網(wǎng)絡設備介紹(課件)-資料下載頁
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【正文】 有第三層交換功能的設備包括第三層交換機和某些帶有第三層交換功能的路由器。 2023/2/27 47 第三層交換的基本原理 ? 兩種主要類型： ? 網(wǎng)絡中心交換 ? IBM公司的 ARIS（ Aggregate Routebased IP Switching）、Ipsilon公司的 IP Switching、 Cisco公司的 Tag Switching以及 IETF的多協(xié)議標記交換（ MPLS， Multiprotocol Label Switching） ? 強調(diào)交換機核心層的速度，完全用 ASIC硬件以線速實現(xiàn)路由和交換 ? 端系統(tǒng)驅動交換 ? 3COM公司的 Fast IP和 Cabletron公司的 SecureFast ? 所采用的方法是在第三層路由一次，然后在第二層用 ASIC硬件實現(xiàn)端到端的交換 2023/2/27 48 多協(xié)議標簽交換（ MPLS） ? 基本思想是給數(shù)據(jù)包“貼”上標簽，此標簽在交換域的入口結點貼上，在中間交換結點讀出，最后在交換域的出口結點刪除，路徑上的所有交換機都根據(jù)標簽確定數(shù)據(jù)包的轉發(fā)路徑。 ? 交換過程 ? 1）標簽交換域中的相鄰路由器使用路由協(xié)議建立目的網(wǎng)絡可達性 ①，然后使用標簽發(fā)布協(xié)議 LDP在路由器間共享標簽信息 ②，以發(fā)現(xiàn)和構造與標簽相對應的虛路徑。各路由交換機再根據(jù)這些路徑構造出分組轉發(fā)表。 ? 2）當一個 IP數(shù)據(jù)包進入交換域時，入口邊緣路由器就給數(shù)據(jù)包貼上標簽，然后根據(jù)轉發(fā)表將數(shù)據(jù)包發(fā)給下一個交換節(jié)點 ③。 2023/2/27 49 ? 3）所有的中間交換節(jié)點都按照標簽進行轉發(fā)④。由于標簽只具有本地意義，所以每經(jīng)過一個交換節(jié)點，標簽就要更換一次。 ? 4）當 IP數(shù)據(jù)包離開交換域時，出口邊緣路由器將標簽刪除，其后按傳統(tǒng)方法進行轉發(fā)⑤。 標 簽 交 換 域E RE RE RE R E RE RE RT S T ST S T S①②③④⑤②① ①②E R ： 邊 緣 路 由 器T S ： 標 簽 交 換數(shù) 據(jù) 包貼 了 標 簽 的 數(shù) 據(jù) 包2023/2/27 50 快速 IP交換（ Fast IP） ? 基本思想是源端主機在傳送數(shù)據(jù)前先發(fā)送一個快速 IP連接請求，該請求被路由到目的主機，目的主機回送一個包含其MAC地址的 NHRP應答包給源端主機。如果源端主機和目的端主機存在二層交換通路，當 NHRP應答包到達源端主機時將在經(jīng)過的每一個交換機中建立目的端主機 MAC地址和端口的映射表（捷徑），隨后源端主機可根據(jù)目的端主機 MAC地址直接通過交換機中已建立的捷徑交換數(shù)據(jù)包，不再經(jīng)過三層路由。 ? 交換過程 ? 1）第二層交換引擎對進入交換機的數(shù)據(jù)包進行匹配判斷。對于一個流中的數(shù)據(jù)包，如果交換表中含有與之匹配的捷徑，則交換引擎就通過捷徑直接轉發(fā)該數(shù)據(jù)包；否則將它歸為候選包，并在交換表中建立部分捷徑。然后將數(shù)據(jù)包提交給路由模塊。 2023/2/27 51 ? 2）路由模塊以傳統(tǒng)的方式計算路由，然后經(jīng)第二層交換引擎將數(shù)據(jù)包轉發(fā)到目的。轉發(fā)時，交換機要重寫第二層幀的幀頭。這個修改后的數(shù)據(jù)包稱為使能包。交換引擎將其轉發(fā)出去并完成下列操作：根據(jù)使能包的目的MAC地址計算該數(shù)據(jù)包應該從哪個接口轉發(fā)；根據(jù)使能包目的 IP地址查找在上一步中建立的部分捷徑并將其填寫完整。該捷徑項將包含重寫數(shù)據(jù)流中后續(xù)包幀頭所需的所有信息。 ? 3）當交換機收到同一個流中的后續(xù)數(shù)據(jù)包后，交換引擎利用數(shù)據(jù)包中的目標 IP地址查找在第三步建立的完整捷徑。地址匹配后，交換引擎根據(jù)捷徑重寫幀頭信息，然后直接轉發(fā)給目的主機（不再經(jīng)過路由引擎）。 2023/2/27 52 第三層交換機的應用 ? 代替?zhèn)鹘y(tǒng)路由器作為企業(yè)網(wǎng)和校園網(wǎng)的核心 I n t e n e t路 由 器第 三 層 交 換 機第 二 層 交 換 機第 二 層 交 換 機第 二 層 交 換 機服 務 器 群V L A N 1V L A N 2V L A N 32023/2/27 53 第三層交換的優(yōu)勢 ? 無阻塞線速交換和路由 ? 極高的吞吐量 ? 多協(xié)議路由支持 ? 支持多種 VLAN的劃分 ? 具有帶寬預留（ RSVP）及具有 CoS和 QoS的業(yè)務量優(yōu)先級處理，支持 DifferServ。 ? 支持訪問控制列表 ACL，能夠以線速對所有數(shù)據(jù)包進行過濾，提供基于防火墻的安全策略。 ? 支持安全用戶認證，配合用戶計費，增強用戶管理。 ? 高性價比。設備投資低于以路由器為核心的骨干網(wǎng)。 2023/2/27 54 本章小結 ? 各種網(wǎng)絡設備實現(xiàn)的功能層次 ? 網(wǎng)絡接口卡 ? 中繼器和集線器 ? 網(wǎng)橋和交換機 ? 無線訪問點 ? 路由器 ? 第三層交換機 ? 各種網(wǎng)絡設備之間的區(qū)別 2023/2/27 55 演講完畢，謝謝觀看！
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