三層交換技術(shù)概念_三層交換技術(shù)的特點(diǎn)
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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)。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)絡(luò)瓶頸問(wèn)題。
任何一種新技術(shù)進(jìn)入市場(chǎng)時(shí),都要經(jīng)歷業(yè)界專業(yè)人員對(duì)伴隨這種技術(shù)的新術(shù)語(yǔ)和“技術(shù)行話”進(jìn)行篩選的階段。這些新的技術(shù)術(shù)語(yǔ)往往會(huì)造成迷惑,甚至自相矛盾,具體情況取決于供應(yīng)商使用它們的方式?!暗谌龑咏粨Q”和有關(guān)的技術(shù)也不例外,隨著越來(lái)越多交換機(jī)和路由器技術(shù)的推出,有關(guān)它們技術(shù)術(shù)語(yǔ)的迷惑只會(huì)增多。
比如,第三層交換、第四層交換、多層交換、多層數(shù)據(jù)包分類和路由交換機(jī)等新術(shù)語(yǔ)就令交換機(jī)和路由器之間的傳統(tǒng)區(qū)別變得模糊起來(lái)。此外,由于許多供應(yīng)商在原本用于布線室的第二層交換機(jī)平臺(tái)上提供了第三層交換技術(shù),從而讓人更加迷惑不解。這些變化使網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)人員很難了解如何部署高效的網(wǎng)絡(luò)解決方案。因此,必須去偽存真,并專注于基礎(chǔ)知識(shí),才能真正了解何時(shí)、何地以及為什么采用第三層交換。
三層交換技術(shù)的特點(diǎn)
1、線速路由
和傳統(tǒng)的路由器相比,第三層交換機(jī)的路由速度一般要快十倍或數(shù)十倍,能實(shí)現(xiàn)線速路由轉(zhuǎn)發(fā)。傳統(tǒng)路由器采用軟件來(lái)維護(hù)路由表,而第三層交換機(jī)采用ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit)硬件來(lái)維護(hù)路由表,因而能實(shí)現(xiàn)線速的路由。
2、IP路由
在局域網(wǎng)上,二層的交換機(jī)通過(guò)源MAC地址來(lái)標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)包的發(fā)送者,根據(jù)目的MAC地址來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。對(duì)于一個(gè)目的地址不在本局域網(wǎng)上的數(shù)據(jù)包,二層交換機(jī)不可能直接把它送到目的地,需要通過(guò)路由設(shè)備(比如傳統(tǒng)的路由器)來(lái)轉(zhuǎn)發(fā),這時(shí)就要把交換機(jī)連接到路由設(shè)備上。
如果把交換機(jī)的缺省網(wǎng)關(guān)設(shè)置為路由設(shè)備的IP地址,交換機(jī)會(huì)把需要經(jīng)過(guò)路由轉(zhuǎn)發(fā)的包送到路由設(shè)備上。路由設(shè)備檢查數(shù)據(jù)包的目的地址和自己的路由表,如果在路由表中找到轉(zhuǎn)發(fā)路徑,路由設(shè)備把該數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到其它的網(wǎng)段上,否則,丟棄該數(shù)據(jù)包。
專用(傳統(tǒng))路由器昂貴,復(fù)雜,速度慢,易成為網(wǎng)絡(luò)瓶頸,因?yàn)樗治鏊械膹V播包并轉(zhuǎn)發(fā)其中的一部分,還要和其它的路由器交換路由信息,而且這些處理過(guò)程都是由CPU來(lái)處理的(不是專用的ASIC),所以速度慢。
第三層交換機(jī)既能象二層交換機(jī)那樣通過(guò)MAC地址來(lái)標(biāo)識(shí)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包,也能象傳統(tǒng)路由器那樣在兩個(gè)網(wǎng)段之間進(jìn)行路由轉(zhuǎn)發(fā)。而且由于是通過(guò)專用的芯片來(lái)處理路由轉(zhuǎn)發(fā),第三層交換機(jī)能實(shí)現(xiàn)線速路由。
3、路由功能
比較傳統(tǒng)的路由器,第三層交換機(jī)不僅路由速度快,而且配置簡(jiǎn)單。在最簡(jiǎn)單的情況(即第三層交換機(jī)默認(rèn)啟動(dòng)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)功能時(shí)),一旦交換機(jī)接進(jìn)網(wǎng)絡(luò),只要設(shè)置完VLAN。
并為每個(gè)VLAN設(shè)置一個(gè)路由接口。第三層交換機(jī)就會(huì)自動(dòng)把子網(wǎng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)流限定在子網(wǎng)之內(nèi),并通過(guò)路由實(shí)現(xiàn)子網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)包交換。管理員也可以通過(guò)人工配置路由的方式:設(shè)置基于端口的VLAN,給每個(gè)VLAN配上IP地址和子網(wǎng)掩碼,就產(chǎn)生了一個(gè)路由接口。隨后,手工設(shè)置靜態(tài)路由或者啟動(dòng)動(dòng)態(tài)路由協(xié)議。
4、路由協(xié)議支持
三層交換技術(shù)可以通過(guò)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)功能來(lái)處理本地IP包的轉(zhuǎn)發(fā)及學(xué)習(xí)鄰近路由器的地址,同時(shí)也可以通過(guò)動(dòng)態(tài)路由協(xié)議RIP1,RIP2,OSPF來(lái)計(jì)算路由路徑。下面介紹一下RIP協(xié)議和OSPF協(xié)議。
路由信息協(xié)議(RIP)是一個(gè)內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議(IGP),主要應(yīng)用在中等規(guī)模的網(wǎng)絡(luò),RIP協(xié)議采用距離向量算法,在路由信息中包括了到達(dá)目的IP(向量)的跳躍次數(shù)(距離),跳躍次數(shù)最小的路徑是最優(yōu)路徑。
RIP允許的最大跳躍次數(shù)為15,需要跳躍16次及其以上的目的地址被認(rèn)為是不可達(dá)的。RIP路由器通過(guò)周期性廣播來(lái)與鄰近的RIP路由器交換路由信息,廣播的時(shí)間間隔可以設(shè)定。廣播的內(nèi)容就是整個(gè)路由表。
當(dāng)RIP路由器收到鄰近路由器的路由表后,要經(jīng)過(guò)計(jì)算來(lái)決定是否更新自己的路由表。如果自己的路由表需要更新,路由器在更新完畢后會(huì)立即把更新的內(nèi)容發(fā)到鄰近的路由器而不必等待廣播間隔時(shí)間的結(jié)束。