多層交換機(jī)

第一步：發(fā)送MLSP Hello 信息

當(dāng)路由器激活后，多層路由處理器每 15 秒發(fā)送一個(gè) MLSP Hello 包，這些包內(nèi)含路由器接口所使用的 VLAN 標(biāo)識和 MAC 地址信息。MLS-SE 通過這些信息掌握具備多層交換能力的路由器的第二層屬性。如果交換機(jī)連接了多個(gè) MLS-RP，MLS-SE 通過為它們的 MAC 地址分配 XTAG 值的方法來區(qū)分每個(gè)MLS-RP 的 MAC 地址條目。如果 MLSP 幀從同一個(gè)MLS-RP得到所有MAC地址， MLS-SE則為其附加相同的 XTAG 值。這些關(guān)聯(lián)的記錄都存放在 CAM 中。由于 Hello 包是周期性發(fā)送的，所以，這種方法可以保證相關(guān)值動(dòng)態(tài)地跟蹤網(wǎng)絡(luò)的變化，并可實(shí)現(xiàn)一定的淘汰機(jī)制。 Hello包是在第二層發(fā)布的，它使用多播地址01-00-0C-DD-DD-DD。

第二步：標(biāo)識候選包(Candidate Packet)

在了解具有多層交換能力的路由器的相關(guān)地址后，MLS-SE 可以對進(jìn)入交換機(jī)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行匹配判斷。對于一個(gè)流中的數(shù)據(jù)包，如果MLS 緩存中含有與之匹配的捷徑條目，則MLS-SE就旁路路由器而直接轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)包；如果MLS中不含與該數(shù)據(jù)包相匹配的捷徑條目，則MLS-SE 將它歸為候選包，并在緩存中建立部分捷徑(Partial shortcut)。這樣的包采用傳統(tǒng)的第二層交換機(jī)處理方式處理，并發(fā)往與之相連的路由器接口(網(wǎng)關(guān))。

第三步：標(biāo)識使能包(Enable Packet)

路由器收到并以傳統(tǒng)的方式轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。通過數(shù)據(jù)包的目標(biāo)地址路由表得知，這個(gè)包應(yīng)從 Fast Ethernet1/0的第二個(gè)接口轉(zhuǎn)出，并將包封裝為VLAN2幀通過ISL鏈路送回。此時(shí)，路由器已經(jīng)重寫第二層幀的幀頭。同時(shí)，路由器不僅改寫了 ISL 頭的 VLAN 號，而且也修改了兩個(gè) MAC 地址域 ：源MAC改為路由器出口的 MAC 地址，目標(biāo)MAC改為主機(jī) B 的 MAC 地址。雖然數(shù)據(jù)包的 IP 地址未改寫，但 IP包頭的生存時(shí)間(TTL)值被減 1，故 IP 包頭的校驗(yàn)和也需要做相應(yīng)的修改。 這個(gè)修改后的數(shù)據(jù)包稱為使能包(Enable Packet)，當(dāng)這個(gè)數(shù)據(jù)包從路由器送出并穿過交換機(jī)到達(dá)目的地主機(jī)B時(shí)，要履行下列五個(gè)功能：

1. 第二層交換機(jī)根據(jù)使能包的目的地MAC地址，知道該數(shù)據(jù)包應(yīng)該從PORT3/1口轉(zhuǎn)發(fā)出去；

2. MLS-SE 得知使能包的幀頭上源地址是通過 Hello 過程建立的地址記錄之一；

3. MLS-SE根據(jù)使能包目的IP地址查尋在第二步中建立的部分捷徑條目；

4. MLS-SE 將與使能包源 MAC 地址相關(guān)聯(lián)的 XTAG 值和部分捷徑條目的對應(yīng)XTAG 值相比較，如果匹配，則表明這個(gè)使能包與第二步中的候選包來自同一個(gè)路由器；

5. MLS-SE完成該捷徑條目的建立過程，該捷徑記錄將包含重寫數(shù)據(jù)流中的后續(xù)包幀頭所需的所有信息。

第四步：直接交換(轉(zhuǎn)發(fā))數(shù)據(jù)流中的后續(xù)包

當(dāng)后續(xù)的數(shù)據(jù)包被主機(jī)A送出后， MLS-SE 利用數(shù)據(jù)包中的目標(biāo) IP 地址查找在第三步建立的完整捷徑。地址匹配后，MLS-SE 利用重寫引擎修改幀頭信息，然后直接轉(zhuǎn)發(fā)給主機(jī) B(數(shù)據(jù)包不發(fā)給路由器)。重寫操作修改幀頭域，其值同第一個(gè)被路由器修改的數(shù)據(jù)包的域值一樣。這里需要解釋的是，NFFC(NetFlow Feature Card)是裝備在三層交換機(jī)中的網(wǎng)絡(luò)流性能卡，它維護(hù)第三層交換數(shù)據(jù)包流的交換表(MLS Cache)，作為多層交換的交換引擎部分。

第四步：直接交換(轉(zhuǎn)發(fā))數(shù)據(jù)流中的后續(xù)包

當(dāng)后續(xù)的數(shù)據(jù)包被主機(jī)A送出后， MLS-SE 利用數(shù)據(jù)包中的目標(biāo) IP 地址查找在第三步建立的完整捷徑。地址匹配后，MLS-SE 利用重寫引擎修改幀頭信息，然后直接轉(zhuǎn)發(fā)給主機(jī) B(數(shù)據(jù)包不發(fā)給路由器)。重寫操作修改幀頭域，其值同第一個(gè)被路由器修改的數(shù)據(jù)包的域值一樣。這里需要解釋的是，NFFC(NetFlow Feature Card)是裝備在三層交換機(jī)中的網(wǎng)絡(luò)流性能卡，它維護(hù)第三層交換數(shù)據(jù)包流的交換表(MLS Cache)，作為多層交換的交換引擎部分。

多層交換機(jī)是其中使用最好也最為廣泛的一種產(chǎn)品，它既可以執(zhí)行第3層路由功能，也可以執(zhí)行第2層交換功能。

多層交換機(jī)和路由器之間的區(qū)別，最根本就是多層交換機(jī)也具有“路由”功能，與傳統(tǒng)路由器的路由功能總體上是一致的。不過雖然多層交換機(jī)與路由器都具有路由功能，但不能因此而把它們等同起來?，F(xiàn)在有許多寬帶路由器不僅具有路由功能，還提供了交換機(jī)端口、硬件防火墻功能，但不能把它與交換機(jī)或者防火墻等同起來一樣。因?yàn)檫@些路由器的主要功能還是路由功能，其它功能只不過是其附加功能，其目的是使設(shè)備適用面更廣、使其更加實(shí)用。這里的多層交換機(jī)也一樣，它仍是交換機(jī)產(chǎn)品，只不過它是具備了一些基本的路由功能的交換機(jī)，它的主要功能仍是數(shù)據(jù)交換。也就是說它同時(shí)具備了數(shù)據(jù)交換和路由轉(zhuǎn)發(fā)兩種功能，但其主要功能還是數(shù)據(jù)交換；而路由器僅具有路由轉(zhuǎn)發(fā)這一種主要功能。

多層交換技術(shù)是個(gè)新概念，該術(shù)語在行業(yè)中還沒有形成標(biāo)準(zhǔn)。供應(yīng)商、分析員和編輯員對一些行業(yè)術(shù)語的理解還沒有達(dá)成統(tǒng)一意見，如多層交換機(jī)、第2層路由器、第3層交換機(jī)、IP 交換機(jī)、路由交換機(jī)、交換路由器和線速路由器等。

隨著我國企業(yè)網(wǎng)、校園網(wǎng)以及小區(qū)寬帶建設(shè)的迅速發(fā)展，多層交換機(jī)再次找到了新的市場增長點(diǎn)，它的應(yīng)用也從最初的骨干層、匯聚層一直滲透到邊緣的接入層。在目前火爆的寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，多層交換機(jī)一般被放置在小區(qū)的中心和多個(gè)小區(qū)的匯聚層。多層交換機(jī)的出現(xiàn)，極大改變了局域網(wǎng)的性能。正如路由器統(tǒng)治廣域網(wǎng)一樣，多層交換機(jī)將在今后主宰局域網(wǎng)已成為必然。

在校園網(wǎng)、城域教育網(wǎng)中，從骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)骨干、匯聚層都有多層交換機(jī)的用武之地，尤其是核心骨干網(wǎng)一定要用多層交換機(jī)，否則整個(gè)網(wǎng)絡(luò)成千上萬臺的計(jì)算機(jī)都在一個(gè)子網(wǎng)中，不僅毫無安全可言，也會因?yàn)闊o法分割廣播域而無法隔離廣播風(fēng)暴。如果采用傳統(tǒng)的路由器，雖然可以隔離廣播，但是性能又得不到保障。而多層交換機(jī)的性能非常高，既有多層路由的功能，又具有二層交換的網(wǎng)絡(luò)速度。二層交換是基于MAC尋址，三層交換則是轉(zhuǎn)發(fā)基于第三層地址的業(yè)務(wù)流；除了必要的路由決定過程外，大部分?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過程由二層交換處理，提高了數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)的效率。多層交換機(jī)通過使用硬件交換機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了IP的路由功能，其優(yōu)化的路由軟件使得路由過程效率提高，解決了傳統(tǒng)路由器軟件路由的速度問題。因此可以說，多層交換機(jī)具有“路由器的功能、交換機(jī)的性能”。

產(chǎn)品類型：機(jī)架式多層交換機(jī)

傳輸速率：10Mbps/100Mbps/1000Mbps

交換方式：存儲-轉(zhuǎn)發(fā)

背板帶寬：48

MAC地址表：16k

產(chǎn)品類型：機(jī)架式多層交換機(jī)

接口介質(zhì)：10/100/1000Base-T,SFP

傳輸速率：10Mbps/100Mbps/1000Mbps

端口數(shù)量：24

背板帶寬：48

VLAN：支持

MAC地址表：16k

網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)：IEEE802.3、IEEE802.3u

交換方式：存儲-轉(zhuǎn)發(fā)