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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。銅川網(wǎng)站設計公司。

什么是三層交換銅川網(wǎng)站設計公司。

　　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。銅川網(wǎng)站設計公司。

　　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。銅川網(wǎng)站設計公司。

三層交換原理銅川網(wǎng)站設計公司。

　　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，并不是簡單地把路由器設備的硬件及軟件疊加在局域網(wǎng)交換機上。銅川網(wǎng)站設計公司。

　　其原理是：假設兩個使用IP協(xié)議的站點A、B通過第三層交換機進行通信，發(fā)送站點A在開始發(fā)送時，把自己的IP地址與B站的IP地址比較，判斷B站是否與自己在同一子網(wǎng)內。若目的站B與發(fā)送站A在同一子網(wǎng)內，則進行二層的轉發(fā)。若兩個站點不在同一子網(wǎng)內，如發(fā)送站A要與目的站B通信，發(fā)送站A要向“缺省網(wǎng)關”發(fā)出ARP(地址解析)封包，而“缺省網(wǎng)關”的IP地址其實是三層交換機的三層交換模塊。當發(fā)送站A對“缺省網(wǎng)關”的IP地址廣播出一個ARP請求時，如果三層交換模塊在以前的通信過程中已經(jīng)知道B站的MAC地址，則向發(fā)送站A回復B的MAC地址。否則三層交換模塊根據(jù)路由信息向B站廣播一個ARP請求，B站得到此ARP請求后向三層交換模塊回復其MAC地址，三層交換模塊保存此地址并回復給發(fā)送站A,同時將B站的MAC地址發(fā)送到二層交換引擎的MAC地址表中。從這以后，當A向B發(fā)送的數(shù)據(jù)包便全部交給二層交換處理，信息得以高速交換。由于僅僅在路由過程中才需要三層處理，絕大部分數(shù)據(jù)都通過二層交換轉發(fā)，因此三層交換機的速度很快，接近二層交換機的速度，同時比相同路由器的價格低很多。銅川網(wǎng)站設計公司。
 
三層交換機種類銅川網(wǎng)站設計公司。

　　三層交換機可以根據(jù)其處理數(shù)據(jù)的不同而分為純硬件和純軟件兩大類。銅川網(wǎng)站設計公司。

　　（1）純硬件的三層技術相對來說技術復雜，成本高，但是速度快，性能好，帶負載能力強。其原理是，采用ASIC芯片，采用硬件的方式進行路由表的查找和刷新。如圖1所示。銅川網(wǎng)站設計公司。
 
轉自：奈微建站網(wǎng)（www.nev.cn） 　　當數(shù)據(jù)由端口接口芯片接收進來以后，首先在二層交換芯片中查找相應的目的MAC地址，如果查到，就進行二層轉發(fā)，否則將數(shù)據(jù)送至三層引擎。在三層引擎中，ASIC芯片查找相應的路由表信息，與數(shù)據(jù)的目的IP地址相比對，然后發(fā)送ARP數(shù)據(jù)包到目的主機，得到該主機的MAC地址，將MAC地址發(fā)到二層芯片，由二層芯片轉發(fā)該數(shù)據(jù)包。銅川網(wǎng)站設計公司。

　?。?）基于軟件的三層交換機技術較簡單，但速度較慢，不適合作為主干。其原理是，采用CPU用軟件的方式查找路由表。銅川網(wǎng)站設計公司。

軟件三層交換機原理銅川網(wǎng)站設計公司。

　　當數(shù)據(jù)由端口接口芯片接收進來以后，首先在二層交換芯片中查找相應的目的MAC地址，如果查到，就進行二層轉發(fā)否則將數(shù)據(jù)送至CPU。CPU查找相應的路由表信息，與數(shù)據(jù)的目的IP地址相比對，然后發(fā)送ARP數(shù)據(jù)包到目的主機得到該主機的MAC地址，將MAC地址發(fā)到二層芯片，由二層芯片轉發(fā)該數(shù)據(jù)包。因為低價CPU處理速度較慢，因此這種三層交換機處理速度較慢。銅川網(wǎng)站設計公司。
 
市場產(chǎn)品選型銅川網(wǎng)站設計公司。

　　近年來寬帶IP網(wǎng)絡建設成為熱點，下面以適合定位于接入層或中小規(guī)模匯聚層的第三層交換機產(chǎn)品為例，介紹一些三層交換機的具體技術。在市場上的主流接入第三層交換機，主要有Cisco的Catalyst 2948G-L3、Extreme的Summit24和AlliedTelesyn的Rapier24等，這幾款三層交換機產(chǎn)品各具特色，涵蓋了三層交換機大部分應用特性。當然在選擇第三層交換機時，用戶可根據(jù)自己的需要，判斷并選擇上述產(chǎn)品或其他廠家的產(chǎn)品，如北電網(wǎng)絡的Passport/Acceler系列、原Cabletron的SSR系列（在Cabletron一分四后，大部分SSR三層交換機已并入Riverstone公司）、Avaya的Cajun M系列、3Com的Superstack3 4005系列等。此外，國產(chǎn)網(wǎng)絡廠商神州數(shù)碼網(wǎng)絡、TCL網(wǎng)絡、上海廣電應確信、紫光網(wǎng)聯(lián)、首信等都已推出了三層交換機產(chǎn)品。下面就其中三款產(chǎn)品進行介紹，使您能夠較全面地了解三層交換機，并針對自己的情況選擇合適的機型。銅川網(wǎng)站設計公司。

　　Cisco Catalyst 2948G-L3交換機結合業(yè)界標準IOS提供完整解決方案，在版本12.0(10)以上全面支持IOS訪問控制列表 ACL，配合核心Catalyst 6000，可完成端到端全面寬帶城域網(wǎng)的建設（Catalyst 6000使用MSFC模塊完成其多層交換服務，并已停止使用RSM路由交換模塊，IOS版本6.1以上全面支持ACL)。銅川網(wǎng)站設計公司。

　　Extreme公司三層交換產(chǎn)品解決方案，能夠提供獨特的以太網(wǎng)帶寬分配能力，切割單位為500kbps或200kbps，服務供應商可以根據(jù)帶寬使用量收費，可實現(xiàn)音頻和視頻的固定延遲傳輸。銅川網(wǎng)站設計公司。

　　AlliedTelesyn公司Rapier24三層交換機提供的PPPoE特性，豐富和完善了用戶認證計費手段，可適合多種接入網(wǎng)絡，應用靈活，易于實現(xiàn)業(yè)務選擇，同時又保護目前用戶的已有投資，另可配合NAT（網(wǎng)絡地址轉換）和DHCP的Server等功能，為許多服務供應商看好。銅川網(wǎng)站設計公司。

　　總之，三層交換機從概念的提出到今天的普及應用，雖然只歷經(jīng)了幾年的時間，但其擴展的功能也不斷結合實際應用得到豐富。隨著ASIC硬件芯片技術的發(fā)展和實際應用的推廣，三層交換的技術與產(chǎn)品也會得到進一步發(fā)展。銅川網(wǎng)站設計公司。

局域網(wǎng)交換機技術及應用分析轉自：奈微建站網(wǎng)（www.nev.cn）
　 當前，許多企業(yè)競相建立企業(yè)Intranet，接入Internet，實施電子商務。建立這樣一個虛擬商務平臺，需要綜合運用當今最為先進的計算機技術、網(wǎng)絡技術和通信技術。隨著這種趨勢的發(fā)展，作為構建網(wǎng)絡平臺的“基石”——交換機（Switch），也有了新的“定義”和活力。銅川網(wǎng)站設計公司。

交換機的分類及功能銅川網(wǎng)站設計公司。

   從廣義上來看，交換機分為兩種：廣域網(wǎng)交換機和局域網(wǎng)交換機。廣域網(wǎng)交換機主要應用于電信領域，提供通信用的基礎平臺。而局域網(wǎng)交換機則應用于局域網(wǎng)絡，用于連接終端設備，如PC機及網(wǎng)絡打印機等。從傳輸介質和傳輸速度上可分為以太網(wǎng)交換機、快速以太網(wǎng)交換機、千兆以太網(wǎng)交換機、FDDI交換機、ATM交換機和令牌環(huán)交換機等。從規(guī)模應用上又可分為企業(yè)級交換機、部門級交換機和工作組交換機等。各廠商劃分的尺度并不是完全一致的，一般來講，企業(yè)級交換機都是機架式，部門級交換機可以是機架式（插槽數(shù)較少），也可以是固定配置式，而工作組級交換機為固定配置式（功能較為簡單）。另一方面，從應用的規(guī)模來看，作為骨干交換機時，支持500個信息點以上大型企業(yè)應用的交換機為企業(yè)級交換機，支持300個信息點以下中型企業(yè)的交換機為部門級交換機，而支持100個信息點以內的交換機為工作組級交換機。以下若不特殊說明，所提到的交換機指的都是局域網(wǎng)交換機。銅川網(wǎng)站設計公司。

   眾所周知，交換機工作在OSI參考模型的第二層——數(shù)據(jù)鏈路層上，主要功能包括物理編址、網(wǎng)絡拓撲結構、錯誤校驗、幀序列以及流控。物理編址（相對應的是網(wǎng)絡編址）定義了設備在數(shù)據(jù)鏈路層的編址方式；網(wǎng)絡拓撲結構包括數(shù)據(jù)鏈路層的說明，定義了設備的物理連接方式，如星型拓撲結構或總線拓撲結構等；錯誤校驗向發(fā)生傳輸錯誤的上層協(xié)議告警；數(shù)據(jù)幀序列重新整理并傳輸除序列以外的幀；流控可以延緩數(shù)據(jù)的傳輸能力，以使接收設備不會因為在某一時刻接收到了超過其處理能力的信息流而崩潰。目前交換機還具備了一些新的功能，如對VLAN的支持、對鏈路匯聚的支持，甚至有的具有防火墻的功能，這就是第三層交換機所具有的功能。所謂的第三層交換機就是在基于協(xié)議的VLAN劃分時，增加了路由功能。銅川網(wǎng)站設計公司。

交換機技術現(xiàn)狀及趨勢分析銅川網(wǎng)站設計公司。

   第三層交換是采用 Intranet的關鍵，它將第二層交換機和第三層路由器兩者的優(yōu)勢結合成一個靈活的解決方案，可在各個層次提供線速性能。這種集成化的結構還引進了策略管理屬性，它不僅使第二層與第三層相互關聯(lián)起來，而且還提供流量優(yōu)先化處理、安全以及多種其它的靈活功能，如鏈路匯聚、VLAN和 Intranet的動態(tài)部署。第三層交換機分為接口層、交換層和路由層三部分。銅川網(wǎng)站設計公司。

   接口層包含了所有重要的局域網(wǎng)接口：10/100M以太網(wǎng)、千兆以太網(wǎng)、FDDI和 ATM。交換層集成了多種局域網(wǎng)接口并輔之以策略管理，同時還提供鏈路匯聚、VLAN和Tagging機制。路由層提供主要的 LAN路由協(xié)議：IP、IPX和 AppleTalk，并通過策略管理，提供傳統(tǒng)路由或直通的第三層轉發(fā)技術。策略管理和行政管理使網(wǎng)絡管理員能根據(jù)企業(yè)的特定需求調整網(wǎng)絡。銅川網(wǎng)站設計公司。

相對第三層，第二層被采用的程度決定了所謂的網(wǎng)絡控制分類，一個純第二層的解決方案，是最便宜的方案，但它在劃分子網(wǎng)和廣播限制等方面提供的控制也最少。而第三層交換機能為分類中的所有層次提供動態(tài)的集成支持。傳統(tǒng)的通用路由器與外部的交換機一起使用也能達到此目的，但是與這種解決方案相比，第三層交換機需要更少的配置，更小的空間，更少的布線，價格更便宜，并能提供更高更可靠的性能。銅川網(wǎng)站設計公司。

第三層交換機基本上具有了傳統(tǒng)交換機的所有功能，以第三層交換機為準，交換機具體技術實現(xiàn)包括：銅川網(wǎng)站設計公司。

1．可編程ASIC銅川網(wǎng)站設計公司。

ASIC是專用于優(yōu)化第二層處理的專用集成電路，是當今聯(lián)網(wǎng)解決方案的核心，它將多項功能集成在一個芯片上，具有設計簡單、高可靠性、低電源消耗、更高的性能和成本更低等優(yōu)點。銅川網(wǎng)站設計公司。

2．分布式流水線銅川網(wǎng)站設計公司。

有了分布式流水線，多個分布式的轉發(fā)引擎能快速地獨立傳送數(shù)據(jù)包。銅川網(wǎng)站設計公司。

在單個流水線中，多個 ASIC芯片同時處理多個幀。這種并發(fā)性和流水線可將轉發(fā)性能提高到一個新高度：在所有的端口上實現(xiàn)點播 (Unicast)、廣播 (Broadcast)和組播 (Multicast)的線速性能。銅川網(wǎng)站設計公司。

3．動態(tài)可擴展的內存銅川網(wǎng)站設計公司。

對于先進的局域網(wǎng)交換產(chǎn)品，真實的性能是建立在智能化的存儲器系統(tǒng)之上的。第三層交換機將存儲器的一部分直接與轉發(fā)引擎相關聯(lián)。增加更多的接口模塊，包括各自的轉發(fā)引擎，存儲器也相應地擴展了。并通過流水線式的 ASIC處理，動態(tài)地構造緩存，增加了內存的使用率，系統(tǒng)也能夠處理大的突發(fā)數(shù)據(jù)流而不丟包。銅川網(wǎng)站設計公司。

4．先進的隊列機制銅川網(wǎng)站設計公司。

即使網(wǎng)絡設備有突出性能，也會受到其所聯(lián)接網(wǎng)段上的擁擠帶來的損害。傳統(tǒng)上，通過一個端口的流量必須在只有一個輸出隊列的緩存中保存，不論它的優(yōu)先級是多大，也必須按照先進先出的方式被處理。當隊列滿的時候，任何超出的部分都將被丟棄。此外，當隊列變長時，延時也增加了。這個特點使得在傳統(tǒng)的以太網(wǎng)上運行實時的事務處理及多媒體應用變得非常困難?；谶@種原因，許多網(wǎng)絡設備廠商開發(fā)了新技術，可在一個以太網(wǎng)段上提供不同的服務級別，同時提供對延時和抖動的控制。這樣就引進了每端口有不同級別隊列的機制。銅川網(wǎng)站設計公司。

這種隊列能更好地區(qū)分不同的流量級別，以便將網(wǎng)絡更接近地與高性能應用匹配。像多媒體和實時數(shù)據(jù)流這樣的數(shù)據(jù)包被放進高優(yōu)先級隊列。使用加權公平排隊算法，可以更頻繁地處理高優(yōu)先級隊列，但又不會置低優(yōu)先級隊列于不顧。傳統(tǒng)應用的用戶不會察覺到響應時間和吞吐量的變化，而那些使用緊急應用的用戶則可得到及時的響應。銅川網(wǎng)站設計公司。

5．自動流量分類銅川網(wǎng)站設計公司。

有些數(shù)據(jù)流比其它數(shù)據(jù)流更重要。使用自動流量分類，第三層交換機可以指示數(shù)據(jù)包流水線區(qū)分用戶指定的數(shù)據(jù)流，從而實現(xiàn)低延時、高優(yōu)先級傳輸及避免擁塞。銅川網(wǎng)站設計公司。

6．智能許可權控制銅川網(wǎng)站設計公司。

第三層交換機提供多種安全機制，并使用流量分類器，管理員可以限制任何被識別的數(shù)據(jù)流，包括限制對服務器的訪問及排除無用的協(xié)議廣播。這一點是網(wǎng)絡技術領域里的突破性進展，即提供線速防火墻。銅川網(wǎng)站設計公司。

7． 動態(tài)流量監(jiān)督銅川網(wǎng)站設計公司。

流量的分類、優(yōu)先化處理以及資源保留使企業(yè)網(wǎng)和 Intranet管理員能將精力集中在更重要的事情上,即傳統(tǒng)的和下一代的應用。但有一個事情還需要去做，那就是流量監(jiān)督。流量監(jiān)督不太算是一個策略機制，因為它實際上是一個保護機制。它監(jiān)視流量和網(wǎng)絡的擁塞情況，并對這些情況作出動態(tài)的響應，以保證所有的網(wǎng)絡元素（終端用戶和網(wǎng)絡本身）都置于控制之下并能最佳運行。銅川網(wǎng)站設計公司。

為了在擁塞的局域網(wǎng)上進行優(yōu)先化處理，許多第三層交換機使用了IEEE 802.1p的服務級別。為了避免擁塞，高性能第三層交換機甚至采用了更先進的技術來動態(tài)地監(jiān)視輸出隊列的大小，以便發(fā)現(xiàn)一個端口是否將變得擁擠。通過控制隊列的大小和擁塞，網(wǎng)絡可以維持對延時敏感的數(shù)據(jù)流所需的極限。銅川網(wǎng)站設計公司。

8．可擴展的RMON實現(xiàn)銅川網(wǎng)站設計公司。

對RMON的支持已經(jīng)成為進行主動和廣泛的網(wǎng)絡管理一個不可缺少的組成部分。RFC 1757定義的MIB含有物理層和MAC層的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，RFC 2021定義的 RMON 2將統(tǒng)計數(shù)據(jù)的采集擴展至網(wǎng)絡層以上。銅川網(wǎng)站設計公司。

9．向量處理技術銅川網(wǎng)站設計公司。

向量處理技術用來加速數(shù)據(jù)幀的處理速度。第三層交換機的體系結構不僅在第二層之上增加了第三層的控制能力，而且還增加了多方位的多種向量控制，從而極大加強了向量處理功能。第三層交換機的向量處理有眾多的優(yōu)點：銅川網(wǎng)站設計公司。

快速的幀處理速度。由于有了基于 ASIC的數(shù)據(jù)包分類、轉發(fā)和解釋技術，由軟件進行幀解碼的工作被降至最低的程度，與純軟件的設計相比，這種方法可以獲得高得多的性能。銅川網(wǎng)站設計公司。

具有高度適應性的功能控制。向量處理與可編程的ASIC相配合工作，從而能夠以最小的開銷支持未來的新標準。例如，對 IPv6的支持已經(jīng)是向量邏輯的一部分。銅川網(wǎng)站設計公司。

增強的管理功能。多方位的向量處理還包括內置的網(wǎng)絡管理代理及RMON等。銅川網(wǎng)站設計公司。

10．多RISC處理機銅川網(wǎng)站設計公司。

在高可靠性的交換機中，一個專門的高性能 RISC處理機是絕對需要的。事實上，幀處理機(FP)與向量邏輯的結合所提供的性能是無與倫比的。銅川網(wǎng)站設計公司。

一個獨立的應用處理機(AP)可輔助FP。象FP一樣，AP也是一個高性能的 RISC處理機。AP控制除幀轉發(fā)以外的所有操作：高層的橋接和路由，如生成樹和 OSPF協(xié)議，以及SNMP操作和 HTTP操作等。使用AP和FP的好處是顯而易見的，因為管理和計算方面的工作不影響數(shù)據(jù)轉發(fā)，從而實現(xiàn)高吞吐量和低延時。銅川網(wǎng)站設計公司。

通過以上的技術分析，我們不難看出，高性能、安全性、易用性、可管理性、可堆疊性、服務質量及容錯性是當前交換機的技術特點。隨著視頻會議、實時組播、網(wǎng)絡電話、程控交換及自動呼叫轉發(fā)等表明多媒體時代到來的新一代應用的出現(xiàn)，交換技術該向何處發(fā)展呢？有一點可以肯定的是，高帶寬、安全性、服務質量及智能化應該是新一代交換機所應追求的技術方向。不過，值得一提的是，現(xiàn)在已經(jīng)有廠家正朝著交換機分布式網(wǎng)絡計算方向邁進。銅川網(wǎng)站設計公司。

Web交換機銅川網(wǎng)站設計公司。

Internet的發(fā)展瞬息萬變，為應付不斷增加的負載和新的應用需求，Web交換機應運而生，為數(shù)據(jù)中心設備（包括Internet服務器、防火墻、高速緩沖服務器和網(wǎng)關等）提供管理、路由和負載均衡傳輸。不同于傳統(tǒng)網(wǎng)絡設備的是，傳統(tǒng)網(wǎng)絡設備注重高速完成單個幀和數(shù)據(jù)包的交換，而Web交換側重于跟蹤和處理Web會話。除了由傳統(tǒng)第二/三層交換機所提供的連接和封包路由外，Web交換機還可提供傳統(tǒng)局域網(wǎng)交換機和路由器所缺乏的完備策略，將局部和全球服務器負載均衡、存取控制、服務質量保證（QoS）以及帶寬管理等管理能力結合起來。目前，Web交換機已由純粹的傳輸層（第四層）設備發(fā)展到具有基于內容（第七層）的交換的智能。利用內容或用戶分類進行Web請求重定向是Web服務器的一項功能。不過，Internet傳輸和商業(yè)的發(fā)展遠遠超過計算機處理能力的提高。把內容分類卸到Web交換機可平衡整個網(wǎng)站的基礎設施，下表以Alteon公司的產(chǎn)品為例介紹 Web交換機產(chǎn)品。銅川網(wǎng)站設計公司。

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