【问题总结】为什么路由器可以互联下三层不同的协议?【从隔离冲突域和广播域的角度分析】【数据传输过程】

问题

要想知道为什么路由器可以互联下三层不同的协议,我们首先要把一个包的传输弄清楚,而在第二层是帧的模式,第三层是IP数据报的格式,我们先分析发送方式,再来解决问题。

四种不同的发送方式

数据链路层

链路层单播

首先,在主机上发送一个帧,这个时候,我需要广播这个帧 ,因为机器是不知道链路的存在的 。于是,这个帧到了一个交换机,那么交换机看了这个帧,由于是单播,因此交换机看到了目的MAC地址 ,从一个端口转发出去了,那么这就避免了这个帧在另一个端口那面广播和其他帧碰撞,因此说隔离了冲突域(冲突只在这个端口这边发生)。

链路层广播

MAC地址全F,交换机收到后,知道这个地址是广播地址,于是从除了输入端口外的所有端口进行转发。

网络层

网络层单播

主机发送一个网络数据包,IP地址为xxx,由于交换机看不到网络层,于是只有到了路由器,才能够看到这个IP数据报,于是,这个IP数据报到了路由器才被看到,发现是一个单播地址,于是发送到对应的链路上。也就是说,网络层隔离了广播域,否则每个端口都对这种单播进行转发,网络层将会拥挤不堪(而且即便是网络层广播,路由器也会对其进行选择转发(基于路由器可以看到IP数据报))

网络层广播

主机号全1,发到了路由器的时候,路由器对其他所有端口进行转发。因为交换机压根看不到第三层的协议,拆解不了帧的数据信息,因此,交换机是不能够隔离广播域的。

为什么路由器可以互联下三层不同的协议?

由于进行广播的时候,路由器是一个可以看到三层信息的交换设备,而由于交换设备本身就是为了起到转换和互联功能(比如路由器使得互联异构网络得以实现)的,于是路由器也可以识别不同的协议,并且对协议进行转换(解析头并修改头)。

本文为作者在发现这个问题后,自己和学长讨论整理,如有不足,恳请指正!

tip

对等实体间的协议需要相同 (原因不太清楚,可能是数据解析方便?),注意和中间路由器的转换协议区分(互联异构网络的基础)。

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