路由器与交换机知识总结

路由器（Router）是一种计算机网络设备，提供了路由与转发机制，可以决定数据包从源到目的所经过的路径，这个过程就叫做路由；将路由器输入端的数据包交移到目的路由器，这个过程叫做转发。路由工作在网络层，即OSI第三层。

路由器的工作原理：当数据包进入路由器时，会首先查看数据包中的MAC地址，然后进而决定：

1、广播

2、组播（每一个组播地址都有自己的MAC地址，基于MAC地址可以判断是否继续解封装，若本地加入了这组，将解封装，否则将直接丢弃）

3、单播（目标MAC为路由器接口MAC ---将继续解封装，目标MAC不是路由器接口的MAC，将直接丢弃）

在二层解封装完成后，查看三层报头，默认路由器只查看目标IP，从而进行：

1、广播

2、组播（若加入该组，则解封装，否则丢弃）

3、单播（目标IP为本地路由器IP---将继续解封装，目标IP为其他设备，将查询本地的TCAM表）

交换机的CAM表是二进制表，TCAM由1、0、x构成x标识主机位

路由器的基本作用：路由器的作⽤是实现⽹络互联为分组数据提供转发

基本工作工程：

路由：使用路由表来实现，包括路由表的建立、更新、维护、查找

使用静态路由和动态路由协议来获知远端网络构建路由表

隔离⼦⽹，防⽌⼴播蔓延，指定访问规则

不同类型⽹络互联：

路由器经常会收到以某种类型的数据链路帧封装的数据

包，当转发这种数据包时，路由器可能需要将其封装为另

⼀种类型的数据链路帧。数据链路封装取决于路由器接⼝

的类型及其连接的介质类型。

问题：流量到了边界是先路由还是先NAT？

答：流量从内网到外网，是先查表后NAT；流量从外网到内网，是先NAT，后查表。

数据交互方式（路由方式）：

1、原始数据包交换

先查询本地的TCAM表，再查看本地的ARP表来确定目标或者吓一跳的mac地址--------前提是网络环境为以太网。

2、快速交换

一次路由多次交换，基于数据流。

基于数据流的第一个包进行TCAM和ARP表查询；之后将通过过程---源目标IP地址、进出接口、新的二层封装记录到缓存中；生成一个cache列表，该数据流的第二个包将基于缓存直接转发。

3、特快交换

最早是由CISCO提出；CEF技术无需路由直接交换

路由器将本地的路由表和ARP表直接转换为二进制的列表，之后将两个表格整合形成转发规则。

路由表----FIB（转发信息数据库），解决完了递归。

ARP表----ADJ（类似于邻居表）

二层交换机：

作用：

提供端口密度，用于更多节点的互联集线器（HUB）也可以实现
对电流信息进行识别在转发；故理论上可以无限延长传输距离
完全没有冲突；实现所有节点间的同时数据收发
二层单播

工作原理：

数据帧进入交换机后，交换机先查看数据帧中的源mac地址，基于该mac的进入接口记录到本地的MAC地址表—CAM 表

标准的CAM表：MAC+接口编号，hash运算

支持vlan基础的CAM：MAC+接口编号+VLAN ID ，hash运算（特点：1、不等长的输入，等长的输出 2、雪崩效应 3、不可逆）

工作在OSI模型的物理层和数据链路层。

网络类型：

点到点 – 在一网段内只能存在两个物理接口
BMA -- 广播型多路访问网络在一个MA网络中，同时存在广播洪泛机制
NBMA -- 非广播型多路访问网络在一个MA中不支持洪泛机制，只能使用伪广播来进行广播或组播行为

MA：多路访问，在一个网段的节点数量不限制；网络类型主要关注的是二层的封装技术

NBMA：是一个网络术语，译为非广播多路访问，是交换机来决定如何让转发数据帧的，NBMA交换机是需要人工配置的。

相对于NBMA那么BMA就是广播多路访问，BMA是主机决定是都收取某一数据帧，交换机只是起到优化辅助的作用，BMA交换机以太网交换机是被动学习的。

三层交换机：是二层交换机和路由器的功能集合设备。

当一个数据包进入3层交换机后；

1、先查看源mac地址，生成cam

2、再查看目标mac地址

1）广播洪泛同时解封装

2）组播洪泛或者基于组转发若该设备处于该组同时解封

3）单播目标mac为本地，直接解封目标mac为其他设备基于cam表转发

3、解封装后，查看目标ip地址；此时行为将和路由器一致

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