三层交换机原理：01路由器如何隔离广播域？
前言：
當網絡規(guī)模較大的時候，需要設備來隔離廣播域，防止網絡中因產生廣播風暴而導致網絡效率降低，而二層交換機不能隔離廣播域，所以需要三層路由器設備來隔離廣播域！
但三層路由器為什么能夠隔離廣播域，是如何隔離廣播域的呢？
舉例說明：
同一網絡中的直接交付
首先PC機A要和PC機D進行通信
1. 首先A知道D的IP地址，知道數(shù)據(jù)往哪里發(fā)送
2. 然后將D的IP地址（目的ip地址）和自己的掩碼相與，發(fā)現(xiàn)目標地址和自己在同一網絡！
3. 我們知道了IP，但IP只是一個邏輯地址，數(shù)據(jù)發(fā)送需要唯一標識的MAC地址，但真正的物理地址卻不知道！
4. 所以在發(fā)送數(shù)據(jù)前，A將會發(fā)出一個ARP廣播，詢問誰的IP地址是192.168.0.3，是的話，把你的MAC地址發(fā)給我
5. 由于是廣播，這個子網里的所有網卡設備都能收到這個信息！
5.1 首先，A發(fā)送的數(shù)據(jù)，當數(shù)據(jù)到達二層交換機端口的時候，交換機處理，發(fā)現(xiàn)這個數(shù)據(jù)幀的目的MAC地址：FFFFFF（廣播幀），所以將這一數(shù)據(jù)幀從剩余的其他全部端口轉發(fā)出去！
5.2 當B，C，D和路由器左側端口收到后做各自的處理：
B： 收到信息后，去掉幀頭幀為，發(fā)現(xiàn)自己和目標MAC地址不符合，發(fā)現(xiàn)不是找自己，果斷丟棄這個數(shù)據(jù)幀
C: 和B做了同樣的操作！
D： 收到信息后，去掉幀頭幀為，發(fā)現(xiàn)自己和目標MAC地址完全符合，發(fā)現(xiàn)正在找的是自己，根據(jù)數(shù)據(jù)幀內容的處理，發(fā)送一個單播響應，將自己的MAC地址發(fā)送給了A
（請求分組時廣播 響應分組是單播）
**路由器左側端口：**網卡接收電信號后，數(shù)據(jù)從電信號變?yōu)楸忍亓?#xff1b;從比特流變?yōu)閿?shù)據(jù)幀，從數(shù)據(jù)幀變?yōu)閿?shù)據(jù)包，因為三層設備路由器只能識別“包”，它是不識別幀的！
左側端口接收到這個數(shù)據(jù)包（ARP請求廣播時，廣播幀里的目的ip是本網絡的網絡號192.168.0.0），路由器收到后會將目標IP地址和自己的掩碼相與，發(fā)現(xiàn)目標IP的網絡號和自己接受這個數(shù)據(jù)包的端口所在的網絡號一致，數(shù)據(jù)內部轉發(fā)，根本不需要通過路由器，所以就會把這個數(shù)據(jù)包丟棄！
路由器的工作原理：
1.路由選擇：尋找合適的路由，就是ip和端口一一對應的信息
2.分組轉發(fā)：有合適路由就轉發(fā)，沒有合適路由就丟包！
交換機工作機制
1.轉發(fā)：是決定數(shù)據(jù)幀轉向那個端口發(fā)出，這個過程需要借助交換機表完成！
2.過濾：決定一個數(shù)據(jù)幀是應該轉發(fā)到接口還是丟棄，需要借助交換機表！
3.自學習：建立MAC地址和端口的一一對應，當收到數(shù)據(jù)幀后檢查目的MAC，通過查找交換表，從而查出要從那個端口把這個數(shù)據(jù)發(fā)出去！
A得到了D的MAC地址，A將要發(fā)送給D的信息通過一層層的數(shù)據(jù)封裝，到數(shù)據(jù)包，再到數(shù)據(jù)幀，最后得到比特流！通過操作系統(tǒng)調用網絡協(xié)議程序，最終通過網卡，將數(shù)據(jù)以電信號形式發(fā)出！接受方D接受到消息后，然后解封，然后得到信息！
不同網絡中的間接交付：
首先PC機A要和PC機E進行通信
1. 首先A知道E的IP地址:192.168.3.1，知道數(shù)據(jù)往哪里發(fā)送
2. 然后將E的IP地址（目的ip地址）和自己的掩碼相與，發(fā)現(xiàn)目標地址和自己不在同一網絡！
3. 我們知道了IP，但IP只是一個邏輯地址，數(shù)據(jù)發(fā)送需要唯一標識的MAC地址，但真正的物理地址卻不知道！
4. 所以在發(fā)送數(shù)據(jù)前，A將會發(fā)出一個ARP廣播，詢問誰的IP地址是 192.168.3.1，是的話，把你的MAC地址發(fā)給我
5. 由于是廣播，這個子網里的所有網卡設備都能收到這個信息！
5.1 首先，A發(fā)送的數(shù)據(jù)，當數(shù)據(jù)到達二層交換機端口的時候，交換機處理，發(fā)現(xiàn)這個數(shù)據(jù)幀的目的MAC地址：FFFFFF（廣播幀），所以將這一數(shù)據(jù)幀從剩余的其他全部端口轉發(fā)出去！所有端口當然能收到這些信息！
5.2 當B，C，D和路由器左側端口收到后做各自的處理：
B： 收到信息后，去掉幀頭幀為，發(fā)現(xiàn)自己和目標MAC地址不符合，發(fā)現(xiàn)不是找自己，果斷丟棄這個數(shù)據(jù)幀
C，D: 和B做了同樣的操作！
路由器左側端口：講收到的電信號一步步轉換到數(shù)據(jù)包，左側端口接收到這個數(shù)據(jù)包后會將目標IP地址和自己的掩碼相與，發(fā)現(xiàn)目標IP的網絡號和自己接受這個數(shù)據(jù)包的端口所在的網絡號不一致，數(shù)據(jù)要通過路由器轉發(fā)到別的網絡（路由器是屬于網絡互聯(lián)設備，每一個端口連接的都是不同的網絡），所以查路由表，查到這個數(shù)據(jù)包，需要通過右側這個端口轉發(fā)出去能夠最終到達它的目的地，就將數(shù)據(jù)包從這個端口轉發(fā)出去！
后面的接力過程，在忽略拓撲接口的云狀圖網絡里，通過各種網絡設備，如果遇到路由器就路由選擇，分組轉發(fā)，如果遇到交換機會再次發(fā)送廣播，尋找目的MAC地址，直到找到為止！
A得到了E的MAC地址，A將要發(fā)送給E的信息通過一層層的數(shù)據(jù)封裝，到數(shù)據(jù)包，再到數(shù)據(jù)幀，最后得到比特流！通過操作系統(tǒng)調用網絡協(xié)議程序，最終通過網卡，將數(shù)據(jù)以電信號形式發(fā)出！接受方E接受到消息后，然后解封，然后得到信息！
原因：
所以三層設備之所以能夠隔離廣播風暴，是路由器通過判斷目的IP與自己端口的IP是否一致，不一致就丟掉這個包，廣播風暴就不會影響到其他網絡里，只在自己小范圍的網絡里進行傳遞！這樣還能夠整體的提高網絡的通信效率！
總結
以上是生活随笔為你收集整理的三层交换机原理：01路由器如何隔离广播域？的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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