工作原理网桥会检查收到的数据帧的源MAC地址和目的MAC地址如果目的地址和源地址不在同一个网络段上就把帧转发到另一个网络段上如果两个地址在同一个网络段上则不转发核心作用帧过滤隔离不同网段的流量减少广播风暴网络分段将负载较重的网络分成多个网段降低每个网段的冲突率提高可靠性一个网段的故障不会影响到另一个网段扩展网络范围可以连接不同物理介质的局域网典型应用场景连接两层楼的网络每层作为一个独立网段中间用网桥相连隔离对网络带宽要求较高的部门流量避免影响其他部门2. 交换机Switch交换机是一种具有简化、低价、高性能和高端口密集特点的交换产品同样工作在数据链路层是现代局域网的核心设备。工作原理交换机基于MAC地址表进行数据转发当交换机从某个端口收到一个以太网帧后会在其内存中的地址表端口号-MAC地址进行查找如果找到目的MAC地址对应的端口就将该帧转发至该端口如果在地址表中没有找到该MAC地址就将数据包广播到所有端口拥有该MAC地址的网卡在接收到该广播帧后会立即做出应答交换机从而将其结点的MAC地址添加到MAC地址表中核心特点转发延迟很小操作接近单个局域网性能远超过普通桥接的转发性能支持共享型和专用型的局域网段进行带宽调整减轻局域网之间信息流通的瓶颈问题支持VLAN虚拟局域网技术实现逻辑上的网络隔离三种交换技术交换技术工作原理特点端口交换将以太模块的端口在背板的多个网段之间进行分配、平衡实现端口资源的灵活分配提高网络利用率帧交换- 直通交换只读出网络帧的前14个字节便将网络帧传送到相应的端口上- 存储转发通过对网络帧的读取进行验错和控制- 碎片丢弃检查数据包的长度是否够64个字节小于则丢弃直通交换速度快存储转发可靠性高碎片丢弃减少无效传输信元交换采用长度固定的信元交换适用于高速网络和对时延敏感的应用3. 路由器Router路由器是网络层互连设备用于连接多个逻辑上分开的网络是实现不同网络之间通信的核心设备。工作原理当数据从一个子网传输到另一个子网时路由器根据网络层地址IP地址选择最佳路径进行转发路由器维护着路由表记录不同网络的地址信息和下一跳地址支持多种路由协议如RIP、OSPF、BGP等动态学习网络拓扑变化核心功能异种网互连可以连接不同数据链路层协议的网络最低两层协议可以互不相同通过驱动软件接口到第三层而得到统一路由选择为数据包选择最佳传输路径隔离广播域路由器不会转发广播数据包有效控制广播风暴安全控制支持访问控制列表(ACL)、NAT转换等安全功能多协议支持可以同时支持多种不同的网络层协议实现异构网络的互连重要概念逻辑地址网络层地址即IP地址用于标识不同的网络和主机物理地址数据链路层地址即MAC地址用于标识同一网络内的设备单协议路由器仅支持同一种网络层协议的互连多协议路由器同时支持多种不同的网络层协议可以设置允许或禁止某些特定的协议二、试题集一单项选择题每题2分共30分网桥作为局域网上的互连设备主要作用于OSI模型的哪一层A. 物理层B. 数据链路层C. 网络层D. 高层交换机工作在OSI参考模型的哪一层A. 网络层B. 数据链路层C. 应用层D. 物理层路由器是网络层互连设备主要用于连接A. 同一局域网内的设备B. 多个逻辑上分开的网络C. 物理层的传输介质D. 同一VLAN内的主机交换机建立MAC地址表的方式是A. 手动配置B. 学习数据帧的源MAC地址C. 从路由器获取D. 通过DNS解析以下哪种交换机转发模式延迟最小A. 存储转发B. 直通交换C. 碎片丢弃D. 信元交换路由器识别网络中的设备是通过A. MAC地址B. IP地址C. 端口号D. 主机名交换机的哪项技术可以实现端口之间的逻辑隔离A. STPB. VLANC. LACPD. VRRP网桥的主要作用不包括以下哪项A. 过滤帧B. 扩展网络范围C. 连接不同网络层协议的网络D. 提高网络可靠性路由器中用于存储到达不同网络的路由信息的表是A. ARP表B. MAC地址表C. 路由表D. 交换表以下哪种设备可以隔离广播域A. 交换机B. 集线器C. 网桥D. 路由器交换机在转发数据帧时如果目的MAC地址不在MAC地址表中会采取什么操作A. 丢弃该帧B. 向所有端口广播该帧C. 向源端口返回错误信息D. 将该帧缓存等待地址学习以下哪种路由协议属于距离矢量路由协议A. OSPFB. BGPC. RIPD. IS-IS碎片丢弃交换技术会丢弃长度小于多少字节的数据包A. 46B. 64C. 128D. 1500多协议路由器的特点是A. 只能支持一种网络层协议B. 同时支持多种不同的网络层协议C. 可以实现不同类协议的相互转换D. 工作在数据链路层以下哪种设备转发数据时不考虑包中隐藏的更深层信息仅根据MAC地址转发A. 路由器B. 交换机C. 网关D. 防火墙二多项选择题每题3分共30分网桥的功能包括A. 帧过滤B. 网络分段C. 隔离广播域D. 提高网络可靠性E. 连接不同数据链路层的网络交换机的主要功能有A. MAC地址学习B. 数据帧转发C. VLAN划分D. 路由选择E. 链路聚合路由器的核心功能包括A. 异种网互连B. 路由选择C. 隔离广播域D. 数据加密E. 访问控制交换机的帧交换处理方式包括A. 直通交换B. 存储转发C. 碎片丢弃D. 信元交换E. 分组交换以下关于网桥和交换机的说法正确的有A. 都工作在数据链路层B. 都根据MAC地址转发数据C. 都可以隔离冲突域D. 都可以隔离广播域E. 交换机是多端口的网桥路由器支持的路由选择方式包括A. 静态路由B. 动态路由C. 默认路由D. MAC地址路由E. 端口路由VLAN技术的优势包括A. 提高网络安全性B. 分隔广播域C. 提高网络性能D. 简化网络管理E. 增加网络带宽以下哪些属于路由器的特点A. 工作在网络层B. 基于IP地址转发数据C. 可以连接不同类型的网络D. 转发速度比交换机快E. 支持NAT转换交换机相比网桥的优势有A. 端口密度更高B. 转发性能更好C. 支持更多先进功能如VLAN、链路聚合等D. 价格更低廉E. 可以隔离广播域以下关于三种网络设备的工作层次正确的有A. 集线器工作在物理层B. 网桥工作在数据链路层C. 交换机工作在网络层D. 路由器工作在网络层E. 网关工作在应用层三判断题每题1分共10分网桥可以连接两个采用不同数据链路层协议的局域网。 交换机在转发数据时需要读取整个数据帧并进行校验后才转发。 路由器可以实现不同子网之间的通信。 交换机的MAC地址表是静态的需要管理员手动配置。 网桥和交换机都不能隔离广播域。 多协议路由器支持多种不同的网络层协议并能实现不同协议之间的相互转换。 直通交换模式的优点是转发速度快缺点是无法检查数据帧的错误。 路由器根据数据帧中的MAC地址进行转发决策。 网桥可以将一个大的局域网分成多个网段提高整体性能。 三层交换机既具有交换机的功能又具有部分路由器的功能。 四简答题每题6分共30分简述网桥的工作原理及其主要作用。简述交换机的工作过程包括MAC地址表的建立和数据转发流程。比较直通交换、存储转发和碎片丢弃三种交换机交换模式的优缺点。简述路由器的主要功能及其在网络中的作用。请从工作层次、转发依据、主要功能、性能等方面对比网桥、交换机和路由器的区别。三、参考答案一单项选择题B 2. B 3. B 4. B 5. B 6. B 7. B 8. C 9. C 10. DB 12. C 13. B 14. B 15. B二多项选择题ABD 2. ABCE 3. ABCE 4. ABC 5. ABCEABC 7. ABCD 8. ABCE 9. ABC 10. ABD三判断题× 2. × 3. √ 4. × 5. √ 6. × 7. √ 8. × 9. √ 10. √四简答题参考答案网桥的工作原理及其主要作用网桥工作在数据链路层通过检查数据帧的源MAC地址和目的MAC地址决定是否转发如果目的地址和源地址不在同一网段则转发同一网段则不转发。主要作用包括帧过滤隔离不同网段的流量减少冲突网络分段将大网络分成多个网段提高整体性能提高可靠性一个网段的故障不会影响其他网段扩展网络范围可以连接不同物理介质的局域网交换机的工作过程MAC地址表建立交换机从端口收到数据帧时会将源MAC地址和接收端口的对应关系记录到MAC地址表中并设置老化时间数据转发流程接收数据帧后查找MAC地址表中目的MAC地址对应的端口如果找到对应端口且该端口不是源端口则将帧转发到该端口如果未找到对应端口则向除源端口外的所有端口广播该帧当目的主机响应时交换机会学习到该MAC地址对应的端口后续帧就可以直接转发三种交换模式的优缺点对比直通交换只读取帧的前14个字节就开始转发优点转发延迟非常小速度快缺点不进行错误检查可能转发错误帧存储转发接收整个帧并进行CRC校验后再转发优点可以检查帧的完整性错误不会扩散缺点转发延迟较大且延迟随帧长度变化碎片丢弃检查帧长度是否大于64字节小于则丢弃优点可以过滤掉冲突产生的碎片提高传输效率延迟介于前两者之间缺点仍然不检查完整的CRC校验仍可能转发错误帧路由器的主要功能及其在网络中的作用路由器是网络层互连设备主要功能包括异种网络互连可以连接不同数据链路层协议的网络实现异构网络通信路由选择根据网络拓扑和路由协议为数据包选择最佳传输路径隔离广播域不转发广播数据包有效防止广播风暴安全控制支持访问控制列表、NAT转换、VPN等安全功能多协议支持可以同时支持多种网络层协议适应复杂网络环境在网络中的作用是实现不同子网、不同地区网络之间通信的核心设备是互联网的基础节点。网桥、交换机和路由器的区别对比维度网桥交换机路由器工作层次数据链路层数据链路层二层交换机网络层转发依据MAC地址MAC地址IP地址主要功能帧过滤、网段扩展高速数据转发、VLAN、链路聚合路由选择、异种网互连、隔离广播域端口密度低一般2-4个端口高从8口到上百口都有较低通常几个到几十个端口转发性能较低很高线速转发相对较低需要处理三层包头广播域隔离不能不能除非VLAN可以适用场景小型局域网扩展局域网内部高速通信不同网络之间的互连