信息传输问题。

5)  
会话层：该层对传输的报文提供同步管理服务。在两个不同系统的互相通信的应用进

程之间建立、组织和协调交互。例如，确定是双工还是半双工工作。

6)  
表示层：该层的主要任务是把所传送的数据的抽象语法变换为传送语法，即把不同计

算机内部的不同表示形式转换成网络通信中的标准表示形式。此外，对传送的数据加密（

或解密）、正文压缩（或还原）也是表示层的任务。

7)   应用层：该层直接面向用户，是OSI中的最高层。它的主要任务是为用户提供应用的

接口，即提供不同计算机间的文件传送、访问与管理，电子邮件的内容处理，不同计算机

通过网络交互访问的虚拟终端功能等。

2. TCP/IP功能及特点

1)   网络接口层：这是TCP/IP协议的最低一层，包括有多种逻辑链路控制和媒体访问协议

。网络接口层的功能是接收IP数据报并通过特定的网络进行传输，或从网络上接收物理帧

，抽取出IP数据报并转交给网际层。

2)   网际网层（IP层）：该层包括以下协议：IP（网际协议）、ICMP（Internet Contro

l Message Protocol,因特网控制报文协议）、ARP（Address Resolution Protocol，地址

解析协议）、RARP（Reverse Address Resolution Protocol，反向地址解析协议）。该层

负责相同或不同网络中计算机之间的通信,主要处理数据报和路由。在IP层中，ARP协议用

于将IP地址转换成物理地址,RARP协议用于将物理地址转换成IP地址，ICMP协议用于报告差

错和传送控制信息。IP协议在TCP/IP协议组中处于核心地位。

3)   传输层：该层提供TCP（传输控制协议）和UDP（User Datagram Protocol，用户数据

报协议）两个协议，它们都建立在IP协议的基础上，其中TCP提供可靠的面向连接服务，U

DP提供简单的无连接服务。传输层提供端到端，即应用程序之间的通信，主要功能是数据

格式化、数据确认和丢失重传等。

4)   应用层：TCP/IP协议的应用层相当于OSI模型的会话层、表示层和应用层，它向用户

提供一组常用的应用层协议,其中包括：Telnet、SMTP、DNS等。此外，在应用层中还包含

有用户应用程序，它们均是建立在TCP/IP协议组之上的专用程序。

3. OSI参考模型和TCP/IP参考模型的区别：

1)   OSI模型有7层，TCP/IP只有4层；

2)   OSI先于协议出现，因此不会偏向于任何一组特定的协议，通用性更强，但有些功能

不知该放哪一层上，因此不得不加入一些子层；TCP/IP后于协议出现，仅是将已有协议的

一个描述，因此两者配合的非常好；但他不适合其他的协议栈，不容易描述其他非TCP/IP

的网络；

3)   OSI中网络层同时支持无连接和面向连接的通信，但在传输层上只支持面向连接的通

信；TCP/IP中网络层只支持无连接通信，传输层同时支持两种通信；

4)   在技术发生变化时，OSI模型比TCP/IP模型中的协议更容易被替换。

4.         请你详细的解释一下IP协议的定义，在哪个层上面，主要有什么作用？ TCP与

UDP呢？　

解：与IP协议配套使用的还有三个协议:

ARP-地址解析协议

RARP－逆地址解析协议

ICMP－因特网控制报文协议ICMP

IP协议－网际协议

IP地址、IP包头