马萨诸塞大学阿默斯特分校的本科申请条件要求学生高中毕业，均分达到80分以上，或者完成一年预科课程，雅思分数达到60分，或者托福总分在80分以上。硕士申请条件要求学生持有本科毕业证及学士学位证书，且具备相关专业背景，本科GPA不低于35分，雅思要求总分达到65分以上，或者托福总分不低于85分。
定义
VPLS称为虚拟专用局域网业务（Virtual Private LAN Service），是共用网络中提供的一种点到多点的L2业务，使地域上隔离的用户站点能通过MAN/WAN相连，并且使各个站点间的连接效果像在一个LAN中一样。它是一种基于MPLS和以太网的二层技术，也被称为透明局域网业务TLS（Transparent LAN Service）。
VPLS的典型组网如上图所示，处于不同物理位置的用户通过接入不同的PE设备，实现用户之间的互相通信。从用户的角度来看，整个VPLS网络就是一个二层交换网，用户之间就像直接通过LAN互相连接在一起。
目的
随着企业的分布范围日益扩大以及公司员工的移动性不断增加，企业中VoIP（Voice Over IP）、即时消息、网络会议的应用越来越广泛，因此这些应用对端到端的数据通信技术有了更高的要求。端到端数据通信功能的实现依赖于一个能够支持多点业务的网络。
传统的ATM（Asynchronous Transfer Mode）、FR（Frame Relay）技术只能实现二层点到点互联，而且具有网络建设成本高、速率较慢、部署复杂等缺点。随着IP技术的发展，一种在IP（Internet Protocol）网络上提供服务、可方便设定速率、配置简单的技术随之产生，这种技术即MPLS 技术。基于MPLS的技术有两种，分别是MPLS L2和MPLS L3：
传统VLL（Virtual Leased Line）方式的MPLS L2是在公网中提供一种点到点的L2业务，不能直接在服务提供者处进行多点间的交换。
MPLS L3网络虽可提供多点业务，但PE设备会感知私网路由，造成设备的路由信息过于庞大，对PE设备的路由控制性能要求较高。
针对以上问题，VPLS在传统MPLS L2方案的基础上发展而成，是一种基于以太网和MPLS标签交换的技术：
由于以太网本身就具有的支持多点通信特点，使得VPLS技术可以实现多点通信的要求。
同时VPLS是一种二层标签交换技术，从用户侧来看，整个MPLS IP骨干网是一个二层交换设备，PE设备不需要感知私网路由。
因此，VPLS技术为企业提供了一种更加完备的多点业务解决方案。它结合了以太网技术和MPLS技术的优势，是对传统LAN全部功能的仿真，其主要目的是通过运营商提供的IP／MPLS网络连接地域上隔离的多个由以太网构成的LAN，使它们像一个LAN那样工作。
优点
充分利用运营商构建的IP网络资源，建设成本低。
充分继承以太网速率高的优势。
如果使用VPLS技术，企业无论LAN还是WAN，都可以只使用以太链路，实现快速和灵活的业务部署。
将企业网络的路由策略控制和维护权利交给了企业，增强了企业网络的安全性和可维护性。
VPLS基本传输结构
整个VPLS网络就像一个交换机，它通过MPLS隧道在每个的各个Site之间建立虚连接（PW），并通过PW将用户的二层报文在站点间透传。对于PE设备，它会在转发报文的同时学习源MAC并建立MAC转发表项，完成MAC地址与用户接入接口（AC接口）和虚链路（PW）的映射关系。
各组件概念如下：
AC（Attachment Circuit）接入电路，用户与服务提供商之间的连接，即连接CE与PE的链路。对应的接口只能是以太网接口。
PW（Pseudo Wire），虚电路，两个PE设备上VSI之间的一条双向虚拟连接。它由一对方向相反的单向的MPLS VC（Virtual Circuit，虚电路）组成，也称为仿真电路。
VSI（Virtual Switch Instance）虚拟交换实例，通过该实例，可以将接入电路映射到各条虚拟链路上。每个VSI提供单独的VPLS服务，根据MAC地址和VLAN Tag进行二层报文转发。VSI实现以太网网桥功能，并且能够中介PW。
PW Signaling，PW信令协议，VPLS实现的基础，用于创建和维护PW。PW信令协议主要有LDP和BGP。
Tunnel，隧道，用于承载PW，一条隧道上可以承载多条PW。隧道是一条本地PE与对端PE之间的直连通道，完成PE之间的数据透明传输，可以是MPLS或GRE隧道。
Forwarder，转发器，PE收到AC上送的数据帧，由转发器选定转发报文使用的PW。转发器相当于VPLS的转发表。
VPLS的基本传输结构如下图：
以1中，CE1到CE3的报文流向为例，说明基本数据流走向：
CE1上送用户的二层报文，通过AC链路接入PE1；
PE1收到报文后，由转发器选定转发报文的PW；
PE1再根据PW的转发表项几隧道信息生成两层标签（内层私网标签用于标识PW，外层公网标签用于穿越隧道到达PE2）；
二层报文经公网隧道到达PE2，系统d出私网标签；
由PE2的转发器选定转发报文的AC，将CE1上送的二层报文转发给CE3。
VPLS实现过程
CE之间报文的传输依赖于PE之间建立VSI以及VSI之间的PW。PE之间通过全连接的PW转发以太网帧。
在以太网上，为了避免环路，一般的二层网络都要求使能STP协议。但是对于VPLS网络来说使用PW全连接和水平分割转发来避免环路：
PE之间逻辑上全连接（PW全连接），也就是每个PE必须为每一个VPLS转发实例创建一棵到该实例下的所有其他PE的树。
每个PE设备必须支持水平分割转发来避免环路。如果从PW上收到报文，那么这个报文将不再向这个VSI关联的其他PW上转发，也就是说要求任意两个PE之间通过直接相连的PW通信，而不能通过第三个PE设备中转报文，这也就是PE之间逻辑上建立全连接（PW全连接）的原因。
VPLS网络中的PE设备包含控制平面和数据平面：
VPLS PE的控制平面主要实现PW的建立功能，包括：
成员发现：找到同一VSI中所有其他PE的过程。可以通过手工配置的方式实现，也可以使用协议自动完成，如BGP方式、BGP AD方式的VPLS。使用协议自动完成的发现方式成为“自动发现”。
信令机制：在同一VSI的PE之间建立、维护和拆除PW的任务是信令协议完成的，包括LDP、BGP。
VPLS PE的数据平面主要实现PW的数据转发功能，包括：
封装：从CE收到以太网帧后，PE首先对其封装后再发送到分组交换网络上。
转发：根据报文是从哪个接口上接收的以及报文的目的MAC地址决定如何转发报文。
解封装：PE从分组交换网络上收到以太网帧后，首先对其进行解封装，然后再下发到CE。
VPLS的封装方式
AC上的报文封装方式
AC上的报文封住方式由用户接入方式决定，如下表所示，用户接入方式分为两种，默认情况下，用户的接入方式为VLAN接入。
VLAN接入：CE发送的PE或PE发送到CE的以太网帧头带有一个VLAN Tag。该Tag是ISP为了区分用户而为用户打上的一个“服务定界符”，称为P-Tag（Provider-Tag）。
Ethernet接入：CE发送到PE或PE发送到CE的以太网帧头中不带P-Tag。如果此时帧头中有VLAN Tag，则它只是用户报文的内部VLAN Tag称为U-Tag（User-Tag）。U-Tag是该报文在发送到CE前已携带，而不是CE打上的，用于CE区分该报文的VLAN，对于PE设备没有意义。
PW上的报文封装方式
PW由PW ID和PW封装类型唯一标识，两端PE设备通告的PW ID和PW封装类型必须相同。PW上的报文封装方式可以分为两种，默认情况下，PW上的报文封装使用Tagged模式。
Raw模式：PW上传输的帧不能带有P-Tag。对于CE发送到PE的报文，如果PE收到带有P-Tag的报文，则将P-Tag去除后，再打上两层MPLS标签（外层Tunnel标签和内层VC标签）后转发；如果PE收到不带P-Tag的报文，则直接打上两层MPLS标签后转发。对于PE发送到CE的报文，PE根据实际配置选择添加或不添加P-Tag后转发给CE，但是它不允许重写或移除已经存在的任何TAG。
Tagged模式：PW上传输的帧必须带P-Tag。对于CE发送到PE的报文，如果PE收到带有P-Tag的报文，则不去除P-Tag，而是直接打上两层MPLS标签（外层Tunnel标签和内层VC标签）后转发；如果PE收到不带P-Tag的报文，则添加一个空Tag后，再打上两层MPLS标签后转发。对于PE发送到CE的报文，PE根据实际配置选择重写、去除、保留P-Tag后转发给CE。
AC上的报文封装方式和PW上的报文封装方式可以交叉组合。
本文详细介绍了Openstack的网络原理和实现，主要内容包括：Neutron的网络架构及网络模型还有neutron虚拟化的实现和对二三层网桥的理解。
一、Neutron概述
Neutron是一个用Python写的分布式软件项目，用来实现OpenStack中的虚拟网络服务，实现软件定义网络。Neutron北向有自己的REST API，中间有自己的业务逻辑层，有自己的DB和进程之间通讯的消息机制。同时Neutron常见的进程包括Neutron-server和Neutron-agent，分布式部署在不同的 *** 作系统。
OpenStack发展至今，已经经历了20个版本。虽然版本一直在更替，发展的项目也越来越多，但是Neutron作为OpenStack三大核心之一，它的地位是不会动摇的。只不过当初的Neutron也只是Nova项目的一个模块而已，到F版本正式从中剥离，成为一个正式的项目。
从Nova-Network起步，经过Quantum，多年的积累Neutron在网络各个方面都取得了长足的发展。其主要的功能为：
（1）支持多租户隔离
（2）支持多种网络类型同时使用
（3）支持隧道技术（VXLAN、GRE）
（4）支持路由转发、SNAT、DNAT技术
（5）支持Floating IP和安全组
多平面租户私有网络
图中同时有VXLAN和VLAN两种网络，两种网络之间互相隔离。租户A和B各自独占一个网络，并且通过自己的路由器连接到了外部网络。路由器为租户的每个虚拟机提供了Float IP，完成vm和外网之间的互相访问。
二、Neutron架构及网络模型
1、Neutron架构
Neutron-sever可以理解为类似于nova-api那样的一个专门用来接收API调用的组件，负责将不同的api发送到不同Neutron plugin。
Neutron-plugin可以理解为不同网络功能实现的入口，接收server发来的API，向database完成一些注册信息。然后将具体要执行的业务 *** 作和参数通知给对应的agent来执行。
Agent就是plugin在设备上的代理，接受相应的plugin通知的业务 *** 作和参数，并转换为具体的命令行 *** 作。
总得来说，server负责交互接收请求，plugin *** 作数据库，agent负责具体的网络创建。
2、Neutron架构之Neutron-Server
（1）Neutron-server的本质是一个Python Web Server Gateway Interface（WSGI），是一个Web框架。
（2）Neutron-server接收两种请求：
REST API请求：接收REST API请求，并将REST API分发到对应的Plugin（L3RouterPlugin）。
RPC请求：接收Plugin agent请求，分发到对应的Plugin（NeutronL3agent）。
3、Neutron架构之Neutron-Plugin
Neutron-plugin分为Core-plugin和Service-plugin。
Core-plugin：ML2负责管理二层网络，ML2主要包括Network、Subnet、Port三类核心资源，对三类资源进行 *** 作的REST API是原生支持的。
Service-plugin：实现L3-L7网络，包括Router、Firewall、。
4、Neutron架构之Neutron-Agent
（1）Neutron-agent配置的业务对象是部署在每一个网络节点或者计算节点的网元。
（2）网元区分为PNF和VNF：
PNF：物理网络功能，指传统的路由器、交换机等硬件设备
VNF：虚拟网络功能，通过软件实现的网络功能（二层交换、三层路由等）
（3）Neutron-agent三层架构如下图：
Neutron-agent架构分为三层，北向为Neutron-server提供RPC接口，供Neutron server调用，南向通过CLI协议栈对Neutron VNF进行配置。在中间会进行两种模型的转换，从RPC模型转换为CLI模型。
5、Neutron架构之通信原理
（1）Neutron是OpenStack的核心组件，官网给出Neutron的定义是NaaS。
（2）Naas有两层含义：
对外接口：Neutron为Network等网络资源提供了RESTful API、CLI、GUI等模型。
内部实现：利用Linux原生或者开源的虚拟网络功能，加上硬件网络，构建网络。
Neutron接收到API请求后，交由模块WSGI进行初步的处理，然后这个模块通过Python API调用neutron的Plugin。Plugin做了相应的处理后，通过RPC调用Neutron的Agent组件，agent再通过某种协议对虚拟网络功能进行配置。其中承载RPC通信的是AMQP server，在部署中常用的开源软件就是RabbitMQ
6、Neutron架构之控制节点网络模型
控制节点没有实现具体的网络功能，它对各种虚拟设备做管理配合的工作。
（1）Neutron：Neutron-server核心组件。
（2）API/CLI：Neutron进程通过API/CLI接口接收请求。
（3）OVS Agent：Neutron通过RPC协议与agent通信。
控制节点部署着各种服务和Neutron-server，Neutron-server通过api/cli接口接收请求信息，通过RPC和Agent进行交互。Agent再调用ovs/linuxbridge等网络设备创建网络。
7、Neutron架构之计算节点网络模型
（1）qbr：Linux Bridge网桥
（2）br-int：OVS网桥
（3）br-tun：OVS隧道网桥
（4）VXLAN封装：网络类型的转变
8、Neutron架构之网络节点网络模型
网络节点部署了Router、DHCP Server服务，网桥连接物理网卡。
（1）Router：路由转发
（2）DHCP： 提供DNS、DHCP等服务。
（3）br-ex： 连接物理网口，连接外网
三、Neutron虚拟化实现功能及设备介绍
1、Neutron虚拟化实现功能
Neutron提供的网络虚拟化能力包括：
（1）二层到七层网络的虚拟化：L2（virtual Switch）、L3（virtual Router 和 LB）、L47（virtual Firewall ）等
（2）网络连通性：二层网络和三层网络
（3）租户隔离性
（4）网络安全性
（5）网络拓展性
（6）REST API
（7）更高级的服务，包括 LBaaS，FWaaS，aaS 等
2、Neutron虚拟化功能之二层网络
（1）按照用户权限创建网络：
Provider network：管理员创建，映射租户网络到物理网络
Tenant network：租户创建的普通网络
External network：物理网络
（2）按照网络类型：
Flat network：所有租户网络在一个网络中
Local network：只允许在服务器内通信，不通外网
VLAN network：基于物理VLAN实现的虚拟网络
VXLAN network：基于VXLAN实现的虚拟网络
3、Neutron虚拟化实现功能之租户隔离
Neutron是一个支持多租户的系统，所以租户隔离是Neutron必须要支持的特性。
（1）租户隔离三种含义：管理面隔离、数据面的隔离、故障面的隔离。
（2）不同层次租户网络的隔离性
租户与租户之间三层隔离
同一租户不同网络之间二层隔离
同一租户同一网络不同子网二层隔离
（3）计算节点的 br-int 上，Neutron 为每个虚机连接 OVS 的 access port 分配了内部的 VLAN Tag。这种 Tag 限制了网络流量只能在 Tenant Network 之内。
（4）计算节点的 br-tun 上，Neutron 将内部的 VLAN Tag 转化为 VXLAN Tunnel ID，然后转发到网络节点。
（5）网络节点的 br-tun 上，Neutron 将 VXLAN Tunnel ID 转发了一一对应的 内部 VLAN Tag，使得 网络流被不同的服务处理。
（6）网络节点的 br-int 上连接的 DHCP 和 L3 agent 使用 Linux Network Namespace 进行隔离。
4、Neutron虚拟化实现功能之租户网络安全
除了租户隔离以外 Neutron还提供数据网络与外部网络的隔离性。
（1）默认情况下，所有虚拟机通过外网的流量全部走网络节点的L3 agent。在这里，内部的固定IP被转化为外部的浮动IP地址
（1）Neutron还利用Linux iptables特性，实现其Security Group特性，从而保证访问虚机的安全性
（3）Neutron利用网络控制节点上的Network Namespace中的iptables，实现了进出租户网络的网络防火墙，从而保证了进出租户网络的安全性。
5、Neutron虚拟化设备
（1）端口：Port代表虚拟网络交换机上的一个虚拟交换机端口
虚拟机的网卡连接到Port上就会拥有MAC地址和IP地址
（2）虚拟交换机：Neutron默认采用开源的Openvswitch，
同时还支持Linux Bridge
（3）虚拟路由器VR：
路由功能一个VR只属于一个租户，租户可以有多个VR一个VR可以有若干个子网VR之间采用Namespace隔离四、Neutron网桥及二三层网络理解
1、Neutron-Local-Bridge
仅用于测试；网桥没有与物理网卡相连VM不通外网。
图中创建了两个local network，分别有其对应的qbr网桥。Vm123的虚拟网卡通过tap连接到qbr网桥上。其中2和3属于同一个network可以通信，1属于另一个网络不能和23进行通信。并且qbr网桥不连物理网卡，所以说local网络虚拟机只能同网络通信，不能连通外网。
2、Neutron-Flat-Bridge
Linux Bridge直接与物联网卡相连每个Flat独占一个物理网卡配置文件添加响应mappingFlat网络是在local网络的基础上实现不同宿主机之间的二层互联，但是每个flat network都会占用一个宿主机的物理接口。其中qbr1对应的flatnetwork 连接 eth1 qbr2，两个网络的虚机在物理二层可以互联。其它跟local network类似。
3、Neutron-VLAN-Bridge
在基于linux bridge的vlan网络中，eht1物理网卡上创建了两个vlan接口，11连接到qbr1网桥，12连接到了qbr2网桥。在这种情况下vm通过eth11或者eth12发送到eth1的包会被打上各自的vlan id。此时vm2和vm3属于同一个network所以是互通的，vm与vm2和vm3不通。
4、Neutron-VXLAN-Bridge
这个是以Linux bridge作agent的Vxlan网络：
Vxlan网络比Vxlan网络多了个VXLAN隧道，在Openstack中创建好内部网络和实例后，agent就会在计算节点和网络节点创建一对vxlan vtep组成隧道的两个端点。
Vxlan连接在eth0网口。在网络节点多了两个组件dhcp 和router，他们分别通过一对veth与qbr网桥连接在一起，多个dhcp和路由之间使用namesapce隔离，当vm产生ping包时，发往linux 网桥qbr1，通过网桥在vxlan12上封装数据包，数据通过eth0网卡出计算节点到网络节点的eth0，在vxlan12解包。到达路由器之后经过nat地址转换，从eth1出去访问外网，由租户网络到运营商网络再到外部网络。
5、Neutron-VLAN-OVS
与Linux bridge不同，openvswitch 不是通过eth11 eth12这样的vlan接口来隔离不同的vlan，而是通过openvswitch的流表规则来指定如何对进出br-int的数据进行转发，实现不同vlan的隔离。
图中计算节点的所有虚拟机都连接在int网桥上，虚拟机分为两个网络。Int网桥会对到来的数据包根据network的不同打上vlan id号，然后转发到eth网桥,eth网桥直连物理网络。这时候流量就从计算节点到了网络节点。
网络节点的ehx int网桥的功能相似，多了一个ex网桥，这个网桥是管理提前创建好的，和物理网卡相连，ex网桥和int网桥之间通过一对patch-port相连，虚拟机的流量到达int网桥后经过路由到ex网桥。
6、Neutron-VXLAN-OVS
Vxlan的模型和vlan的模型十分相似，从表面上来看，他俩相比只有一个不同,vlan对应的是ethx网桥，而vxlan对应的是tun网桥。
在这里ethx和tun都是ovs网桥，所以说两者的差别不是实现组件的差别而是组件所执行功能的差别，ethx执行的是普通二层交换机的功能，tun执行的是vxlan中的vtep的功能，图中俩tun对应的接口ip就是vxlan的隧道终结点ip。所以说虚机的数据包在到达tun网桥之前是打的是vlan tag，而到达tun之后会发生网络类型的转换，从vlan封装为vxlan然后到达网络节点。而之前的vlan类型的网络，虚机数据包的类型一直都是vlan。
7、物理的二层与虚拟的二层（VLAN模式)
（1）物理的二层指的是：物理网络是二层网络，基于以太网协议的广播方式进行通信。
（2）虚拟的二层指的是：Neutron实现的虚拟网络也是二层网络（openstack的vm机所用的网络必须是大二层），也是基于以太网协议的广播方式进行通信，但毫无疑问的是该虚拟网络是依赖于物理的二层网络。
（3）物理二层+虚拟二层的典型代表：VLAN网络模式。
8、物理的三层与虚拟的二层（GRE模式与VXLAN模式）
（1）物理三层指的是：物理网络是三层网络，基于IP路由的方式进行通信。
（2）虚拟的二层指的是：Neutron实现的虚拟网络仍然是二层网络（openstack的vm机所用的网络必须是大二层），仍然是基于以太网的广播方式进行通信，但毫无疑问的是该虚拟机网络是依赖于物理的三层网络，这点有点类似于的概念，根本原理就是将私网的包封装起来，最终打上隧道的ip地址传输。
（3）物理三层+虚拟二层的典型代表：GRE模式与VXLAN模式。
最近看到很多人在询问交换机、集线器、路由器是什么，功能如何，有何区别，笔者就这些问题简单的做些解答。首先说HUB,也就是集线器。它的作用可以简单的理解为将一些机器连接起来组成一个局域网。而交换机（又名交换式集线器）作用与集线器大体相同。但是两者在性能上有区别：集线器采用的式共享带宽的工作方式，而交换机是独享带宽。这样在机器很多或数据量很大时，两者将会有比较明显的。而路由器与以上两者有明显区别，它的作用在于连接不同的网段并且找到网络中数据传输最合适的路径 ，可以说一般情况下个人用户需求不大。路由器是产生于交换机之后，就像交换机产生于集线器之后，所以路由器与交换机也有一定联系，并不是完全独立的两种设备。路由器主要克服了交换机不能路由转发数据包的不足。
总的来说，路由器与交换机的主要区别体现在以下几个方面：
（1）工作层次不同
最初的的交换机是工作在OSI／RM开放体系结构的数据链路层，也就是第二层，而路由器一开始就设计工作在OSI模型的网络层。由于交换机工作在OSI的第二层（数据链路层），所以它的工作原理比较简单，而路由器工作在OSI的第三层（网络层），可以得到更多的协议信息，路由器可以做出更加智能的转发决策。
（2）数据转发所依据的对象不同
交换机是利用物理地址或者说MAC地址来确定转发数据的目的地址。而路由器则是利用不同网络的ID号（即IP地址）来确定数据转发的地址。IP地址是在软件中实现的，描述的是设备所在的网络，有时这些第三层的地址也称为协议地址或者网络地址。MAC地址通常是硬件自带的，由网卡生产商来分配的，而且已经固化到了网卡中去，一般来说是不可更改的。而IP地址则通常由网络管理员或系统自动分配。
（3）传统的交换机只能分割冲突域，不能分割广播域；而路由器可以分割广播域
由交换机连接的网段仍属于同一个广播域，广播数据包会在交换机连接的所有网段上传播，在某些情况下会导致通信拥挤和安全漏洞。连接到路由器上的网段会被分配成不同的广播域，广播数据不会穿过路由器。虽然第三层以上交换机具有VLAN功能，也可以分割广播域，但是各子广播域之间是不能通信交流的，它们之间的交流仍然需要路由器。
（4）路由器提供了防火墙的服务
路由器仅仅转发特定地址的数据包，不传送不支持路由协议的数据包传送和未知目标网络数据包的传送，从而可以防止广播风暴。
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，因此得以广泛应用。
目前个人比较多宽带接入方式就是ADSL，因此笔者就ADSL的接入来简单的说明一下。现在购买的ADSL猫大多具有路由功能（很多的时候厂家在出厂时将路由功能屏蔽了，因为电信安装时大多是不启用路由功能的，启用DHCP。打开ADSL的路由功能），如果个人上网或少数几台通过ADSL本身就可以了，如果电脑比较多你只需要再购买一个或多个集线器或者交换机。考虑到如今集线器与交换机的 价格相差十分小，不是特殊的原因，请购买一个交换机。不必去追求高价，因为如今产品同质化十分严重，我最便宜的交换机现在没有任 何问题。给你一个参考报价，建议你购买一个8口的，以满足扩充需求，一般的价格100元左右。接上交换机，所有电脑再接到交换机上就行了。余下所要做的事情就只有把各个机器的网线插入交换机的接口，将猫的网线插入uplink接口。然后设置路由功能，DHCP等， 就可以共享上网了。
看完以上的解说读者应该对交换机、集线器、路由器有了一些了解，目前的使用主要还是以交换机、路由器的组合使用为主，具体的组合方式可根据具体的网络情况和需求来确定。
交换机与路由器的区别
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。
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：
1物理层（即常说的第一层、层L1）中继系统，即转发器（repeater）。
2数据链路层（即第二层，层L2），即网桥或桥接器（bridge）。
3网络层（第三层，层L3）中继系统，即路由器（router）。
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。
5在网络层以上的中继系统，即网关（gateway）
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。
2 交换机和路由器
“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。
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。
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）。
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。
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：
1IP数据报的转发，包括数据报的寻径和传送；
2子网隔离，抑制广播风暴；
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。
4IP数据报的差错处理及简单的拥塞控制；
5实现对IP数据报的过滤和记帐。
对于不同地规模的网络，路由器的作用的侧重点有所不同。
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。
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。
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。
3 第二层交换机和路由器的区别
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
4 第三层交换机和路由器的区别
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：
1转发基于第三层地址的业务流；
2完全交换功能；
3可以完成特殊服务，如报文过滤或认证；
4执行或不执行路由处理。
第三层交换机与传统路由器相比有如下优点：
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。
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。
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。
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。
5 结论
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。
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