交换机要具有哪些能力才可归分工作协议层，目前市面上的交换机就有很多的品牌和型号，功能上也有不少的差别，那自然就区分出了许多种类。通过这篇文章我们可以了解下，根据不同工作协议层来看看这些交换机所应该具备的特性。
 
　　在我们现在的工作生活中，对上网的质量需求都是越来越高的，也因此网络设备也在不断更新发展。目前市面上的交换机就有很多的品牌和型号，功能上也有不少的差别，那自然就区分出了许多种类。
 
 
　　​​我们知道网络设备都是对应工作在OSI(开放系统互连参考模型)这一开放模型的一定层次上，工作的层次越高，说明其设备的技术性越高，性能也越好，档次也就越高。最简单的交换机就是工作在OSI的第二层上，而现在都已经发展到可以工作在第四层的交换机了。因此，我们就根据工作的协议层交换机可分第二层交换机、第三层交换机和第四层交换机。
 
第二层交换机
 
　　OSI参考模型的第二层叫做数据链路层，第二层交换机通过链路层中的MAC地址实现不同端口间的数据交换，主要功能包括物理编址、错误校验、帧序列以及数据流控制。这是最基本的交换技术产品，目前桌面型交换机一般是属于这类型，因为桌面型的交换机一般来说所承担的工作复杂性不是很强，又处于网络的最基层，所以也就只需要提供最基本的数据链接功能即可。
 
　　第二层交换机的应用是最为普遍的，一般应用于局域网的接入层，用来连接用户的计算机，并且其价格便宜，功能符合中、小企业实际应用需求。
 
第三层交换机
 
　　OSI参考模型的第三层叫做网络层，第三层交换机可以看成是路由器和二层交换机的结合，它比第二层交换机更加高档，功能更加强。它通常在数据链路层进行交换，仅在需要时(如VLAN间的通信)才在网络层进行路由。第三层交换机利用网络层的数据包头部信息来增强第二层交换机的功能，依据IP地址信息提供给网络路径选择，并实现不同网段间的数据交换。
 
　　第三层交换机可以隔离广播域，具有很高的数据转发能力和良好的路由控制能力，能够实现不同VLAN主机间的高速路由。并且当网络规模较大时，可以根据特殊应用需求划分为小面独立的VLAN网段，以减小广播所造成的影响时。通常这类交换机是采用模块化结构，以适应灵活配置的需要。在大中型网络中，第三层交换机已经成为基本配置设备。
 
第四层交换机
 
　　OSI参考模型的第四层叫做传输层，该设备是采用第四层交换技术而开发出来的交换机产品，直接面对具体应用。第四层交换机支持的协议是各种各样的，如HTTP，FTP、Telnet、SSL等。在第四层交换中为每个供搜寻使用的服务器组设立虚IP地址(VIP)，每组服务器支持某种应用。在域名服务器(DNS)中存储的每个应用服务器地址是VIP，而不是真实的服务器地址。当某用户申请应用时，一个带有目标服务器组的VIP连接请求(例如一个TCPSYN包)发给服务器交换机。服务器交换机在组中选取最好的服务器，将终端地址中的VIP用实际服务器的IP取代，并将连接请求传给服务器。这样，同一区间所有的包由服务器交换机进行映射，在用户和同一服务器间进行传输。
 
　　第四层交换技术相对原来的第二层、第三层交换技术具有明显的优点，从操作方面来看，第四层交换是稳固的，因为它将包控制在从源端到宿端的区间中。另一方面，路由器或第三层交换，只针对单一的包进行处理，不清楚上一个包从哪来、也不知道下一个包的情况。它们只是检测包报头中的TCP端口数字，根据应用建立优先级队列，路由器根据链路和网络可用的节点决定包的路由，而第四层交换机则是在可用的服务器和性能基础上先确定区间。
 
　　最后我们总结一下就是，第二层交换机，是根据第二层数据链路层的MAC地址和通过站表选择路由来完成端到端的数据交换的;第三层交换机，是直接根据第三层网络层IP地址来完成端到端的数据交换的;第四层交换机，可以说它是软件网络管理系统，是一类以软件技术为主，以硬件技术为辅的网络管理交换设备。

集线器（Hub）、交换机（Switch）与路由器（Router）号称是网络硬件三剑客，一直以来都是网络界的活跃分子，但让非常多初入网络之门的菜鸟恼火的是，它们三者不仅外观相似，并且常常呆在一起。可是这三者的使用却不尽相同，今天飞畅科技的小编就来为大家介绍下集线器,交换机,路由器工作层次的区别。
 
集线器(Hub) —— 工作在物理层
 
信号在线路中传播会进行衰减，集线器的作用就是对信号进行再生放大，从而扩大了网络的传输距离。从功能就可以看出，集线器是工作在物理层的。而且从下图中可以看出，使用集线器的网络是总线型网络，那么当一台计算机发送消息时，所有的计算机都会收到消息。而且有一个问题就是有可能多台主机同时发送消息，那么这些信号在总线上相遇就会发生冲突，所以就需要使用"载波监听多点接入/碰撞检测(CSMA/CD)"。
 
使用集线器的网络叫做共享式网络，该网络的所有主机都属于同一个冲突域，即一台计算机发送消息，其它的计算机都能够收到。而且同一时刻只能够有一台计算机发送消息(为了防止冲突)。
 
虽然说在共享式网络中其它计算机也能够收到不是发给自己的信息，但是计算机会识别该信息是不是发送给自己的，如果不是那么就会丢弃。
 
交换机(Switch) —— 工作在数据链路层
 
前言——交换机转发的消息叫做帧。
 
集线器的信道利用率太低了，所以就出现了交换机。交换机很很多个端口，每个端口都能够连接一台计算机，当计算机A向计算机B发送信息时，会在内部建立起一条临时性的数据传输通道，如果有多台计算机同时通信，那么就会维护多条通道。那么可以看出交换机的每个端口就是一个冲突域，如果该端口只连接了一台计算机，那么就相当于没有冲突。
 
每台计算机都有一个网卡适配器，每个网卡适配器都有一个MAC地址，该地址是全球唯一的。
 
当计算机A向计算B发送帧时，就会根据帧首部包含的目的主机MAC地址，将帧从合适的端口转发出去。那么交换机怎么知道从哪个端口把帧转发出去呢？
 
交换机会在内部维护一个MAC地址表，其中包含了每个端口对应的主机的MAC地址。交换机在转发帧时，就会查找该MAC地址表，然后将帧从合适的端口转发出去。
 
那么交换机是如何得到这个MAC地址表的呢？
 
静态MAC地址表：当把一台计算机连接上交换机时，由管理员填写该表，从而形成MAC地址表。
 
动态MAC地址表：当把一台计算机B连接上交换机时，什么事都不用做，当有计算机A向计算机B发送帧时，如果交换机不能够在MAC地址表中找到帧首部的目的MAC地址对应的是哪个端口，那么就会向所有的端口（除了发送帧的那个端口除外）发送该消息，然后只要计算机B回应了帧，交换机就知道哪个端口连接了计算机B，那么交换机就会在MAC地址表中记录下来。
 
路由器(Router) —— 工作在网络层
 
前言——路由器转发的消息叫做IP数据报。
 
交换机是工作在数据链路层的，也即交换机只能转发局域网内的帧。如果网络A的主机想要发消息给网络B的主机就需要路由器了。
 
如果网络A的主机1想要想网络B的主机2发送消息，那么主机1必须在IP数据报的首部加上源IP地址和目标IP地址，那么路由器A会根据目标IP地址将IP数据报转发到路由器B。路由器B接收到该IP数据报后，会将该IP数据报封装成帧，然后在帧的首部加上主机B的MAC地址作为目的地址，然后把该消息转发给主机B，或者转发给交换机，由交换机转发给主机B。
 
那么路由器A怎么知道把IP数据包从哪个端口送出去呢？路由器内部维护了一张路由表，它知道把IP数据报从哪个端口发出去。这个就不详细说了，太复杂了。
 
那么路由器B怎么知道某个IP地址对应了哪个主机，且该主机的MAC地址是什么呢？
 
路由器内部维护了一张arp表，即地址解析协议表，它知道哪个IP地址对应了哪个MAC地址。
 
①如果arp表中存在该IP地址所对应的表项，那么根据该表项，直接将IP数据包加上相应的首部封装成帧。
 
②如果arp表中不存在该IP地址所对应的表项，那么路由器发送一个广播帧，将帧首部的目的MAC地址设为FFFFFFFFFFFF，交换机收到该帧后，发现其目的MAC地址是FFFFFFFFFFFF，就会将该帧从所有的端口（除了发送该帧的端口除外）转发出去，当计算机收到该帧后，就会把自己的IP地址和MAC地址都发送给路由器，这样路由器就生成了arp表了。然后再根据该表转发IP数据报。
 
注：计算机接收的帧只有两种，①帧首部的目的MAC地址和自己的MAC地址一致；②帧首部的目的MAC地址是广播地址FFFFFFFFFFFF。（这里不考虑组播的情况）。
 
好了，以上就是关于集线器,交换机,路由器工作层次区别的相关介绍，希望能对你有所帮助！飞畅科技，专业做光端机、光纤收发器、工业交换机、协议转换器的厂家，自主研发品牌，欢迎前来了解、交流。

 

  

   
原标题：交换机与工作协议层的那些事
   
交换机要具有哪些能力才可归分工作协议层，目前市面上的交换机就有很多的品牌和型号，功能上也有不少的差别，那自然就区分出了许多种类。笔者就带您了解下，根据不同工作协议层来看看这些交换机所应该具备的特性。
   
在我们现在的工作生活中，对上网的质量需求都是越来越高的，也因此网络设备也在不断更新发展。目前市面上的交换机就有很多的品牌和型号，功能上也有不少的差别，那自然就区分出了许多种类。笔者就带您了解下，根据不同工作协议层来看看这些交换机所应该具备的特性。
   

   
我们知道网络设备都是对应工作在OSI(开放系统互连参考模型)这一开放模型的一定层次上，工作的层次越高，说明其设备的技术性越高，性能也越好，档次也就越高。最简单的交换机就是工作在OSI的第二层上，而现在都已经发展到可以工作在第四层的交换机了。因此，我们就根据工作的协议层交换机可分第二层交换机、第三层交换机和第四层交换机。
   
第二层交换机
   
OSI参考模型的第二层叫做数据链路层，第二层交换机通过链路层中的MAC地址实现不同端口间的数据交换，主要功能包括物理编址、错误校验、帧序列以及数据流控制。这是最基本的交换技术产品，目前桌面型交换机一般是属于这类型，因为桌面型的交换机一般来说所承担的工作复杂性不是很强，又处于网络的最基层，所以也就只需要提供最基本的数据链接功能即可。
   
第二层交换机的应用是最为普遍的，一般应用于局域网的接入层，用来连接用户的计算机，并且其价格便宜，功能符合中、小企业实际应用需求。
   
第三层交换机
   
OSI参考模型的第三层叫做网络层，第三层交换机可以看成是路由器和二层交换机的结合，它比第二层交换机更加高档，功能更加强。它通常在数据链路层进行交换，仅在需要时(如VLAN间的通信)才在网络层进行路由。第三层交换机利用网络层的数据包头部信息来增强第二层交换机的功能，依据IP地址信息提供给网络路径选择，并实现不同网段间的数据交换。
   
第三层交换机可以隔离广播域，具有很高的数据转发能力和良好的路由控制能力，能够实现不同VLAN主机间的高速路由。并且当网络规模较大时，可以根据特殊应用需求划分为小面独立的VLAN网段，以减小广播所造成的影响时。通常这类交换机是采用模块化结构，以适应灵活配置的需要。在大中型网络中，第三层交换机已经成为基本配置设备。
   
第四层交换机
   
OSI参考模型的第四层叫做传输层，该设备是采用第四层交换技术而开发出来的交换机产品，直接面对具体应用。第四层交换机支持的协议是各种各样的，如HTTP，FTP、Telnet、SSL等。在第四层交换中为每个供搜寻使用的服务器组设立虚IP地址(VIP)，每组服务器支持某种应用。在域名服务器(DNS)中存储的每个应用服务器地址是VIP，而不是真实的服务器地址。当某用户申请应用时，一个带有目标服务器组的VIP连接请求(例如一个TCPSYN包)发给服务器交换机。服务器交换机在组中选取最好的服务器，将终端地址中的VIP用实际服务器的IP取代，并将连接请求传给服务器。这样，同一区间所有的包由服务器交换机进行映射，在用户和同一服务器间进行传输。
   
第四层交换技术相对原来的第二层、第三层交换技术具有明显的优点，从操作方面来看，第四层交换是稳固的，因为它将包控制在从源端到宿端的区间中。另一方面，路由器或第三层交换，只针对单一的包进行处理，不清楚上一个包从哪来、也不知道下一个包的情况。它们只是检测包报头中的TCP端口数字，根据应用建立优先级队列，路由器根据链路和网络可用的节点决定包的路由，而第四层交换机则是在可用的服务器和性能基础上先确定区间。
   
最后我们总结一下就是，第二层交换机，是根据第二层数据链路层的MAC地址和通过站表选择路由来完成端到端的数据交换的;第三层交换机，是直接根据第三层网络层IP地址来完成端到端的数据交换的;第四层交换机，可以说它是软件网络管理系统，是一类以软件技术为主，以硬件技术为辅的网络管理交换设备。返回搜狐，查看更多
   
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一、TCP/IP协议
1、TCP/IP通信协议是目前最完整、最被广泛支持的通信协议
2、主机与主机之间通信三个要素
  IP地址（IP address）
  子网掩码（subnet mask）
  IP路由（IP router）
 
二、IP地址
1、 作用：用来标识一个节点的网络地址
2、 组成：32位，以4个十进制数来表示，之间用 . 隔开
3、 分类：
    A   1 ~ 127    网+主+主+主
    B   128 ~ 191  网+网+主+主
    C   192 ~ 223  网+网+网+主
    D   224 ~ 239 组播(多播)
    E   240 ~ 254 科研
4、默认子网掩码
    A 类  255.0.0.0
    B 类  255.255.0.0
    C 类  255.255.255.0
5、网关
    就是一个网络连接到另一个网络的“关口”
6、公有IP地址和私有IP地址 
    私有地址范围：
    A类 10.0.0.1 ~ 10.255.255.254 
    B类 172.16.0.1 ~ 172.31.255.254
    C类 192.168.0.1 ~ 192.168.255.254
 
计算机网络的功能：
    数据通信、资源共享、增加数据可靠性、提高系统处理能力
 
计算机网络的发展：
    60年代:分组交换
    70-80年代:TCP/IP
    90年后:Web技术
 
网络协议与标准
1、协议：一组控制数据通信的规则，协议的三要素：语法、语义，同步。
2、标准：一致同意的规则可以理解为标准
    ISO（国际标准化组织）在网络通信中创建了OSI（开放系统互联）模型
    ANSI（美国国家标准化局）
    ITU-T（国际电信联盟-电信标准部）
    IEEE（电气和电子工程师学会）
 
按照网络规模和使用范围分类为
WAN：广域网    
LAN:局域网
 
网络设备：交换机、路由器
网络安全设备：防火墙、VPN设备
网络设备生产厂商：cisco思科，华为。
 
网络拓扑结构
    1、点对点：两台设备之间有一条单独的连接
    2、星型拓扑
       优点：易于实现、易于网络扩展、易于故障排查
       缺点：中心节点压力大、组网成本较高
    3、网型拓扑结构
       各个节点至少与其他两个节点相连
       可靠性高、组网成本高
 
带宽
    单位为比特/秒，记为bit/s、 b/s、 bps
    8bit=1byte
 
协议分层
为了降低网络设计的复杂性，将协议进行了分层设计
应用层：网络服务与最终用户的一个接口
表示层：数据的表现形式，如加密、压缩。
会话层：建立、管理、中止会话，例如断点续传。
传输层：定义传输数据的协议端口号，以及流控和差错校验，实现了程序与程序的互连，可靠与不可靠的传输。
网络层：进行逻辑地址寻址，实现不同网络之间的通信，定义了IP地址，为数据传输选择最佳路径，路由器工作在网络层。
数据链路层：建立逻辑连接、进行硬件地址寻址、差错校验等功能、通过MAC地址实现数据的通信，帧包装、帧传输、帧同步。交换机工作在数据链路层。
物理层：建立、维护、断开物理连接，定义了接口及介质，实现了比特流的传输。
 
数据解封装过程
数据在传输的过程中从上层入下层进行封装，对于接收方从底层到顶层进行解封装。
 
TCP/IP协议族的组成
应用层：HTTP、https、FTP、TFTP、SMTP 、pop3、SNMP、DNS 、telnet
传输层：TCP、UDP
网络层：ICMP、IGMP、IP、ARP、RARP
 
PDU（协议数据单元）
传输层      段    segment
网络层      包    packet
数据链路层  帧    frame
物理层      比特  bit
 
相应层次的设备
应用层     计算机
传输层     防火墙
网络层     路由器
数据链路层 交换机
物理层     网卡
 
接口
以太网接口：
RJ-45水晶头
光纤接口：
FC 、ST、SC、LC 窄体方形光纤接头（目前主流）、MT-RJ 
 
双绞线
1、双绞线分类：
    屏蔽双绞线 （STP）
        线外包裹一层金属网膜，用于电磁环境非常复杂的工业环境中 
    非屏蔽双绞线 （UTP）
2、双绞线标准与分类：
    Cat5五类双绞线，传输频率为100MHz，适用于100Mbps的网络
    Cat 5e衰减更小，串扰更少，性能优于5类线 （超五类）
    Cat 6传输频率为1000MHz
    Cat 7传输频率为10000MHz
 
3、双绞线的连接规范
    1）线序
    T568A：白绿、绿、白橙、蓝、白蓝、橙、白棕、棕
    T568B：白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕 
    1、2发送,3、6接收
    2）线缆的连接：
    标准网线（直连线或直通线）：用于连接不同设备（A-A，B-B）
    交叉网线：用于连接相同设备 （A-B）
    全反线 ：不用于以太网的连接，主要用于计算机的串口和路由器或交换机的console（控制口）相连
    特例：计算机直接连接路由器用交叉线 交换机与交换机相连使用交叉或直连线一般用交叉线  
4、物理层设备
    网卡、中继器
 
交换机的工作模式
Switch>用户模式
Switch>enable 
Switch#特权模式
Switch#configure  terminal 
Switch(config)#全局配置模式
Switch(config)#interface fastEthernet 0/1
Switch(config-if)#接口模式
exit返回上一模式
end直接退到特权模式
 
常用命令：
Switch(config)#hostname S1  //修改主机名为S1
Switch#show  running-config  //查看配置信息
Switch#show version  //查看IOS版本信息
配置enable明文口令
    全局配置模式：enable  password  123
配置enable密文口令
    全局配置模式： enable  secret  456
保存交换机的配置
特权： copy  running-config  startup-config
   或 ：write
恢复设备出厂默认值
特权：erase  startup-config
          reload
 
设备配置的准备工作
空闲一段时间后，重回初始界面的问题
switch(config)#line con 0
switch(config-line)#exec-timeout 0 0
 
禁用DNS查询
switch(config)#no ip domain-lookup
 
接口模式：shutdown禁用此接口