一、二层转发
二层转发,又称数据链路层转发,主要依赖MAC地址进行数据帧的转发。当数据帧的目的MAC地址是本地网络中的一个已知的MAC地址时,交换机会根据MAC地址表将数据帧转发到正确的端口。如果目的MAC地址不在MAC地址表中,交换机会向除了接收端口之外的所有端口进行广播。二层转发通常应用于同一局域网内的通信,因为它仅关注局域网内的MAC地址,不涉及跨越不同网络的路由。
二、三层转发
三层转发,又称网络层转发,主要依赖IP地址进行数据包的转发。路由器作为三层设备,负责在不同网络间转发数据包。路由器会根据IP地址和路由表确定数据包的转发路径,这可能涉及到跨越多跳的复杂路径选择。三层转发相较于二层转发,增加了路由决策的过程,因此转发速度相对较慢,但它能够实现跨网段的数据传输。
三、二层转发与三层转发的详细分析
二层转发的详细过程
1、地址学习:交换机接收到数据帧后,首先学习源MAC地址,并将其添加到MAC地址表中。
2、数据帧转发:交换机查找MAC地址表,根据目的MAC地址决定将数据帧转发到哪个端口。如果目的MAC地址在表中,则直接转发;如果不在,则进行广播。
3、地址老化:交换机定期清理长时间未使用的MAC地址表项,以保持表的简洁性。
三层转发的详细过程
1、路由查找:路由器接收到数据包后,首先查找路由表,确定数据包的转发路径。
2、ARP协议:如果数据包的目标IP地址不是路由器的直连接口IP,路由器会通过ARP协议获取下一跳的MAC地址。
3、数据包封装:路由器根据确定的路径重新封装数据包,其中源MAC地址会是路由器的出口接口MAC地址,目的MAC地址是下一跳的MAC地址。
4、数据包转发:封装后的数据包根据路由表指定的路径进行转发。
二层转发与三层转发的区别
1、二层转发:在数据链路层,根据MAC地址,在同一局域网内进行转发,转发速度较快,有老化机制且不涉及ARP协议。
2、三层转发:在网络层,根据IP地址,跨网段进行转发,转发速度较慢,无老化机制且涉及ARP协议。