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什么是三層交換技術,三層交換機與二層交換機的應用場景詳解!

出處:www.anbangtour.com  分類:資訊中心  發布:2018/7/24 9:53:30  閱讀:(1154)
摘要:第三層交換機的設計基于對IP路由的仔細分析,把IP路由中每個報文都必須經過的過程提取出來,這個過程是十分簡化的過程。IP路由中絕大多數報文是不包含選項的報文,因此在多數情況下處理報文IP選項的工作是多余的。

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第三層交換機的設計基于對IP路由的仔細分析,把IP路由中每個報文都必須經過的過程提取出來,這個過程是十分簡化的過程。IP路由中絕大多數報文是不包含選項的報文,因此在多數情況下處理報文IP選項的工作是多余的。不同網絡的報文長度是不同的,為了適應不同的網絡,IP要實現報文分片的功能,但是在全以太網的環境中,網絡的幀長度是固定的,因此報文分片也是一個可以省略的工作。

第三層交換技術沒有采用路由器的最長地址掩碼匹配的方法,而是使用了精確地址匹配的方法處理,這樣,有利于硬件的實現快速查找。它采用了使用高速緩存的方法,經常使用的主機路由放到了硬件查找表中,只有在這個高速緩存中無法匹配的項目才會通過軟件去轉發。在存儲轉發過程中使用了流交換方式,在流交換中,分析第一個報文確定其是否表示了一個流或者一組具有相同源地址和目的地址的報文。

如果第一個報文具有了正確的特征,則該標識流中的后續報文將擁有相同的優先權,同一流中的后續報文被交換到基于第二層的目的地址上,三層交換機為了實現高速交換,都采用流交換方式。其在IP路由的處理上進行了改進,實現了簡化的IP轉發流程,利用專用的ASIC芯片實現硬件的轉發,這樣絕大多數的報文處理都可以在硬件中實現了,只有極少數報文才需要使用軟件轉發,整個系統的轉發性能能夠得以成千倍地增加,相同性能的設備在成本上也得到大幅度下降。

什么是三層交換技術,三層交換機與二層交換機的應用場景詳解!

二層交換機工作于OSI模型的第2層(數據鏈路層),故而稱為二層交換機。二層交換技術是發展比較成熟,二層交換機屬數據鏈路層設備,可以識別數據包中的MAC地址信息,根據MAC地址進行轉發,并將這些MAC地址與對應的端口記錄在自己內部的一個地址表中。

(1) 由于交換機對多數端口的數據進行同時交換,這就要求具有很寬的交換總線帶寬,如果二層交換機有N個端口,每個端口的帶寬是M,交換機總線帶寬超過N×M,那么這交換機就可以實現線速交換;

(2) 學習端口連接的機器的MAC地址,寫入地址表,地址表的大?。ㄒ话銉煞N表示方式:一為BEFFER RAM,一為MAC表項數值),地址表大小影響交換機的接入容量;

(3) 還有一個就是二層交換機一般都含有專門用于處理數據包轉發的ASIC (Application specific Integrated Circuit)芯片,因此轉發速度可以做到非???。由于各個廠家采用ASIC不同,直接影響產品性能。

什么是三層交換技術,三層交換機與二層交換機的應用場景詳解!

三層交換機就是具有部分路由器功能的交換機,三層交換機的最重要目的是加快大型局域網內部的數據交換,所具有的路由功能也是為這目的服務的,能夠做到一次路由,多次轉發。對于數據包轉發等規律性的過程由硬件高速實現,而像路由信息更新、路由表維護、路由計算、路由確定等功能,由軟件實現。三層交換技術就是二層交換技術+三層轉發技術。

傳統交換技術是在OSI網絡標準模型第二層--數據鏈路層進行操作的,而三層交換技術是在網絡模型中的第三層實現了數據包的高速轉發,既可實現網絡路由功能,又可根據不同網絡狀況做到最優網絡性能。

1、由硬件結合實現數據的高速轉發。

2、這就不是簡單的二層交換機和路由器的疊加,三層路由模塊直接疊加在二層交換的高速背板總線上,突破了傳統路由器的接口速率限制,速率可達幾十Gbit/s。算上背板帶寬,這些是三層交換機性能的兩個重要參數。

3、簡潔的路由軟件使路由過程簡化。

4、大部分的數據轉發,除了必要的路由選擇交由路由軟件處理,都是又二層模塊高速轉發,路由軟件大多都是經過處理的高效優化軟件,并不是簡單照搬路由器中的軟件。

什么是三層交換技術,三層交換機與二層交換機的應用場景詳解!

二層交換機用于小型的局域網絡。在小型局域網中,廣播包影響不大,二層交換機的快速交換功能、多個接入端口和低謙價格為小型網絡用戶提供了很完善的解決方案。

三層交換機的最重要的功能是加快大型局域網絡內部的數據的快速轉發,加入路由功能也是為這個目的服務的。如果把大型網絡按照部門,地域等等因素劃分成一個個小局域網,這將導致大量的網際互訪,單純的使用二層交換機不能實現網際互訪;一般來說,在內網數據流量大,要求快速轉發響應的網絡中,如全部由三層交換機來做這個工作,會造成三層交換機負擔過重,響應速度受影響,將網間的路由交由路由器去完成,充分發揮不同設備的優點,不失為一種好的組網策略,當然,前提是客戶的腰包很鼓,不然就退而求其次,讓三層交換機也兼為網際互連。

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