主机、交换机与路由器

你会在每个实验中遇到的三种设备，以及它们各自做出的一个决策。

阅读约 8 分钟RoutingSwitching

你将能够做到

说明交换机做出什么决策，路由器做出什么决策
解释为什么交换机无法在两个网络之间转移流量
在怀疑其他任何事之前先检查接口是否处于 up 状态

预备知识：你应该知道什么是网络，以及为什么设备需要地址——参见《什么是网络？》。

为什么重要：大多数初学者的故障排查会先怀疑最复杂的设备而出错。知道哪种设备才真正具备做出你所缺失的那个决策的能力，能告诉你该往哪里看。

几乎每个网络中都会出现三类设备。每一类只负责一种决策。弄清各自的职责，就能通过排除法排查故障，而不是靠猜测。

主机

主机是一种终端设备——例如笔记本电脑、服务器或手机。它发起和接收流量，但不为其他设备转发流量。对于发出的每个数据包，主机只需判断一件事：目的地是否在自己的网络中？如果在，就直接发送；如果不在，就发给网关。

交换机

交换机连接同一网络中的设备。它查看每个帧中的硬件地址，并从该设备所在的端口转发出去。交换机速度快，设计也刻意保持简单：它不认识 IP 地址或网络，也无需认识。

路由器

路由器将不同的网络连接起来。它对收到的每个数据包查看目的地址、查询路由表，再将数据包转发给路径上的下一台设备。在这三类设备中，只有路由器会同时了解多个网络。

每类设备做出的一个决策

设备	它做出的决策	它查看的内容
主机	目的地在本地吗，还是应交给我的网关？	自身地址和子网掩码
交换机	这个硬件地址位于哪个端口？	帧中的 MAC 地址
路由器	目的地属于哪个网络，下一跳是谁？	它的路由表

怀疑其他问题之前，先检查链路

管理状态为关闭的接口完全无法承载流量，无论其他配置多么正确。检查接口状态既快捷，又能发现一种常见故障，所以应当先做。在这些实验使用的 Linux 路由器上，一条命令就能显示所有接口及其状态。

检查接口状态

ip -brief link show
# eth0   UP             52:54:00:11:22:33 <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP>
# eth1   DOWN           52:54:00:11:22:34 <BROADCAST,MULTICAST>

如果本应承载流量的接口显示 DOWN，你就用一条命令找到了故障。再用一条命令就能将它重新启用。

启用接口

ip link set eth1 up

术语

接口: 设备上的一条网络连接。路由器有多个接口；笔记本电脑通常有一两个。
网关: 当目的地不在自身网络中时，主机向其发送流量的路由器。
管理状态为关闭: 接口在配置中被关闭，而不是发生了损坏——只有重新启用后才能承载流量。

要点总结

主机判断目的地是否在本地；交换机决定使用哪个端口；路由器决定前往哪个网络。
交换机无法连接两个不同的 IP 网络——只有路由器可以。
先检查接口状态，因为关闭的接口会让其他所有正确的设置都失效。
ip -brief link show 会逐行显示每个接口的状态。

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