计算机网络学习笔记「交换机、路由器和网关」

交换机

在计算机网络系统中，交换机是针对共享工作模式的弱点而推出的。交换机拥有一条高带宽的背部总线和内部交换矩阵。交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上，当控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC（网卡的硬件地址）的NIC（网卡）挂接在哪个端口上，通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口。

目的MAC若不存在，交换机才广播到所有的端口，接收端口回应后交换机会“学习”新的地址，并把它添加入内部地址表 中。

交换机工作于OSI参考模型的第二层，即数据链路层。

交换机内部的CPU会在每个端口成功连接时，通过ARP协议学习它的MAC地址，保存成一张 ARP表。在今后的通讯中，发往该MAC地址的数据包将仅送往其对应的端口，而不是所有的端口。因此，交换机可用于划分数据链路层广播，即冲突域

但它不能划分网络层广播，即广播域。

路由器

路由器（Router）是一种计算机网络设备，提供了路由与转送两种重要机制。

• 路由：可以决定数据包从来源端到目的端所经过的路由路径（host到host之间的传输路径）

• 转送：将路由器输入端的数据包移送至适当的路由器输出端(在路由器内部进行)

路由工作在OSI模型的第三层——即网络层，例如网际协议。

路由器的一个作用是连通不同的网络，另一个作用是选择信息传送的线路。

路由器与交换器的差别:

• 路由器是属于OSI第三层的产品
• 交换器是OSI第二层的产品(这里特指二层交换机)。

网关

网关（Gateway），网关是连接两个网络的设备，

在传统TCP/IP术语中，网络设备只分成两种，一种为网关（gateway），另一种为主机（host）。

• 网关能在网络间转递数据包
• 主机不能转送数据包。

在主机中，数据包需经过TCP/IP四层协议处理，但是在网关只需要到达网际层，决定路径之后就可以转送。

在现代网络术语中，网关（gateway）与路由器（router）的定义不同

• 网关（gateway）能在不同协议间移动数据
• 路由器（router）是在不同网络间移动数据.

对于以太网中的网关只能转发三层以上数据包，这一点和路由是一样的。

不同的是网关中并没有路由表，他只能按照预先设定的不同网段来进行转发。

网关最重要的一点就是端口映射

子网内用户在外网看来只是外网的IP地址对应着不同的端口，这样看来就会保护子网内的用户。