计算机网络——交换机和路由器

目录

前言

引言

交换机是用来做什么的?

与路由器有什么区别?

网关

子网掩码

网关、路由


前言

本博客是博主用于复习计算机网络的博客,如果疏忽出现错误,还望各位指正。

这篇博客是在B站掌芝士zzs这个UP主的视频的总结,讲的非常好。

可以先去看一篇视频,再来参考这篇笔记(或者说直接偷走)。

交换机和路由器有什么区别?网关和路由又是什么意思?简单说网络2-交换机与路由器_哔哩哔哩_bilibili

引言

说起来路由器想必大家不会陌生,每个家庭都会至少有一个路由器来连接网络设备。那么交换机、路由器、网关和子网……都是什么?一下进行介绍。

交换机是用来做什么的?

我们先来看一下交换机,它的主要功能就是把数据包发送到正确的位置。

比如当你写了一份信给友人,交换机相当于邮递员,根据数据包中的目标MAC地址找到它对应的物理端口。

一台交换机有很多个端口,他们都有自己的编号。计算机的网卡通过网线连接到交换机的网口上,这个端口就是一个确定的物理位置。只要知道某个网卡的MAC地址在哪个端口上,就能正确的把数据包发给他。

所以在交换机中有一张端口与MAC地址的映射关系表,我们称之为MAC地址表。(交换机具有自学习功能,每次发送会把源地址存在交换表中如果没有的话)

然后要注意的是,为了避免兜圈子的问题,IEEE的802.1D标准制定了一个生成树协议STP。其要点就是不改变网络的实际拓扑,但在逻辑上切断某些链路,使得从一台主机到所有其他主机的路径是无环路的树状结构。

交换机维护这张映射关系想要与某个MAC地址通信时,只需要来查询一下这个MAC地址在哪个端口上,然后从对应的端口发送出去就可以了。

我们知道每一包数据都会有两个MAC地址,一个是发送方的MAC地址,称为源MAC。另一个是接收方的MAC地址,称为目标MAC。

交换机收到一包数据后,首先要把这包数据的源MAC与接收端口进行绑定(如果先前没绑定)。

然后交换机要根据目标MAC查找从哪个端口把数据包发送出去。

这时候就会出现两种情况:

第一种情况是MAC地址表中查询到了关联的端口,则直接从关联端口发出。

第二种情况是MAC地址表中没有查询到关联端口,则向除了接收端口之外的所有端口群发,这种行为称之为泛洪。(按我的理解就是广播帧)。

如果目标MAC地址在这个网络中,则他一定能收到群发的数据包。

如此运行一段时间之后,通过交换机的MAC地址表就可以找到网络中的所有网卡设备。

由此可见,交换机只会关心数据包中的MAC地址,而不会关心IP地址。

MAC地址在TCPIP协议中处于第二层数据链路层,所以交换机通常也被称为二层设备。

与路由器有什么区别?

我们再来看一下路由器,我们知道路由器有两种接口,一种是LAN口,一种是WAN口。

LAN口可以有多个用来接家庭网络设备,比如台式机、手机、笔记本。

其中手机和笔记本是通过wifi连接到路由器的设备,也相当于连接到了LAN口。

WAN口只有一个,用来接入运营商网络,连接到互联网中。如果把路由器的WAN口忽略,只用LAN口,其实路由器就是一台交换机。

网关

那如果考虑到WAN口,这里我们就要引入一个概念就是网关。

子网掩码

为了说明网关的作用,我们需要先了解一下子网是如何划分的。

我们把IP地址和子网掩码按位相与(&)。

我们常用的子网掩码255.255.255.0前三个字节全为1,后八位全为0。

所以按位相与的结果一定是这个IP地址的前三个字节不变,而最后一个字节是零。

比如192.10.18.26与255.255.255.0相与就是192.10.18.0。

我们把IP地址与子网掩码相与之后的结果相同的两个IP认为是在同一个子网中。

也就是说IP为192.10.18.26时,子网掩码为255.255.255.0的这张网卡与另一个192.10 .18.X的网卡一定是在同一个子网之中。

因为子网掩码都是连续的1和连续的0,所以我们通常用1的数量来表示子网掩码。比如255.25.255.0就是24。(前三个字节,一个字节8bit,也就是24位)。

我们用IP斜杠子网掩码来表示一个网络,比如192.168.1.0/24表示的网络中拥有255个IP地址。

所以如果想扩大子网中IP地址的数量,我们只需要把子网掩码调小。比如多加一位,ip数量就会减少;如果想减少子网中IP地址的数量,我们只需要把子网掩码调大就可以了。

网关、路由

TCP/IP协议规定不同子网之间是不可以直接通信的。如果要通信,需要通过网关来进行转达。

网关上有两张网卡,分别配置了属于两个子网的IP地址,可以在两个网络之间转发数据包,这样我们就拥有了一个连接了两个子网的网络。

我们来举一个简单的例子,子网一中的计算机A发送数据包时,首先计算机A会根据目标IP判断是否跟自己处于同一个子网。

如果是同一个子网,则直接从网卡发出。

如果不是同一个子网,则需要把数据包的目标MAC地址改为网关MAC然后发送给网关。网关拿到这一包数据后,再通过路由表查询到这一包数据属于子网二。网关修改目标MAC地址为计算机B的MAC地址,修改源MAC为自己的MAC,然后从子网二的网卡发出。

以上出现了多次根据目标IP判断数据包应该如何发送的行为,我们就称之为路由。

路由器有一个WAN口接入互联网,多个LAN口接入本地网络,它们就分别属于两个不同的子网。所以从内网访问互联网就是跨网络的行为。LAN连家里,WAN连世界!

这时候就需要路由器来担任网关的角色,他的行为也叫路由。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:/a/535785.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系我们进行投诉反馈qq邮箱809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

flutter跑通腾讯云直播Demo

运行示例 前提条件 要求java jdk 11版本 并且配置到了环境变量 重要 要求flutter 版本 2.8.0 并且配置到了环境变量 重要 要求dart-sdk版本2.15 并且配置到了环境变量 重要 您已 注册腾讯云 账号,并完成 实名认证。 申请 SDKAPPID 和 SECRETKEY 登录实时音视频控…

全栈开发医疗小程序 SpringBoot2.X + Vue + UniAPP 带源码

看到好多坛友都在求SpringBoot2.X Vue UniAPP,全栈开发医疗小程序 – 带源码课件,我看了一下,要么链接过期,要么课件有压缩密码。特意整理了一份分享给大家,个人认为还是比较全面的。希望对大家有所帮助!…

FFmpeg: 简易ijkplayer播放器实现--04消息队列设计

文章目录 播放器状态转换图播放器状态对应的消息: 消息对象消息队列消息队列api插入消息获取消息初始化消息插入消息加锁初始化消息设置消息参数消息队列初始化清空消息销毁消息启动消息队列终止消息队列删除消息 消息队列,用于发送,设置播放…

探探各个微前端框架

本文作者为 360 奇舞团前端开发工程师 微前端架构是为了在解决单体应用在一个相对长的时间跨度下,由于参与的人员、团队的增多、变迁,从一个普通应用演变成一个巨石应用(Frontend Monolith)后,随之而来的应用不可维护的问题。这类问题在企业级…

全新华为MateBook X Pro发布,将Ultra9放入980g超轻薄机身

2024年4月11日,在华为鸿蒙生态春季沟通会上全新的华为MateBook X Pro正式发布。该机以美学设计、创新科技以及智慧体验,追求重新定义Pro、重新定义旗舰,将颠覆消费者对传统轻薄本的认知。 华为MateBook X Pro追求极致轻薄与强大性能的完美结合…

怎样将PDF转成PPT,有免费的工具吗?

PDF转换为PPT的需求在现代办公和学习中越来越常见。很多人可能遇到过需要将PDF文件中的内容转移到PPT中以方便编辑和展示的情况。幸运的是,现在市面上有许多工具可以帮助我们实现这一目标,而且其中不乏一些免费的选项。本文将详细介绍如何使用这些免费工…

linux学习:栈

目录 顺序栈 结构 初始化一个空顺序栈 压栈 出栈 例子 十进制转八进制 链式栈 管理结构体的定义 初始化 压栈 出栈 顺序栈 顺序栈的实现,主要就是定义一块连续的内存来存放这些栈元素,同时为了方便管理, 再定义一个整数变量来代表…

计算机基础知识-第9章-存储的本质(2)——硬盘和文件系统基础知识

一、机械硬盘的原理 概括来说,硬盘的工作原理是利用特定的磁粒子的极性来记录数据。磁头在读取数据时,将磁力子的不同极性转换成不同的电脉冲信号,再利用数据转换器将这些原始信号变成电脑可以使用的数据,写的操作正好与此相反。…

前端docker jenkins nginx CI/CD持续集成持续部署-实战

最近用go react ts开发了一个todolist后端基本开发完了,前端采用CI/CD方式去部署。 步骤总结 先安装docker 和 docker-compose。安装jenkins镜像,跑容器的时候要配好数据卷。配置gitee或github(我这里使用gitee)在服务器上一定要创建好dokcer的数据卷,以便持久保存jenkin…

Transformer模型-decoder解码器,target mask目标掩码的简明介绍

今天介绍transformer模型的decoder解码器,target mask目标掩码 背景 解码器层是对前面文章中提到的子层的包装器。它接受位置嵌入的目标序列,并将它们通过带掩码的多头注意力机制传递。使用掩码是为了防止解码器查看序列中的下一个标记。它迫使模型仅使用…

pytorch实现胶囊网络(capsulenet)

胶囊网络在hinton刚提出来的时候小热过一段时间,之后热度并没有维持多久。vision transformer之后基本少有人问津了。不过这个模型思路挺独特的,值得研究一下。 这个模型的提出是为了解决CNN模型学习到的特征之间没有空间上的关系,从而对于各…

Sketch3D:用于草图到3D生成的样式一致性指南

Sketch3D: Style-Consistent Guidance for Sketch-to-3D Generation Sketch3D:用于草图到3D生成的样式一致性指南 Wangguandong Zheng 重试 错误原因 Southeast UniversityChina 重试 错误原因 wgdzhengseu.edu.cnHaifeng Xia 重试 错误原因 Southeast Universit…

CSS - 盒子模型、图片模糊、过渡效果、2D图移动、放大缩小、CSS动画、flex布局

盒子模型 CSS盒子模型是指在网页布局中,每个元素都被看作是一个矩形的盒子,这个盒子由内容区域、内边距、边框和外边距组成。盒子模型在CSS中用于确定元素在页面中的尺寸、位置和边距。 盒子模型由以下几个部分组成: 内容区域(…

行云堡垒国密算法应用与信创支持

一、 国密算法和信创的介绍 1.1 什么是国密算法 国密算法是国家密码管理局制定颁布的一系列的密码标准,即已经被国家密码局认定的国产密码算法,又称商用密码(是指能够实现商用密码算法的加密,解密和认证等功能的技术)…

Qlik Sense : Crosstable在数据加载脚本中使用交叉表

什么是Crosstable? 交叉表是常见的表格类型,特点是在两个标题数据正交列表之间显示值矩阵。如果要将数据关联到其他数据表格,交叉表通常不是最佳数据格式。 本主题介绍了如何逆透视交叉表,即,在数据加载脚本中使用 L…

批归一化(BN)在神经网络中的作用与原理

文章目录 1. 批归一化(BN)在神经网络中的作用与原理1.1 作用与优势1.2 原理与推导 2. 将BN应用于神经网络的方法2.1 训练时的BN 2. 将BN应用于神经网络的方法2.1 训练时的BN2.2 测试时的BN代码示例(Python): 3. BN的优…

机器学习-09-图像处理01-理论

总结 本系列是机器学习课程的系列课程,主要介绍机器学习中图像处理技术。 参考 02图像知识 色彩基础知识整理-色相、饱和度、明度、色调 图像特征提取(VGG和Resnet特征提取卷积过程详解) Python图像处理入门 【人工智能】PythonOpenCV…

基于python的天气数据可视化系统、Flask框架,爬虫采集天气数据,可视化分析

系统介绍 基于Python的天气预测可视化分析系统,该项目的主要流程和功能包括: 数据获取: 使用Python的pandas库从2345天气网(http://tianqi.2345.com/Pc/GetHistory)抓取山东省各市区县在2021年至2023年间的天气历史数…

【方法】PDF密码如何取消?

对于重要的PDF文件,很多人会设置密码保护,那后续不需要保护了,如何取消密码呢? 今天我们来看看,PDF的两种密码,即“限制密码”和“打开密码”,是如何取消的,以及忘记密码的情况要怎…

文献学习-33-一个用于生成手术视频摘要的python库

VideoSum: A Python Library for Surgical Video Summarization Authors: Luis C. Garcia-Peraza-Herrera, Sebastien Ourselin, and Tom Vercauteren Source: https://arxiv.org/pdf/2303.10173.pdf 这篇文章主要关注的是如何通过视频摘要来简化和可视化手术视频&#xff0c…