网络层设备¶

冲突域和广播域¶

这节是“二层/三层设备对比题”的基础。

• 冲突域（Collision Domain）

  • 在共享介质下，多个节点同时发送会产生冲突的范围

  • 现代交换式以太网中，交换机端口通常把冲突域细分到“每端口”，即交换机可以隔离冲突域

  • 集线器不能隔离冲突域

• 广播域（Broadcast Domain）

  • 二层广播帧（如 ARP Request）能够到达的范围

  • 路由器会隔离广播域（跨网段不转发二层广播）

  • VLAN 可以在二层进一步划分广播域（理解即可）

路由器的组成和功能¶

路由器的核心功能¶

路由器做两件事：

• 控制平面：运行路由协议，生成路由表并下发转发表

• 数据平面：按转发表高速转发分组（最长前缀匹配）

典型转发流水线¶

以 IPv4 为例：

1. 输入端口收到二层帧，校验并去二层头

2. 读取目的 IP，查 FIB（最长前缀匹配）得到输出端口/下一跳

3. TTL 减 1（若减到 0 丢弃并可能返回 ICMP）

4. 重新封装下一跳二层帧（需要下一跳 MAC，通常用 ARP/ND 得到）

5. 输出端口发送

路由器转发时换二层头是常态，但 IP 层的源/目的地址通常不变（NAT 例外）。

路由表与分组转发¶

路由表 vs 转发表¶

• 路由表（RIB）：控制平面产生的“路由信息集合”（可能包含多条候选）

• 转发表（FIB）：真正用于高速转发的表（通常是路由表的精选/优化版本）

最长前缀匹配（LPM）¶

在 CIDR 下，可能同时匹配多个前缀，选择“前缀最长”的那条（更具体的路由优先）。

网络层设备对比¶