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解读三层交换技术几大重要特点
作者:系统管理员    发布于:2018-02-05 07:24:06    文字:【】【】【
摘要:三层交换技术可以通过自动发现功能来处理本地IP 包的转发及学习邻近路由器的地址,第三层交换技术是将来的主要网络集成技术。
在如今发达的信息社会中,三层交换技术所要解决的问题有许多种,到目前为止,最高档交换机的最大处理能力则在每秒1000 万个包以上,这比一些大型的路由器差远了。

在交换网络中,尤其是大规模的交换网络,没有路由功能是不可想象的。然而路由器的处理能力又限制了交换网络的速度,这就是三层交换所要解决的问题。第三层交换机并没有象其他二层交换机那样把广播封包扩散,第三层交换机之所以叫三层交换机是因为它们能看得懂第三层的信息,如IP 地址、ARP 等。

因此,三层交换机便能洞悉某广播封包目的何在,而在没有把他扩散出去的情形下,满足了发出该广播封包的人的需要,(不管他们在任何子网里)。如果认为第三层交换机就是路由器,那也应称作超高速反传统路由器,因为第三层交换机没做任何"拆打"数据封包的工作,所有路过他的封包都不会被修改并以交换的速度传到目的地。

目前,第三层交换机的成熟还有很长的路,象其它一些新技术一样,还待进行其协议的标准化工作。目前很多厂商都宣称开发出了第三层交换机,但经国际权威机构测试,作法各异且性能表现不同。

另外,可能是基于各厂商占领市场的策略,目前的第三层交换机主要可交换路由IP/IPX 协议,还不能处理其它一些有一定应用领域的专用协议。因此,有关专家认为,第三层交换技术是将来的主要网络集成技术。

传统的路由器在一段时间内还会得以应用,但它将处于其力所能及的位置,那就是处于网络的边缘,去作速度受限的广域网互联、安全控制(防火墙)、专用协议的异构网络互连等。

三层交换技术特点

1、 线速路由:

和传统的路由器相比,第三层交换机的路由速度一般要快十倍或数十倍,能实现线速路由转发。传统路由器采用软件来维护路由表,而第三层交换机采用ASIC (Application Specific Integrated Circuit )硬件来维护路由表,因而能实现线速的路由。

2、IP 路由:

在局域网上,二层的交换机通过源MAC 地址来标识数据包的发送者,根据目的MAC 地址来转发数据包。对于一个目的地址不在本局域网上的数据包,二层交换机不可能直接把它送到目的地,需要通过路由设备(比如传统的路由器)来转发,这时就要把交换机连接到路由设备上。

如果把交换机的缺省网关设置为路由设备的IP 地址,交换机会把需要经过路由转发的包送到路由设备上。路由设备检查数据包的目的地址和自己的路由表,如果在路由表中找到转发路径,路由设备把该数据包转发到其它的网段上,否则,丢弃该数据包。

专用(传统)路由器昂贵,复杂,速度慢,易成为网络瓶颈,因为它要分析所有的广播包并转发其中的一部分,还要和其它的路由器交换路由信息,而且这些处理过程都是由CPU 来处理的(不是专用的ASIC ),所以速度慢。

第三层交换机既能象二层交换机那样通过MAC 地址来标识转发数据包,也能象传统路由器那样在两个网段之间进行路由转发。而且由于是通过专用的芯片来处理路由转发,第三层交换机能实现线速路由。

3、路由功能

比较传统的路由器,第三层交换机不仅路由速度快,而且配置简单。在最简单的情况(即第三层交换机默认启动自动发现功能时),一旦交换机接进网络,只要设置完VLAN 。

并为每个VLAN 设置一个路由接口。第三层交换机就会自动把子网内部的数据流限定在子网之内,并通过路由实现子网之间的数据包交换。管理员也可以通过人工配置路由的方式:设置基于端口的VLAN ,给每个VLAN 配上IP 地址和子网掩码,就产生了一个路由接口。随后,手工设置静态路由或者启动动态路由协议。

4、路由协议支持:

三层交换技术可以通过自动发现功能来处理本地IP 包的转发及学习邻近路由器的地址,同时也可以通过动态路由协议RIP1 ,RIP2 ,OSPF 来计算路由路径。下面介绍一下RIP 协议和OSPF 协议。

路由信息协议(RIP )是一个内部网关协议(IGP ),主要应用在中等规模的网络,RIP 协议采用距离向量算法,在路由信息中包括了到达目的IP (向量)的跳跃次数(距离),跳跃次数最小的路径是最优路径。

RIP 允许的最大跳跃次数为15 ,需要跳跃16 次及其以上的目的地址被认为是不可达的。RIP 路由器通过周期性广播来与邻近的RIP 路由器交换路由信息,广播的时间间隔可以设定。广播的内容就是整个路由表。

当RIP 路由器收到邻近路由器的路由表后,要经过计算来决定是否更新自己的路由表。如果自己的路由表需要更新,路由器在更新完毕后会立即把更新的内容发到邻近的路由器而不必等待广播间隔时间的结束。

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