TCP协议是一个基本的网络协议,基本上所有的网络服务都是基于TCP协议的,如HTTP,FTP等等,所以要了解网络编程就必须了解基于TCP协议的编程。然而TCP协议是一个庞杂的体系,要彻底的弄清楚它的实现不是一天两天的功夫,所幸的是在.net framework环境下,我们不必要去追究TCP协议底层的实现,一样可以很方便的编写出基于TCP协议进行网络通讯的程序。

要进行基于TCP协议的网络通讯,首先必须建立同远程主机的连接,连接地址通常包括两部分——主机名和端口,如www.yesky.com:80中,www.yesky.com就是主机名,80指主机的80端口,当然,主机名也可以用IP地址代替。当连接建立之后,就可以使用这个连接去发送和接收数据包,TCP协议的作用就是保证这些数据包能到达终点并且能按照正确的顺序组装起来。

在.net framework的类库(Class Library)中,提供了两个用于TCP网络通讯的类,分别是TcpClient和TcpListener。由其英文意义显而易见,TcpClient类是基于TCP协议的客户端类,而TcpListener是服务器端,监听(Listen)客户端传来的连接请求。TcpClient类通过TCP协议与服务器进行通讯并获取信息,它的内部封装了一个Socket类的实例,这个Socket对象被用来使用TCP协议向服务器请求和获取数据。因为与远程主机的交互是以数据流的形式出现的,所以传输的数据可以使用.net framework中流处理技术读写。在我们下边的例子中,你可以看到使用NetworkStream类操作数据流的方法。

在下面的例子中,我们将建立一个时间服务器,包括服务器端程序和客户端程序。服务器端监听客户端的连接请求,建立连接以后向客户端发送当前的系统时间。

先运行服务器端程序,下面截图显示了服务器端程序运行的状况:

然后运行客户端程序,客户端首先发送连接请求到服务器端,服务器端回应后发送当前时间到客户端,这是客户端程序的截图:

发送完成后,服务器端继续等待下一次连接:

通过这个例子我们可以了解TcpClient类的基本用法,要使用这个类,必须使用System.Net.Socket命名空间,本例用到的三个命名空间如下:

using System;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;//从字节数组中获取字符串时使用该命名空间中的类

首先讨论一下客户端程序,开始我们必须初始化一个TcpClient类的实例:

TcpClient client = new TcpClient(hostName, portNum);

然后使用TcpClient类的GetStream()方法获取数据流,并且用它初始化一个NetworkStream类的实例:

NetworkStream ns = client.GetStream();

注意,当使用主机名和端口号初始化TcpClient类的实例时,直到跟服务器建立了连接,这个实例才算真正建立,程序才能往下执行。如果因为网络不通,服务器不存在,服务器端口未开放等等原因而不能连接,程序将抛出异常并且中断执行。

建立数据流之后,我们可以使用NetworkStream类的Read()方法从流中读取数据,使用Write()方法向流中写入数据。读取数据时,首先应该建立一个缓冲区,具体的说,就是建立一个byte型的数组用来存放从流中读取的数据。Read()方法的原型描述如下:

public override int Read(in byte[] buffer,int offset,int size)

buffer是缓冲数组,offset是数据(字节流)在缓冲数组中存放的开始位置,size是读取的字节数目,返回值是读取的字节数。在本例中,简单地使用该方法来读取服务器反馈的信息:

byte[] bytes = new byte[1024];//建立缓冲区
int bytesRead = ns.Read(bytes, 0, bytes.Length);//读取字节流

然后显示到屏幕上:

Console.WriteLine(Encoding.ASCII.GetString(bytes,0,bytesRead));

最后不要忘记关闭连接:

client.Close();

下面是本例完整的程序清单:

using System;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;

namespace TcpClientExample
{
public class TcpTimeClient
{
private const int portNum = 13;//服务器端口,可以随意修改
private const string hostName = "127.0.0.1";//服务器地址,127.0.0.1指本机

[STAThread]
static void Main(string[] args)
{
try
{
Console.Write("Try to connect to "+hostName+":"+portNum.ToString()+"\r\n");
TcpClient client = new TcpClient(hostName, portNum);
NetworkStream ns = client.GetStream();
byte[] bytes = new byte[1024];
int bytesRead = ns.Read(bytes, 0, bytes.Length);

Console.WriteLine(Encoding.ASCII.GetString(bytes,0,bytesRead));

client.Close();
Console.ReadLine();//由于是控制台程序,故为了清楚的看到结果,可以加上这句

}
catch (Exception e)
{
Console.WriteLine(e.ToString());
}
}
}
}

上面这个例子清晰地演示了客户端程序的编写要点,下面我们讨论一下如何建立服务器程序。这个例子将使用TcpListener类,在13号端口监听,一旦有客户端连接,将立即向客户端发送当前服务器的时间信息。

TcpListener的关键在于AcceptTcpClient()方法,该方法将检测端口是否有未处理的连接请求,如果有未处理的连接请求,该方法将使服务器同客户端建立连接,并且返回一个TcpClient对象,通过这个对象的GetStream方法建立同客户端通讯的数据流。事实上,TcpListener类还提供一个更为灵活的方法AcceptSocket(),当然灵活的代价是复杂,对于比较简单的程序,AcceptTcpClient()已经足够用了。此外,TcpListener类提供Start()方法开始监听,提供Stop()方法停止监听。

首先我们使用端口初始化一个TcpListener实例,并且开始在13端口监听:

private const int portNum = 13;
TcpListener listener = new TcpListener(portNum);
listener.Start();//开始监听

如果有未处理的连接请求,使用AcceptTcpClient方法进行处理,并且获取数据流:

TcpClient client = listener.AcceptTcpClient();
NetworkStream ns = client.GetStream();

然后,获取本机时间,并保存在字节数组中,使用NetworkStream.Write()方法写入数据流,然后客户端就可以通过Read()方法从数据流中获取这段信息:

byte[] byteTime = Encoding.ASCII.GetBytes(DateTime.Now.ToString());
ns.Write(byteTime, 0, byteTime.Length);
n
s.Close();//不要忘记关闭数据流和连接
client.Close();

服务器端程序完整的程序清单如下:

using System;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;

namespace TimeServer
{
class TimeServer
{
private const int portNum = 13;

[STAThread]
static void Main(string[] args)
{
bool done = false;
TcpListener listener = new TcpListener(portNum);
listener.Start();
while (!done)
{
Console.Write("Waiting for connection…");
TcpClient client = listener.AcceptTcpClient();

Console.WriteLine("Connection accepted.");
NetworkStream ns = client.GetStream();

byte[] byteTime = Encoding.ASCII.GetBytes(DateTime.Now.ToString());

try
{
ns.Write(byteTime, 0, byteTime.Length);
ns.Close();
client.Close();
}
catch (Exception e)
{
Console.WriteLine(e.ToString());
}
}

listener.Stop();
}
}
}

把上面两段程序分别编译运行,OK,我们已经用C#实现了基于TCP协议的网络通讯,怎么样?很简单吧!

使用上面介绍的基本方法,我们可以很容易的编写出一些很有用的程序,如FTP,电子邮件收发,点对点即时通讯等等,你甚至可以自己编制一个QQ来!

C#是微软随着VS.net新推出的一门语言。它作为一门新兴的语言,有着C++的强健,又有着VB等的RAD特性。而且,微软推出C#主要的目的是为了对抗Sun公司的Java。大家都知道Java语言的强大功能,尤其在网络编程方面。于是,C#在网络编程方面也自然不甘落后于人。本文就向大家介绍一下C#下实现套接字(Sockets)编程的一些基本知识,以期能使大家对此有个大致了解。首先,我向大家介绍一下套接字的概念。

套接字基本概念:
套接字是通信的基石,是支持TCP/IP协议的网络通信的基本操作单元。可以将套接字看作不同主机间的进程进行双向通信的端点,它构成了单个主机内及整个网络间的编程界面。套接字存在于通信域中,通信域是为了处理一般的线程通过套接字通信而引进的一种抽象概念。套接字通常和同一个域中的套接字交换数据(数据交换也可能穿越域的界限,但这时一定要执行某种解释程序)。各种进程使用这个相同的域互相之间用Internet协议簇来进行通信。
套接字可以根据通信性质分类,这种性质对于用户是可见的。应用程序一般仅在同一类的套接字间进行通信。不过只要底层的通信协议允许,不同类型的套接字间也照样可以通信。套接字有两种不同的类型:流套接字和数据报套接字。

套接字工作原理:
要通过互联网进行通信,你至少需要一对套接字,其中一个运行于客户机端,我们称之为ClientSocket,另一个运行于服务器端,我们称之为ServerSocket。
根据连接启动的方式以及本地套接字要连接的目标,套接字之间的连接过程可以分为三个步骤:服务器监听,客户端请求,连接确认。
所谓服务器监听,是服务器端套接字并不定位具体的客户端套接字,而是处于等待连接的状态,实时监控网络状态。
所谓客户端请求,是指由客户端的套接字提出连接请求,要连接的目标是服务器端的套接字。为此,客户端的套接字必须首先描述它要连接的服务器的套接字,指出服务器端套接字的地址和端口号,然后就向服务器端套接字提出连接请求。
所谓连接确认,是指当服务器端套接字监听到或者说接收到客户端套接字的连接请求,它就响应客户端套接字的请求,建立一个新的线程,把服务器端套接字的描述发给客户端,一旦客户端确认了此描述,连接就建立好了。而服务器端套接字继续处于监听状态,继续接收其他客户端套接字的连接请求。

C#中的套接字编程实例:
通过向大家简单的介绍套接字的基本概念和实现套接字编程的基本原理,我想大家对套接字编程已有了初步的了解。不过,上面介绍的仅仅是基本概念和原理,要真正运用还是需要一定的工作的。对基本概念和原理的真正理解的最好方法莫过于自己动手做一个实例,下面我就向大家介绍一个很好的用C#实现套接字编程的实例――聊天室程序。
本程序是基于C/S(服务器/客户端)构架的,程序包含一个服务器端的应用程序和一个客户端的应用程序。首先,在服务器上运行服务器端的应用程序,该程序一运行就开始服务器监听。然后,在客户机上就可以打开客户端的应用程序。程序打开后可以与服务器端应用程序进行连接,即进行客户端请求。在连接确认后,客户端用户可以和其他的客户端用户进行聊天。客户端人数没有限制,同时还支持“悄悄话”聊天模式,支持聊天记录。所以这是一个学习套接字编程的相当不错的例子。而且,程序中为了处理每个客户端的信息还用到了多线程机制。在每个客户端与服务器端连接成功后,它们之间就建立一个线程。这样运用了多线程之后,客户端之间就不会相互影响,即使其中一个出了错误也不会影响到另一个。

下面,我就向大家具体介绍该实例:
服务器端程序:
1. 打开VS.net,新建一个C#的模板为“Windows 应用程序”的项目,不妨命名为“ChatServer”。
2. 布置界面。只需在界面上添加一个ListBox控件即可,该控件主要用于显示客户端的用户的一些信息的。图象如下:
3. 服务器端程序的代码编写。
对于服务器端,主要的作用是监听客户端的连接请求并确认其请求。程序一开始便打开一个StartListening()线程。
private void StartListening()
{
listener = new TcpListener(listenport);
listener.Start();
while (true)
{
try
{
Socket s = listener.AcceptSocket();
clientsocket = s;
clientservice = new Thread(new ThreadStart(ServiceClient));
clientservice.Start();
}
catch(Exception e)
{
Console.WriteLine(e.ToString() );
}
}
}

该线程是一直处于运行状态的。当服务器端接收到一个来自客户端的连接请求后,它就打开一个ServiceClient()线程来服务客户端。当一个连接被建立后,每个客户端就被赋予一个属于它自己的套接字。同时,一个Client类的对象被建立。该对象包含了客户端的一些相关信息,该信息被保存在一个数组列表中。Client类如下(也可参见源代码中的Client.cs文件):
using System;
using System.Threading;
namespace ChatServer
{
using System.Net.Sockets;
using System.Net;

///
/// Client 的摘要说明。
///
public class Client
{
private Thread clthread;
private EndPoint endpoint;
private string name;
private Socket sock;
public Client(string _name, EndPoint _endpoint, Thread _thread, Socket _sock)
{
// TODO: 在此处添加构造函数逻辑
clthread = _thread;
endpoint = _endpoint;
name = _name;
sock = _sock;
}
public override string ToString()
{
return endpoint.ToString()+ " : " + name;
}

public Thread CLThread
{
get{return clthread;}
set{clthread = value;}
}
public EndPoint Host
{
get{return endpoint;}
set{endpoint = value;}
}
public string Name
{
get{return name;}
set{name = value;}
}

public Socket Sock
{
get{return sock;}
set{sock = value;}
}
}
}
程序的主体部分应是ServiceClient()函数。该函数是一个独立的线程,其主要部分是一个while循环。在循环体内,程序处理各种客户端命令。服务器端接收来自客户端的以ASCII码给出的字符串,其中包含了一个“|”形式的分隔符。字符串中“|”以前的部分就是具体的命令,包括CONN、CHAT、PRIV、GONE四种类型。CONN命令建立一个新的客户端连接,将现有的用户列表发送给新用户并告知其他用户有一个新用户加入。CHAT命令将新的信息发送给所有用户。PRIV命令将悄悄话发送给某个用户。GONE命令从用户列表中除去一个已离开的用户并告知其他的用户某某已经离开了。同时,GONE命令可以设置布尔型的变量keepalive为false从而结束与客户端连接的线程。ServiceClient()函数
如下:

private void ServiceClient()

{

Socket client = clientsocket;

bool keepalive = true;

while (keepalive)

{

Byte[] buffer = new Byte[1024];

client.Receive(buffer);

string clientcommand = System.Text.Encoding.ASCII.GetString(buffer);

string[] tokens = clientcommand.Split(new Char[]{'|'});

Console.WriteLine(clientcommand);

if (tokens[0] == "CONN")

{

for(int n=0; n

{

Client cl = (Client)clients[n];

SendToClient(cl, "JOIN|" + tokens[1]);

}
客户端程序:

1. 打开VS.net,新建一个C#的模板为“Windows 应用程序”的项目,不妨命名为“ChatClient”。

2. 布置界面。往界面上添加一个ListBox控件(用于显示用户列表),一个RichTextBox控件(用于显示聊天消息以及系统消息),一个TextBox控件(用于发送消息),一个CheckBox控件(确定是否为悄悄话),一个StatusBar控件以及四个Button控件(分别为“连接”、“断开连接”、“开始记录”、“发送”)。各个控件的属性设置可以参见源代码中的具体设置,这里从略。界面设计好后的图象如下:

3. 客户端程序的代码编写。

当客户端试图和服务器端进行连接时,一个连接必须建立而且得向服务器端进行注册。EstablishConnection()函数运用一个TcpClient来和服务器端取得连接,同时创建一个NetworkStream来发送消息。还有,端口号和服务器端的是保持一致的,均为5555。EstablishConnection()函数如下:

private void EstablishConnection()

{

statusBar1.Text = "正在连接到服务器";

try

{

clientsocket = new TcpClient(serveraddress,serverport);

ns = clientsocket.GetStream();

sr = new StreamReader(ns);

connected = true;

}

catch (Exception)

{

MessageBox.Show("不能连接到服务器!","错误",

MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Exclamation);

statusBar1.Text = "已断开连接";

}

}

在和服务器端连接成功后,程序就用RegisterWithServer()函数向服务器端发送一个CONN命令。该命令先是发送该用户的名称,然后从服务器端获得其他所有用户的列表,所有用户列表是在ListBox控件中显示的。该函数如下:

private void RegisterWithServer()

{

try

{

string command = "CONN|" + ChatOut.Text;

Byte[] outbytes = System.Text.Encoding.ASCII.GetBytes(command.ToCharArray());

ns.Write(outbytes,0,outbytes.Length);

string serverresponse = sr.ReadLine();

serverresponse.Trim();

string[] tokens = serverresponse.Split(new Char[]{'|'});

if(tokens[0] == "LIST")

{

statusBar1.Text = "已连接";

btnDisconnect.Enabled = true;

}

for(int n=1; n

lbChatters.Items.Add(tokens[n].Trim(new char[]{'\r','\n'}));

this.Text = clientname + ":已连接到服务器";

}

catch (Exception)

{

MessageBox.Show("注册时发生错误!","错误",

MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Exclamation);

}

}

}

if (tokens[0] == "JOIN")

{

rtbChatIn.AppendText(tokens[1].Trim() );

rtbChatIn.AppendText(" has joined the Chat\r\n");

if(logging)

{

logwriter.WriteLine(tokens[1]+" has joined the Chat");

}

string newguy = tokens[1].Trim(new char[]{'\r','\n'});

lbChatters.Items.Add(newguy);

}

if (tokens[0] == "GONE")

{

rtbChatIn.AppendText(tokens[1].Trim() );

rtbChatIn.AppendText(" has left the Chat\r\n");

if(logging)

{

logwriter.WriteLine(tokens[1]+" has left the Chat");

}

lbChatters.Items.Remove(tokens[1].Trim(new char[]{'\r','\n'}));

}

if (tokens[0] == "QUIT")

{

ns.Close();

clientsocket.Close();

keepalive = false;

statusBar1.Text = "服务器端已停止";

connected= false;

btnSend.Enabled = false;

btnDisconnect.Enabled = false;

}

}

catch(Exception){}

}

}

通过以上的一些函数,客户端程序之间就可以进行自由地聊天了,各个用户之间还可以互相发送悄悄话。所以程序已经实现了聊天室的基本功能了,不过最后各个用户还要正常地退出,那就要用到QuitChat()函数了。该函数的具体实现如下:

private void QuitChat()

{

if(connected)

{

try

{

string command = "GONE|" + clientname;

Byte[] outbytes = System.Text.Encoding.ASCII.GetBytes(command.ToCharArray());

ns.Write(outbytes,0,outbytes.Length);

clientsocket.Close();

}

catch(Exception)

{

}

}

if(logging)

logwriter.Close();

if(receive != null && receive.IsAlive)

receive.Abort();

this.Text = "客户端";

}

到此为止,客户端程序的主要部分都已经介绍完毕。还有一些按钮控件的消息处理函数可以参见源代码。同时,程序中还有一个聊天记录功能,该功能和现在流行的聊天软件的记录功能类似。不过限于篇幅,在这里就不一一介绍了,
有兴趣的读者可以研究一下本文后面的源代码。

这样,客户端程序就完成了。程序运行图示如下:

总结:

本文向大家初步介绍了套接字的基本概念和实现套接字编程的基本原理,还通过一个很好的实例向大家展示了在C#下进行套接字编程的实现方法和一些编程技巧。从中,我们不难发现运用C#进行套接字编程乃至网络编程有许多优越之处。实例程序实现的思路清晰明了而且通俗易懂,是一个相当不错的例子,希望各位能好好研读。同时还希望大家能进一步完善该程序,使之功能更强大、界面更友好。最后还要注明的是:该实例程序是在VS.net正式版下编译、运行成功的,如果你还是Beta版的话可能会有一些差别。

[Edit on 2004-8-24 1:14:54 By Felix]

LoadPlugin("VSFilter.dll")<BR>textsub("e:\np.ssa")<div align=right class=eng style=color:#cccccc>[Edit on 2004-8-29 11:48:29 By Felix]</div>

一、前言 <br/><br/>  计算机网络往往由许多种不同类型的网络互连连接而成。如果几个计算机网络只是在物理上连接在一起,它们之间并不能进行通信,那么这种“互连”并没有什么实际意义。因此通常在谈到“互连”时,就已经暗示这些相互连接的计算机是可以进行通信的,也就是说,从功能上和逻辑上看,这些计算机网络已经组成了一个大型的计算机网络,或称为互联网络,也可简称为互联网、互连网。 <br/><br/>  将网络互相连接起来要使用一些中间设备(或中间系统),ISO的术语称之为中继(relay)系统。根据中继系统所在的层次,可以有以下五种中继系统: <br/><br/>  1.物理层(即常说的第一层、层L1)中继系统,即转发器(repeater)。 <br/><br/>  2.数据链路层(即第二层,层L2),即网桥或桥接器(bridge)。 <br/><br/>  3.网络层(第三层,层L3)中继系统,即路由器(router)。 <br/><br/>  4.网桥和路由器的混合物桥路器(brouter)兼有网桥和路由器的功能。 <br/><br/>  5.在网络层以上的中继系统,即网关(gateway). <br/><br/>  当中继系统是转发器时,一般不称之为网络互联,因为这仅仅是把一个网络扩大了,而这仍然是一个网络。高层网关由于比较复杂,目前使用得较少。因此一般讨论网络互连时都是指用交换机和路由器进行互联的网络。本文主要阐述交换机和路由器及其区别。 <br/><br/>二、交换机和路由器 <br/><br/>  “交换”是今天网络里出现频率最高的一个词,从桥接到路由到ATM直至电话系统,无论何种场合都可将其套用,搞不清到底什么才是真正的交换。其实交换一词最早出现于电话系统,特指实现两个不同电话机之间话音信号的交换,完成该工作的设备就是电话交换机。所以从本意上来讲,交换只是一种技术概念,即完成信号由设备入口到出口的转发。因此,只要是和符合该定义的所有设备都可被称为交换设备。由此可见,“交换”是一个涵义广泛的词语,当它被用来描述数据网络第二层的设备时,实际指的是一个桥接设备;而当它被用来描述数据网络第三层的设备时,又指的是一个路由设备。 <br/><br/>  我们经常说到的以太网交换机实际是一个基于网桥技术的多端口第二层网络设备,它为数据帧从一个端口到另一个任意端口的转发提供了低时延、低开销的通路。 <br/><br/>  由此可见,交换机内部核心处应该有一个交换矩阵,为任意两端口间的通信提供通路,或是一个快速交换总线,以使由任意端口接收的数据帧从其他端口送出。在实际设备中,交换矩阵的功能往往由专门的芯片(ASIC)完成。另外,以太网交换机在设计思想上有一个重要的假设,即交换核心的速度非常之快,以致通常的大流量数据不会使其产生拥塞,换句话说,交换的能力相对于所传信息量而无穷大(与此相反,ATM交换机在设计上的思路是,认为交换的能力相对所传信息量而言有限)。 <br/><br/>  虽然以太网第二层交换机是基于多端口网桥发展而来,但毕竟交换有其更丰富的特性,使之不但是获得更多带宽的最好途径,而且还使网络更易管理。 <br/><br/>  而路由器是OSI协议模型的网络层中的分组交换设备(或网络层中继设备),路由器的基本功能是把数据(IP报文)传送到正确的网络,包括: <br/><br/>  1.IP数据报的转发,包括数据报的寻径和传送; <br/><br/>  2.子网隔离,抑制广播风暴; <br/><br/>  3.维护路由表,并与其他路由器交换路由信息,这是IP报文转发的基础。 <br/><br/>  4.IP数据报的差错处理及简单的拥塞控制; <br/><br/>  5.实现对IP数据报的过滤和记帐。 <br/><br/>  对于不同地规模的网络,路由器的作用的侧重点有所不同。 <br/><br/>  在主干网上,路由器的主要作用是路由选择。主干网上的路由器,必须知道到达所有下层网络的路径。这需要维护庞大的路由表,并对连接状态的变化作出尽可能迅速的反应。路由器的故障将会导致严重的信息传输问题。 <br/><br/>  在地区网中,路由器的主要作用是网络连接和路由选择,即连接下层各个基层网络单位--园区网,同时负责下层网络之间的数据转发。 <br/><br/>  在园区网内部,路由器的主要作用是分隔子网。早期的互连网基层单位是局域网(LAN),其中所有主机处于同一逻辑网络中。随着网络规模的不断扩大,局域网演变成以高速主干和路由器连接的多个子网所组成的园区网。在其中,处个子网在逻辑上独立,而路由器就是唯一能够分隔它们的设备,它负责子网间的报文转发和广播隔离,在边界上的路由器则负责与上层网络的连接。 <br/><br/>三、第二层交换机和路由器的区别 <br/><br/>  传统交换机从网桥发展而来,属于OSI第二层即数据链路层设备。它根据MAC地址寻址,通过站表选择路由,站表的建立和维护由交换机自动进行。路由器属于OSI第三层即网络层设备,它根据IP地址进行寻址,通过路由表路由协议产生。交换机最大的好处是快速,由于交换机只须识别帧中MAC地址,直接根据MAC地址产生选择转发端口算法简单,便于ASIC实现,因此转发速度极高。但交换机的工作机制也带来一些问题。 <br/><br/>  1.回路:根据交换机地址学习和站表建立算法,交换机之间不允许存在回路。一旦存在回路,必须启动生成树算法,阻塞掉产生回路的端口。而路由器的路由协议没有这个问题,路由器之间可以有多条通路来平衡负载,提高可靠性。 <br/><br/>  2.负载集中:交换机之间只能有一条通路,使得信息集中在一条通信链路上,不能进行动态分配,以平衡负载。而路由器的路由协议算法可以避免这一点,OSPF路由协议算法不但能产生多条路由,而且能为不同的网络应用选择各自不同的最佳路由。 <br/><br/>  3.广播控制:交换机只能缩小冲突域,而不能缩小广播域。整个交换式网络就是一个大的广播域,广播报文散到整个交换式网络。而路由器可以隔离广播域,广播报文不能通过路由器继续进行广播。 <br/><br/>  4.子网划分:交换机只能识别MAC地址。MAC地址是物理地址,而且采用平坦的地址结构,因此不能根据MAC地址来划分子网。而路由器识别IP地址,IP地址由网络管理员分配,是逻辑地址且IP地址具有层次结构,被划分成网络号和主机号,可以非常方便地用于划分子网,路由器的主要功能就是用于连接不同的网络。 <br/><br/>  5.保密问题:虽说交换机也可以根据帧的源MAC地址、目的MAC地址和其他帧中内容对帧实施过滤,但路由器根据报文的源IP地址、目的IP地址、TCP端口地址等内容对报文实施过滤,更加直观方便。 <br/><br/>  6.介质相关:交换机作为桥接设备也能完成不同链路层和物理层之间的转换,但这
种转换过程比较复杂,不适合ASIC实现,势必降低交换机的转发速度。因此目前交换机主要完成相同或相似物理介质和链路协议的网络互连,而不会用来在物理介质和链路层协议相差甚元的网络之间进行互连。而路由器则不同,它主要用于不同网络之间互连,因此能连接不同物理介质、链路层协议和网络层协议的网络。路由器在功能上虽然占据了优势,但价格昂贵,报文转发速度低。 <br/><br/>  近几年,交换机为提高性能做了许多改进,其中最突出的改进是虚拟网络和三层交换。 <br/><br/>  划分子网可以缩小广播域,减少广播风暴对网络的影响。路由器每一接口连接一个子网,广播报文不能经过路由器广播出去,连接在路由器不同接口的子网属于不同子网,子网范围由路由器物理划分。对交换机而言,每一个端口对应一个网段,由于子网由若干网段构成,通过对交换机端口的组合,可以逻辑划分子网。广播报文只能在子网内广播,不能扩散到别的子网内,通过合理划分逻辑子网,达到控制广播的目的。由于逻辑子网由交换机端口任意组合,没有物理上的相关性,因此称为虚拟子网,或叫虚拟网。虚拟网技术不用路由器就解决了广播报文的隔离问题,且虚拟网内网段与其物理位置无关,即相邻网段可以属于不同虚拟网,而相隔甚远的两个网段可能属于不同虚拟网,而相隔甚远的两个网段可能属于同一个虚拟网。不同虚拟网内的终端之间不能相互通信,增强了对网络内数据的访问控制。 <br/><br/>  交换机和路由器是性能和功能的矛盾体,交换机交换速度快,但控制功能弱,路由器控制性能强,但报文转发速度慢。解决这个矛盾的最新技术是三层交换,既有交换机线速转发报文能力,又有路由器良好的控制功能。 <br/><br/>四、第三层交换机和路由器的区别 <br/><br/>  在第三层交换技术出现之前,几乎没有必要将路由功能器件和路由器区别开来,他们完全是相同的:提供路由功能正在路由器的工作,然而,现在第三层交换机完全能够执行传统路由器的大多数功能。作为网络互连的设备,第三层交换机具有以下特征: <br/><br/>  1.转发基于第三层地址的业务流; <br/><br/>  2.完全交换功能; <br/><br/>  3.可以完成特殊服务,如报文过滤或认证; <br/><br/>  4.执行或不执行路由处理。 <br/><br/>  第三层交换机与传统路由器相比有如下优点: <br/><br/>  1.子网间传输带宽可任意分配:传统路由器每个接口连接一个子网,子网通过路由器进行传输的速率被接口的带宽所限制。而三层交换机则不同,它可以把多个端口定义成一个虚拟网,把多个端口组成的虚拟网作为虚拟网接口,该虚拟网内信息可通过组成虚拟网的端口送给三层交换机,由于端口数可任意指定,子网间传输带宽没有限制。 <br/><br/>  2.合理配置信息资源:由于访问子网内资源速率和访问全局网中资源速率没有区别,子网设置单独服务器的意义不大,通过在全局网中设置服务器群不仅节省费用,更可以合理配置信息资源。 <br/><br/>  3.降低成本:通常的网络设计用交换机构成子网,用路由器进行子网间互连。目前采用三层交换机进行网络设计,既可以进行任意虚拟子网划分,又可以通过交换机三层路由功能完成子网间通信,为此节省了价格昂贵的路由器。 <br/><br/>  4.交换机之间连接灵活:作为交换机,它们之间不允许存在回路,作为路由器,又可有多条通路来提高可靠性、平衡负载。三层交换机用生成树算法阻塞造成回路的端口,但进行路由选择时,依然把阻塞掉的通路作为可选路径参与路由选择。 <br/><br/>五、结论 <br/><br/>  综上所述,交换机一般用于LAN-WAN的连接,交换机归于网桥,是数据链路层的设备,有些交换机也可实现第三层的交换。路由器用于WAN-WAN之间的连接,可以解决异性网络之间转发分组,作用于网络层。他们只是从一条线路上接受输入分组,然后向另一条线路转发。这两条线路可能分属于不同的网络,并采用不同协议。相比较而言,路由器的功能较交换机要强大,但速度相对也慢,价格昂贵,第三层交换机既有交换机线速转发报文能力,又有路由器良好的控制功能,因此得以广播应用。 

京ICP备05053527号
经过34次查询历时4.460秒终于生成了此页面
Powered by WordPress & Designed by Felix © 2008