第三層交換技術是1997年前后才開始出現(xiàn)的一種交換技術,最初是為了解決廣播域的問題。
三層交換(也稱多層交換技術,或IP交換技術)是相對于傳統(tǒng)交換概念而提出的。眾所周知,傳統(tǒng)的交換技術是在OSI網(wǎng)絡標準模型中的第二層――數(shù)據(jù)鏈路層進行操作的,而三層交換技術在網(wǎng)絡模型中的第三層實現(xiàn)了分組的高速轉發(fā)。簡單的說,三層交換技術就是"二層交換技術 + 三層轉發(fā)"。三層交換技術的出現(xiàn),解決了局域網(wǎng)中網(wǎng)段劃分之后網(wǎng)段中的子網(wǎng)必須依賴路由器進行管理的局面,解決了傳統(tǒng)路由器低速、復雜所造成的網(wǎng)絡瓶頸問題。
一個具有三層交換功能的設備,是一個帶有第三層路由功能的第二層交換機,但它是兩者的有機結合,而不是簡單地把路由器設備的硬件及軟件疊加在局域網(wǎng)交換機上。我們可以通過以下例子說明三層交換機是如何工作的。
所謂第三層交換技術,簡單的理解就是利用交換技術實現(xiàn)了第三層的功能.而第三層的功能主要是利用第三層的地址實現(xiàn)報文的路由功能.三層交換機采用硬件技術實現(xiàn)對報文的路由和轉發(fā),同時采用快速的背板交換技術,使得三層交換機所提供的報文路由轉發(fā)的效率要比傳統(tǒng)的路由器高出許多倍.可以說第三層交換機本質上是用硬件實現(xiàn)的一種高速路由器。
中文名稱 | 第三層交換技術 | 出現(xiàn)時間 | 1997年前后 |
---|---|---|---|
釋義 | 可以處理網(wǎng)絡第三層數(shù)據(jù)轉發(fā) | 功能 | 實現(xiàn)報文的路由功能. |
即網(wǎng)絡層.支持路由功能,可以跨網(wǎng)絡使用.
三層交換機的端口在默認的情況下是工作在二層模式,因此在不配置VLAN的情況下與二層交換機是沒有區(qū)別的; 但是,除了配置VLAN可以使三層交換機工作在三層模式之外,還可以通過改變接口工作模式把它作為三層...
以下的介紹都是基于Cisco交換機的VLAN。Cisco的VLAN實現(xiàn)通常是以端口為中心的。與節(jié)點相連的端口將確定它所駐留的VLAN。將端口分配給VLAN的方式有兩種,分別是靜態(tài)的和動態(tài)的.形成靜態(tài)V...
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1 1 引言 計算機技術與通信技術的結合促進了計算機網(wǎng)絡的迅猛發(fā)展, 在計算機網(wǎng)絡 中,交換機和路由器起著至關重要的作用。 隨著20世紀90年代后期千兆交換式以 太網(wǎng)的登臺亮相,短短的 30年間,局域網(wǎng)經(jīng)歷了從單工到雙工、從共享到交換、 從專用到普及、 從第二層交換到多層交換的過程。 網(wǎng)絡初期,采用局域網(wǎng)技術組 網(wǎng)時,使用的網(wǎng)絡互聯(lián)設備是集線器,主要工作在物理層,基于 CS—MA倫D協(xié)議 的用戶數(shù)據(jù)的沖突檢測和出錯重發(fā)過程, 使傳輸?shù)男屎艿停?實現(xiàn)的功能主要局 限于主機連接、 文件和打印資料的共享, 此時,多個用戶共享 lOMbps帶寬即可滿 足要求隨著網(wǎng)絡規(guī)模的日益擴大, 這種網(wǎng)絡系統(tǒng)已不能勝任。 因此采用了工作在 數(shù)據(jù)鏈路層上的設備網(wǎng)橋, 它可起到使網(wǎng)段細化、 減小沖突域, 從而優(yōu)化局域網(wǎng) 性能的目的。但它是對高層 (第三層以上 )協(xié)議透明的設備, 不能有效阻止廣播風 暴,因此引入
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三層交換機使用了三層交換技術 簡單地說, 三層交換技術就是: 二層交換技術+三層轉發(fā)技術。 它解決了局域網(wǎng)中網(wǎng)段劃分 之后,網(wǎng)段中子網(wǎng)必須依賴路由器進行管理的局面, 解決了傳統(tǒng)路由器低速、 復雜所造成的 網(wǎng)絡瓶頸問題。 什么是三層交換 三層交換(也稱多層交換技術,或 IP 交換技術)是相對于傳統(tǒng)交換概念而提出的。眾所周 知,傳統(tǒng)的交換技術是在 OSI 網(wǎng)絡標準模型中的第二層 ——數(shù)據(jù)鏈路層進行 *作的,而三層 交換技術是在網(wǎng)絡模型中的第三層實現(xiàn)了數(shù)據(jù)包的高速轉發(fā)。 簡單地說,三層交換技術就是: 二層交換技術+三層轉發(fā)技術。 三層交換技術的出現(xiàn), 解決了局域網(wǎng)中網(wǎng)段劃分之后, 網(wǎng)段中子網(wǎng)必須依賴路由器進行管理 的局面,解決了傳統(tǒng)路由器低速、復雜所造成的網(wǎng)絡瓶頸問題。 三層交換原理 一個具有三層交換功能的設備, 是一個帶有第三層路由功能的第二層交換機, 但它是二者的 有機結合,并不是簡單地把路
CEF部件
CEF是一種高級的第三層交換技術,它主要是為高性能、高伸縮性的第三層IP骨干網(wǎng)交換設計的。為優(yōu)化包轉發(fā)的路由查找機制,CEF定義了兩個主要部件:轉發(fā)信息庫(Forwarding Information base)和鄰接表(Adjacency Table)。
轉發(fā)信息庫(FIB)是路由器決定目標交換的查找表,F(xiàn)IB的條目與IP路由表條目之間有一一對應的關系,即FIB是IP路由表中包含的路由信息的一個鏡像。由于FIB包含了所有必需的路由信息,因此就不用再維護路由高速緩存了。當網(wǎng)絡拓撲或路由發(fā)生變化時,IP路由表被更新,F(xiàn)IB的內(nèi)容隨之發(fā)生變化。
CEF利用鄰接表提供數(shù)據(jù)包的MAC層重寫所需的信息。FIB中的每一項都指向鄰接表里的某個下一跳中繼段。若相鄰節(jié)點間能通過數(shù)據(jù)鏈路層實現(xiàn)相互轉發(fā),則這些節(jié)點被列入鄰接表中。
系統(tǒng)一旦發(fā)現(xiàn)鄰接關系,就將其寫到鄰接表中,鄰接序列隨時都在生成,每次生成一個鄰接條目,就會為那個鄰接節(jié)點預先計算一個鏈路層頭標信息,并把這個鏈路層頭標信息存儲在鄰接表中,當決定路由時,它就指向下一網(wǎng)絡段及相應的鄰接條目。隨后在對數(shù)據(jù)包進行CEF交換時,用它來進行封裝。欲查看鄰接表的有關信息,可以使用Cisco IOS的命令:show adjacency/show adjacency detail。當我們查看鄰接表信息時,會發(fā)現(xiàn)有以下兩種主要鄰接類型:Host adjacency和Point to Point。Host adjacency類型通常的顯示是一個IP地址,它表示鄰接的下一跳IP地址;Point to Point類型的顯示是“point 2point”,表示這是一條點對點電路。此外還有其他一些特殊類型,如Null adjacency、Glean adjacency等,此外不再贅述。
CEF操作模式
CEF有兩種模式:集中式和分布式。集中式允許一個路由處理模塊運行特快交換,即FIB和鄰接表駐留在路由處理模塊中,當線路卡不可用或不具備分散CEF交換的功能時,就可使用集中CEF交換模式。
分布式(一般記作dCEF)允許路由器的多個線路卡(VIP)分別運行特快交換功能,前提是線路是VIP線路卡或GSR線路卡。中央路由處理器完成系統(tǒng)管理/路由選擇和轉發(fā)表計算等功能,并把CEF表分布到單個線路卡;每個線路卡維護著一個FIB和鄰接表的相同的拷貝。線路卡在端口適配器之間執(zhí)行快速轉發(fā),這樣,交換操作就無需路由交換模塊的參與了。DCEF采用一種“內(nèi)部過程通信”機制來保證路由處理器和接口卡之間FIB和鄰接表的同步。
Cisco 12000系列路由器只運行dCEF模式,由線路卡執(zhí)行交換功能。在其它路由器中,可以在同一個路由器中混合使用各種類型的接口卡,如果一個不支持CEF的接口卡收到數(shù)據(jù)包后,將把數(shù)據(jù)包轉發(fā)到路由處理器來進行處理,或把該數(shù)據(jù)包轉發(fā)到下一個網(wǎng)絡段處理。
CEF在路由器上是全局激活的,但可在每個接口(或VIP的底板)上啟用/禁用CEF;CEF和快速交換模式也可同時運行,但不推薦這樣使用,因為會占用大量的系統(tǒng)維護資源。