网桥和交换机的工作原理及区别.doc

。网桥和交换机的工作原理及区别网桥和交换机区别在叙述前，我们先一起看两幅图：1.网桥的连接模式：(红点处为HUB)2.交换机连接模式：从图中可以看到，网桥只有2个输入/出端口，而交换机有8个。嗯，是的，一开始的时候(那时候只有HUB这种设备)，由于硬件水平不是很发达，人们为了提高局域网效率，减少广播风暴的出现，他们生产了网桥（一个只有两个输入/出端口的链路层设备，这时的网桥已经是个比较先进的设备），然后他们把一个局域网一分为2，中间用网桥连接，这样A发给BCD的数据就不会再广播到EFGH了(网桥发现如果数据包不是转发给下面这个子网的，它会自动丢弃此包)，只有从A发到EFGH的数据包才能通过网桥，到达另外一个子网(网桥发现如果数据包是转发给下面这个子网的，它才会把包转发给这个子网)。这样一来，非必要的传输减少了，整个网络的效率也随之提高可不少！人们发现网桥真是个好东西呀，随着硬件发展，出现了4个，8个端口的链路层设备，这就是交换机，由于交换机可以使得网络更安全(数据不容易被监听，因为数据不再广播了，注意：只是不容易而已，要搞你其实还是可以的)，网络效率更高(还是因为数据不再广播！)，交换机渐渐替代了HUB，成为组建局域网的重要设备。所以说，网桥和交换机，基本上是一样的，嗯，只是基本上而已，细看还是有些不一样的，但在说明他们之间有什么不一样之前，我想先简单介绍一下网桥和交换机的工作原理。3.网桥的工作原理：上图是用一个网桥连接的两个网络，网桥的A端口连接A子网，B端口连接B子网，为什么网桥知道哪些数据包该转发，哪些包不该转发呢？那是因为它有两个表A和B，当有数据包进入端口A时，网桥从数据包中提取出源MAC地址和目的MAC地址。一开始的时候，表A和表B都是空的，没有一条记录，这时，网桥会把数据包转发给B网络，并且在表A中增加一条MAC地址(把源MAC地址记录表中)，说明这个MAC地址的机器是A子网的，同理，当B子网发送数据包到B端口时，网桥也会记录源MAC地址到B表。当网桥工作一段时候后，表A基本上记录了A子网所有的机器的MAC地址，表B同理，当再有一个数据包从A子网发送给网桥时，网桥会先看看数据包的目的MAC地址是属于A子网还是B子网的，如果从A表中找到对应则，抛弃该包，如果不是，则转发给B子网，然后检查源MAC地址，是否在表中已经存在，如果不存在，在表A中增加一条记录。噢，或许你现在会问了，为什么需要两张表呢，一张表不行么？嗯刚才把表一分为二是为了便于理解，实际上，真正的网桥里面存的应该是一张表(当然有可能为了提速，或者其他原因，它也可能把信息存为多张表，这个得看它怎么实现了)，如果是一张信息表，表里记录的应该是：MAC-PortNum。4.交换机有些许不同，如图：交换机也有一张MAC-PORT对应表(这张表的学名为：CAM)，和网桥不一样的是，网桥的表是一对多的(一个端口号对多个MAC地址)，但交换机的CAM表却是一对一的，如果一个端口有新的MAC地址，它不会新增MACPORT记录，而是修改原有的记录例如：现在交换机记录表里已经有一项：MAC1-Port1，如果此刻端口1又来了一个数据包，里面的源MAC地址是MAC2，此时，交换机会刷新交换机记录表：MAC1-Port1记录被修改为MAC2Port1，因为交换机认为是端口1的计算机MAC地址变了，如果端口1连接的一台物理机器，MAC一般是不会变的，如果连接的是另外一个交换机，那这个端口的记录会变化得比较频繁(如上图的Port12，它是对外的接口，与一个局域网连接)，另外，如果CAM表中没有找到和数据包的目的MAC地址对应的记录，交换机会对此数据包进行广播，发给本交换机的每一个端口。网桥和交换机的缓存对比网桥和交换机除了用CAM表指导数据包转发这点和HUB不一样外，网桥和交换机还有一个特点：缓存！对，网桥和交换机都有一定量的缓存，因为网桥和交换机转发数据包需要一些额外的操作，所以可能会占用一些时间，为了避免出现因来不及转发数据，导致大量数据丢失的情况，网桥和交换机就出现了缓存。当然，缓存不是万能的，当网桥或交换机处理不及并且缓存用完了，以后再来的数据还是会丢失的。还一个网桥需要缓存的原因是：桥接两个传输速率不同的局域网，比如：802.3的传输速率说10mb/s，但实际上并不是真的10Mb/s，而 802.4(几乎)确实为10Mb/s，但两个局域网桥接时候必须是速率一样的，否则会有包丢失，而缓存也正好可以为不同速率网络连接时所使用。网桥的缓存量是大于交换机的缓存量，因为网桥天生是为了连接两个网络的，两个网络桥接