001 Routing and Switching（路由与交换）基础概念入门

引言

Routing和Switching技术是网络的基础，但许多人对它们的具体实现和操作知之甚少。了解这些技术不仅有助于网络管理员更好地管理网络，也为故障排除提供了理论基础。

1. 什么是路由？

路由是网络层的核心功能，涉及从一个网络到另一个网络的数据包转发。路由器通过查询路由表，选择最佳路径转发数据包。路由表可以是静态配置的，也可以通过动态路由协议学习。

• 静态路由：手动配置，适用于简单的网络。
• 动态路由：自动学习和更新，适用于复杂网络。常见协议包括RIP、OSPF、BGP等。

Cisco命令示例：

show ip route

该命令显示路由器的当前路由表，提供每个网络的路径信息。

华为命令示例：

display ip routing-table

该命令显示华为设备中的路由表，帮助网络管理员理解路由决策。

2. 什么是交换？

交换工作在数据链路层，负责在同一网络内的设备之间转发以太网帧。交换机通过MAC地址表决定帧的转发路径，这种方式大大提高了网络效率。

• 交换机的特点：
  • 高速转发帧数据
  • 基于MAC地址实现精确转发
  • 支持VLAN隔离，提高网络安全性

Cisco命令示例：

show mac address-table

该命令显示交换机的MAC地址表，包括每个MAC地址映射到的端口。

华为命令示例：

display mac-address

该命令在华为设备上提供类似的信息，帮助管理员了解网络中的设备分布。

3. 路由和交换的基本区别

• 工作层次：路由器在第三层（网络层）操作，处理IP包；交换机在第二层（数据链路层）操作，处理以太网帧。
• 功能：路由器连接不同网络，交换机连接同一网络的多个设备。
• 设备设计：路由器通常具有更复杂的处理能力，支持多种WAN接口；交换机则专注于高速以太网接口和VLAN管理。

4. 常见的网络设备：路由器和交换机

• 路由器：通常位于网络的边缘，连接不同的LAN或WAN，执行NAT、VPN、ACL等功能。
• 交换机：位于LAN内部，负责连接PC、服务器、AP等设备，支持VLAN、STP、端口镜像等功能。

5. IP地址和MAC地址的作用

• IP地址：逻辑地址，用于在网络层标识设备，分为公网IP和私网IP。
• MAC地址：物理地址，用于在数据链路层标识网络接口，通常由厂商分配，不易修改。