计算机网络路由器和交换机的区别（计算机网络路由器）

先简单介绍一下路由器。

我们目前谈到的三种交换设备有集线器（工作在物理层做物理上的拓展），交换机（数据链路层），路由器（网络层）。

路由器的作用：1.连接不同的网络。2.路由选择。

因为一个路由器至少需要连接两个网络，所以至少有两个端口。

路由选择处理机：具有路由功能，根据路由选择协议来生成路由表，和子网掩码做与运算之后进行交换。

转发表由路由表得出，通过ARP协议来获取目的端的MAC地址。

路由器的功能分为两部分：1.路由选择。2.分组转发。

分组丢弃：每个分组中超出生命周期，超出存储空间，出错进行丢弃。之后通过ICMP报文来反应错误。

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下面我们介绍一下IPv6。

解决IP地址耗尽的根本措施就是采用具有更大地址空间的新版本的IP，即IPv6。

IPv6地址采用冒号十六进制记法。

IPv6仍支持无连接的传送，但此时将协议数据单元PDU称为分组而不是IPv4中的数据报。下面讲一下IPv6的主要变化。

（1）它相比于IPv4具有更大的地址空间，从原来的32位扩充到现在的128位。

（2）IPv6由于地址空间很大，因此可以划分为更多的层次

（3）灵活的首部格式（扩展部分多）

（4）改进的选项，允许选项控制信息，选择信息的控制以便于提供不同的服务类型。

（5）允许协议继续进行扩充

（6）支持即插即用，不需DHCP（IP自动配置功能）

（7）支持资源的预分配（预约好资源的流畅性和服务质量）

（8）首部改为8字节对齐。首部的40个字节地址就占了首部的32个字节，读的除了地址以外的字节数变少了，因此处理速度也进一步加快了。

相比于IPv4，IPv6对首部中的某些字段进行了如下的更改：

（1）取消了首部长度字段，首部长度固定为40个字节。

（2）取消了服务类型，通过优先级和流标号来实现服务类型字段的功能

（3）取消了总长度子弹，改用有效载荷长度字段。

（4）取消了标识、标志和片偏移字段，包含在分片扩展首部中。

（5）把TTL字段改称为跳数限制字段，但作用一样

（6）取消协议字段，改用下一个首部

（7）取消选项字段，通过扩展首部来实现选项功能

下面来解释一下各字段的作用

（1）版本：占4位，指明了协议的版本，对IPv6来说该字段是6.

（2）通信量类：占8位。为了区分不同的IPv6数据报的类别或优先级。

（3）流标号：占20位。因为考虑到音频视频的实时性数据。所以通过流标号可以使相同的流标号走相同的路径，相当于在分组交换的基础上来做电路交换了。对于非实时数据则没有用处

（4）有效载荷长度：占16位，指明了IPv6数据报除基本数步之外的字节数

（5）下一个首部：相当于IPv4的协议字段或可选字段。

（6）跳数限制：占8位。防止数据报在网络中无限期地存在，最大跳数为255跳，当每个路由器在转发数据报时，要先把跳数限制字段中的值减一。当跳数限制的值为0时就要把这个数据报丢弃。

（7）源地址，128位。

（8）目的地址，128位。

IPv6数据报的目的地址可以是单播（点对点）、多播（一点对多点）、任播（终点是一组计算机）这三种类型。

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从IPv4向IPv6过渡

（1）使路由器装有双协议栈，既能够和IPv6的系统通信，又能够和IPv4的系统通信。它同时具有两种IP地址。通过DNS进行查询来判断主机采用的是哪一种地址。当在IPv4网络中发送IPv6数据报的时候由于此时在IPv6数据报转化为IPv4数据报的时候把流标号的信息丢失了，所以在目的端再看流标号就会看不到了。为了解决这个问题，使用了隧道技术。

（2）隧道技术，在IPv6数据报要进入IPv4网络时，把IPv6数据报封装为IPv4数据报。使IPv6数据报变成IPv4数据报的数据部分。这样在数据报经过IPv4网络的时候就不会使IPv6发生变化。

ICMPv6：和IPv4一样，由于IPv6也不保证数据报的可靠交付，因为互联网中的路由器可能会丢弃数据报，因此IPv6也需要使用ICMP来反馈一些差错信息。

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VPN

VPN需要专门的硬件和软件，并进行配置，使每一个场所的VPN系统都知道其它场所的地址。

VPN数据在外网中的路由器中无法看到，相当在公网上建立了私网，路由器看不到数据。可以起到保密的功能。

补充：VLAN是区分广播域的哦

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由于IP地址紧缺，一个机构申请到的IP地址数远小于拥有的主机数。加上互联网的不安全，机构没必要把所有的主机都接入到互联网。

在一个机构内部的计算机通信采用TCP/IP协议，那么从原则上讲，对于这些仅在机构内部使用的计算机就可以由本机构自行分配其IP地址，也就是说让这些计算机仅在本机构内部使用有效的IP地址。这些地址称之为私网地址。

私网地址一共有三种分别是10.0.0.0。172.16.0.0。192.168.0.0。结尾都是255.255不同。的机构可以拥有相同的私网地址。

这些地址只能用于一个机构的内部通信，而不能用于和互联网上的主机通信。互联网上的所有路由器对目的地址是专用地址的数据报一律不进行转发。

这些地址由于在内部是私网，而相连接外网就需要进行网络地址转换（NAT），在私网连接到互联网的路由器上安装NAT软件。装有NAT软件的路由器叫做NAT路由器，它至少有一个有效的外部全球IP地址。这样在主机和外界沟通的时候就可以将本地地址转换为全球IP地址。c

这些地址通过路由器来连接外网。那么现在就出现了另一个问题，外网如何通过路由器来找到内部的主机呢？这里就有另一个概念——端口号。通过端口号来进行不同主机的区分。这也就是我们所说的——使用端口号的NAT。也叫做网络地址与端口号转换NAPT。

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