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1、三層交換技術(shù)目錄[隱藏]簡介三層交換概念三層交換技術(shù)的產(chǎn)生三層交換原理三層交換機(jī)種類市場產(chǎn)品選型三層交換技術(shù)的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用實(shí)例發(fā)展前景三層交換技術(shù)的概述三層交換的起源三層交換技術(shù)與路由器的比較三層交換技術(shù)的發(fā)展及變革三層交換技術(shù)的演變?nèi)龑咏粨Q技術(shù)的不足市場與前景分析相關(guān)技術(shù)鏈接(以cisco的設(shè)備為例)訪問控制列表(ACL)服務(wù)質(zhì)量(QOS)DHCP功能簡介三層交換概念三層交換技術(shù)的產(chǎn)生三層交換原理三層交換機(jī)種類市場產(chǎn)品選型三層交換技術(shù)的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用實(shí)例發(fā)展前景·三層交換技術(shù)的概述·三層交換的起源·三層交換技術(shù)·與路由器的比較·三層交
2、換技術(shù)的發(fā)展及變革·三層交換技術(shù)的演變·三層交換技術(shù)的不足·市場與前景分析·相關(guān)技術(shù)鏈接(以cisco的設(shè)備為例)·訪問控制列表(ACL)·服務(wù)質(zhì)量(QOS)·DHCP功能 [編輯本段]簡介 隨著Internet的發(fā)展,局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)技術(shù)得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。數(shù)據(jù)交換技術(shù)從簡單的電路交換發(fā)展到二層交換,從二層交換又逐漸發(fā)展到今天較成熟的三層交換,以致發(fā)展到將來的高層交換?! ∪龑咏粨Q技術(shù)就是:二層交換技術(shù)+三層轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)。它解決了局域網(wǎng)中網(wǎng)段劃分之后,網(wǎng)段中子網(wǎng)必須依賴路由器進(jìn)行管理的局面,解決了傳統(tǒng)路由器低速、復(fù)雜所造成的網(wǎng)
3、絡(luò)瓶頸問題。[編輯本段]三層交換概念 三層交換(也稱多層交換技術(shù),或IP交換技術(shù))是相對于傳統(tǒng)交換概念而提出的。眾所周知,傳統(tǒng)的交換技術(shù)是在OSI網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)模型中的第二層——數(shù)據(jù)鏈路層進(jìn)行操作的,而三層交換技術(shù)是在網(wǎng)絡(luò)模型中的第三層實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)包的高速轉(zhuǎn)發(fā)。簡單地說,三層交換技術(shù)就是:二層交換技術(shù)+三層轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)?! ∪龑咏粨Q技術(shù)的出現(xiàn),解決了局域網(wǎng)中網(wǎng)段劃分之后,網(wǎng)段中子網(wǎng)必須依賴路由器進(jìn)行管理的局面,解決了傳統(tǒng)路由器低速、復(fù)雜所造成的網(wǎng)絡(luò)瓶頸問題。[編輯本段]三層交換技術(shù)的產(chǎn)生 二層交換技術(shù)從網(wǎng)橋發(fā)展到VLAN(虛擬局域網(wǎng)),在
4、局域網(wǎng)建設(shè)和改造中得到了廣泛的應(yīng)用。第二層交換技術(shù)是工作在OSI七層網(wǎng)絡(luò)模型中的第二層,即數(shù)據(jù)鏈路層。它按照所接收到數(shù)據(jù)包的目的MAC地址來進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā),對于網(wǎng)絡(luò)層或者高層協(xié)議來說是透明的。它不處理網(wǎng)絡(luò)層的IP地址,不處理高層協(xié)議的諸如TCP、UDP的端口地址,它只需要數(shù)據(jù)包的物理地址即MAC地址,數(shù)據(jù)交換是靠硬件來實(shí)現(xiàn)的,其速度相當(dāng)快,這是二層交換的一個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)。但是,它不能處理不同IP子網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)交換。傳統(tǒng)的路由器可以處理大量的跨越IP子網(wǎng)的數(shù)據(jù)包,但是它的轉(zhuǎn)發(fā)效率比二層低,因此要想利用二層轉(zhuǎn)發(fā)效率高這一優(yōu)點(diǎn),又要處理三層IP
5、數(shù)據(jù)包,三層交換技術(shù)就誕生了。[編輯本段]三層交換原理 一個(gè)具有三層交換功能的設(shè)備,是一個(gè)帶有第三層路由功能的第二層交換機(jī),但它是二者的有機(jī)結(jié)合,并不是簡單地把路由器設(shè)備的硬件及軟件疊加在局域網(wǎng)交換機(jī)上?! 〉谌龑咏粨Q工作在OSI七層網(wǎng)絡(luò)模型中的第三層即網(wǎng)絡(luò)層,是利用第三層協(xié)議中的IP包的包頭信息來對后續(xù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流進(jìn)行標(biāo)記,具有同一標(biāo)記的業(yè)務(wù)流的后續(xù)報(bào)文被交換到第二層數(shù)據(jù)鏈路層,從而打通源IP地址和目的IP地址之間的一條通路。這條通路經(jīng)過第二層鏈路層。有了這條通路,三層交換機(jī)就沒有必要每次將接收到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行拆包來判斷路由,而是
6、直接將數(shù)據(jù)包進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā),將數(shù)據(jù)流進(jìn)行交換。 其原理是:假設(shè)兩個(gè)使用IP協(xié)議的站點(diǎn)A、B通過第三層交換機(jī)進(jìn)行通信,發(fā)送站點(diǎn)A在開始發(fā)送時(shí),把自己的IP地址與B站的IP地址比較,判斷B站是否與自己在同一子網(wǎng)內(nèi)。若目的站B與發(fā)送站A在同一子網(wǎng)內(nèi),則進(jìn)行二層的轉(zhuǎn)發(fā)。若兩個(gè)站點(diǎn)不在同一子網(wǎng)內(nèi),如發(fā)送站A要與目的站B通信,發(fā)送站A要向“缺省網(wǎng)關(guān)”發(fā)出ARP(地址解析)封包,而“缺省網(wǎng)關(guān)”的IP地址其實(shí)是三層交換機(jī)的三層交換模塊。當(dāng)發(fā)送站A對“缺省網(wǎng)關(guān)”的IP地址廣播出一個(gè)ARP請求時(shí),如果三層交換模塊在以前的通信過程中已經(jīng)知道B站的MAC地址
7、,則向發(fā)送站A回復(fù)B的MAC地址。否則三層交換模塊根據(jù)路由信息向B站廣播一個(gè)ARP請求,B站得到此ARP請求后向三層交換模塊回復(fù)其MAC地址,三層交換模塊保存此地址并回復(fù)給發(fā)送站A,同時(shí)將B站的MAC地址發(fā)送到二層交換引擎的MAC地址表中。從這以后,當(dāng)A向B發(fā)送的數(shù)據(jù)包便全部交給二層交換處理,信息得以高速交換。由于僅僅在路由過程中才需要三層處理,絕大部分?jǐn)?shù)據(jù)都通過二層交換轉(zhuǎn)發(fā),因此三層交換機(jī)的速度很快,接近二層交換機(jī)的速度,同時(shí)比相同路由器的價(jià)格低很多。[編輯本段]三層交換機(jī)種類 三層交換機(jī)可以根據(jù)其處理數(shù)據(jù)的不同而分為純硬件和
8、純軟件兩大類?! 。?)純硬件的三層技術(shù)相對來說技術(shù)復(fù)雜,成本高,但是速度快,性能好,帶負(fù)載能力強(qiáng)。其原理是,采用ASIC芯片,采用硬件的方式進(jìn)行路由表的查找和刷新。如圖1所示。 圖1純硬件三層交換機(jī)原理 當(dāng)數(shù)據(jù)由端口接口芯片接收進(jìn)來以后,首先