两台交换机之间如何通讯?为什么不能实现不同网段通讯?

另外,关于西门子300 PLC通过交换机与Step7软件通讯的问题,这在技术上是可行的。但是需要注意,每个PLC的变量数目是有限的。如果变量数量过多,监控效果可能会变差。此外,还需要确认组态软件如组态王是否支持连接如此大量的变量,这取决于软件的性能和配置限制。

然而,当192.168.1.1的主机尝试ping 192.168.2.1时,问题出现了。主机首先会将自身IP与子网掩码进行逻辑与运算,发现目标IP不在同一网段。此时,主机会尝试将数据包发送给配置的网关。如果没有配置网关,主机根本不会发送数据包,通讯直接失败。

网关设备收到数据后,会检查目的IP地址。如果目的IP是网关自己的,它会交给上层处理;如果目的IP是其他网段,它会进行路由查找。最终,网关会使用目标主机2.1的MAC地址和IP地址构造回应包发回。如果ping的是同网段但非网关的主机,网关收到后发现IP不是自己的,就会丢弃数据包,导致通讯不通。

如果子网掩码变为255.255.255.0,情况就不同了。此时两个IP地址分别属于129.100.1.0/24和129.100.2.0/24这两个不同的网段。在这种跨网段的情况下,普通的二层交换机无法直接实现通讯,必须借助具备路由功能的设备,例如三层路由交换机或者独立的路由器来进行不同网段间的数据转发。

收到MAC地址后,1.1将数据帧发送给交换机,交换机查找MAC地址表,发现目标MAC对应第二个端口,于是将数据直接转发给2主机,从而实现通讯。这个过程完全在二层完成,交换机只关心MAC地址,不关心IP地址是否在同一网段,只要在同一广播域内即可。

即使配置了网关,如果网关地址填写错误,主机可能会广播询问网关的MAC地址。若网络中没有该网关主机,通讯依然失败。若网关存在,主机会获取网关MAC并发送数据。交换机将数据转发给网关设备,网关接收数据后,检查MAC地址确认是自己,再检查IP地址。

我们可以用一个具体的场景来理解:假设将电脑通过普通交换机连接,并分别配置192.168.1.0和192.168.2.0两个不同网段的IP。当192.168.1.1的主机需要与同网段的192.168.1.2通讯时,它会先发送ARP广播询问1.2的MAC地址。虽然这个广播会被交换机泛洪到所有端口,包括连接192.168.2.0网段的设备,但只有1.2会回应其MAC地址。

交换机之所以不能直接实现不同网段的通讯,根本原因在于它属于OSI七层模型中的二层设备。二层交换机主要依据MAC地址进行数据帧的转发,它并不处理属于网络层的IP地址信息。因此,当通信双方位于不同网段时,交换机无法理解IP路由逻辑,也就无法直接跨越网段进行数据交付。

关于两种交换机如何通讯的问题,其实关键在于IP地址和子网掩码的设置。如果你给出的两个IP地址属于同一个网段,比如网络号为129.100.0.0/16,且子网掩码是255.255.0.0,那么无论是使用普通交换机还是HUB,甚至直接将两台设备用网线相连,它们都能正常通讯。这是因为在同一个二层广播域内,MAC地址解析和帧转发都能顺利完成。