理论教育 物联网工程规划与设计-第三层原理

物联网工程规划与设计-第三层原理

时间:2023-11-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:它在网络中收到任何一个数据包, 都要将该数据包第二层 的信息去掉, 查看第三层信息。所以, 在选择设备时可以选择路由器或三层交换机。

物联网工程规划与设计-第三层原理

1. 交换技术如何转发数据

局域网交换技术是作为对共享式局域网提供有效的网段划分的解决方案而出现的, 它使每个用户尽可能地分享最大带宽。 前文已经提到, 交换技术是在数据链路层进行操作的, 因此交换机对数据包的转发是建立在MAC 地址(即物理地址) 基础上的, 对于IP 协议而言,它是透明的。

交换机在操作过程中会不断地收集资料来建立一个自己的地址表。

2. 路由器与交换机在转发数据方面的区别

路由器在OSI 七层模型中的第三层——网络层转发数据。 它在网络中收到任何一个数据包(包括广播包在内), 都要将该数据包第二层(数据链路层) 的信息去掉(称为“拆包”), 查看第三层信息(IP 地址)。 然后, 根据路由表来确定数据包的路由, 再检查安全访问表。 若检查通过, 则进行第二层信息的封装(称为“打包”)。 最后, 将该数据包转发。如果在路由表中查不到对应MAC 地址的网络地址, 路由器将向源地址的站点返回一个信息,并将该数据包丢弃。

与交换机相比, 路由器能够提供构成网络安全控制策略的一系列存取控制机制。(www.daowen.com)

路由器对任何数据包都有一个“拆打” 过程, 即使对同一源地址向同一目的地址发出的所有数据包, 也要重复相同的过程。 这导致路由器不可能具有很高的吞吐量, 也是路由器成为网络瓶颈的原因之一。

3. 三层交换

三层交换可以采用第二层交换技术与第三层交换技术相结合的方式。

假设两个使用IP 协议的站点A、 B 通过第三层交换机进行通信, 发送站A 在发送前会将自己的IP 地址与目的站B 的IP 地址进行比较, 判断B 站是否与自己在同一子网内; 若目的站B 与发送站A 在同一子网内, 则进行二层数据交换。 若两个站不在同一子网内, 则发送站A 向“缺省网关” 发出ARP (地址解析) 封包, 即广播一个ARP 请求。 如果三层交换模块在以前的通信过程中已经知道B 站的MAC 地址, 则向发送站A 回复B 的MAC 地址;否则, 三层交换模块根据路由信息向B 站广播一个ARP 请求, B 站在收到此ARP 请求后向三层交换模块回复其MAC 地址, 三层交换模块保存此地址并回复发送站A, 同时将B 站的MAC 地址发送到二层交换引擎的MAC 地址表中。 从此以后, A 向B 发送的数据包便全部交给二层交换处理, 信息得以高速交换。 由于仅在路由过程中才需要三层处理, 绝大部分数据都通过二层交换转发, 因此三层交换机的速度很快, 可接近二层交换机的速度, 且比相同路由器的价格低很多。 所以, 在选择设备时可以选择路由器或三层交换机。

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