交換機(jī)和路由器的工作過(guò)程

交換機(jī)和路由器的工作過(guò)程。本文介紹路由器與交換機(jī)的基本工作原理，在介紹這之前先來(lái)看一下OSI七層工作模型：

交換機(jī)的工作過(guò)程

交換機(jī)的作用是組建局域網(wǎng)

在一個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)的兩臺(tái)主機(jī)通信前，源主機(jī)會(huì)向交換機(jī)發(fā)送一個(gè)單播報(bào)文，報(bào)文中包括源mac地址和目的mac地址，交換機(jī)拿到這個(gè)報(bào)文后，如果發(fā)現(xiàn)自己的mac地址表中沒(méi)有這個(gè)源mac地址，會(huì)把源mac地址進(jìn)行記錄，然后尋找自己的mac地址表中是否有這個(gè)目的mac地址，如果有，就將報(bào)文直接單播丟給目的mac對(duì)應(yīng)的主機(jī)，如果沒(méi)有，就會(huì)將這個(gè)報(bào)文丟給這個(gè)局域中的所有主機(jī)，這個(gè)過(guò)程叫做 廣播。

此時(shí)，對(duì)于局域網(wǎng)中的所有主機(jī)來(lái)說(shuō)，它們都會(huì)收到一個(gè)來(lái)自交換機(jī)的報(bào)文，如果它們自身的mac地址與目的mac地址不同，它們就會(huì)丟棄這個(gè)報(bào)文，如果相同，它就會(huì)給這個(gè)報(bào)文的源mac發(fā)送一個(gè)回應(yīng)報(bào)文，此時(shí)的報(bào)文中，源mac變成了之前的目的mac，目的mac變成了之前的源mac。

結(jié)束了?沒(méi)有!對(duì)于交換機(jī)中的mac地址表來(lái)說(shuō)，它會(huì)先學(xué)習(xí)這個(gè)報(bào)文中的源mac地址，然后在mac表中找到目的mac(這個(gè)mac無(wú)論如何都是存在的，因?yàn)橹耙呀?jīng)學(xué)習(xí)過(guò)了)，將報(bào)文單播給目的mac對(duì)應(yīng)的主機(jī)。

至此，整個(gè)過(guò)程才算結(jié)束。

路由器的工作過(guò)程

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一般來(lái)說(shuō)，路由器的主要工作是對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，具體過(guò)程如下：

第一步：當(dāng)數(shù)據(jù)包到達(dá)路由器，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)物理接口的類型，路由器調(diào)用相應(yīng)的鏈路層功能模塊，以解釋處理此數(shù)據(jù)包的鏈路層協(xié)議報(bào)頭。這一步處理比較簡(jiǎn)單，主要是對(duì)數(shù)據(jù)的完整性進(jìn)行驗(yàn)證，如CRC校驗(yàn)、幀長(zhǎng)度檢查等。

第二步：在鏈路層完成對(duì)數(shù)據(jù)幀的完整性驗(yàn)證后，路由器開(kāi)始處理此數(shù)據(jù)幀的IP層。這一過(guò)程是路由器功能的核心。根據(jù)數(shù)據(jù)幀中IP包頭的目的IP地址，路由器在路由表中查找下一跳的IP地址;同時(shí)，IP數(shù)據(jù)包頭的TTL(Time To Live)域開(kāi)始減數(shù)，并重新計(jì)算校驗(yàn)和(Checksum)。

第三步：根據(jù)路由表中所查到的下一跳IP地址，將IP數(shù)據(jù)包送往相應(yīng)的輸出鏈路層，被封裝上相應(yīng)的鏈路層包頭，最后經(jīng)輸出網(wǎng)絡(luò)物理接口發(fā)送出去。

三層交換機(jī)工作過(guò)程：

三層交換機(jī)是一個(gè)具有三層交換功能的設(shè)備，即帶有第三層路由功能的第二層交換機(jī)，但它是二者的有機(jī)結(jié)合，并不是簡(jiǎn)單地把路由器設(shè)備的硬件及軟件疊加在局域網(wǎng)交換機(jī)上。

三層交換技術(shù)就是將路由技術(shù)與交換技術(shù)合二為一的技術(shù)。在對(duì)第一個(gè)數(shù)據(jù)流進(jìn)行路由后，它將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)MAC地址與IP地址的映射表，當(dāng)同樣的數(shù)據(jù)流再次通過(guò)時(shí)，將根據(jù)此表直接從二層通過(guò)而不是再次路由，從而消除了路由器進(jìn)行路由選擇而造成網(wǎng)絡(luò)的延遲，提高了數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)的效率。