二層、三層交換機介紹及轉發原理





記住四張表:

硬件:
二層mac表:mac、vlanID、出接口
三層轉發表:目標網絡網段/掩碼、下一跳

軟件:
二層arp表:IP、mac、vlanID、出接口
三層路由表:目標網絡網段/掩碼、下一跳、出接口

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正文:


交換的發展歷史:
《1》共享式以太網互連:
較早的以太網,使用hub設備,使用共享總線型連接方式,采用CSMA/CD機制。HUB的所有端口是1個大的沖突域;

好處:流量較少時,沖突較少,利用CSMA/CD可以保證通訊質量;
壞處:當流量到達一定程度時,沖突不斷,導致數據被拒絕發送。

解決辦法:二層交換機

《2》二層交換機原理:
二層交換機工作在OSI第二層,簡稱數據鏈路層。使用mac表進行數據交換機,每個端口有獨立的沖突與,使用硬件ASIC專用集成芯片傳輸

好處:專用硬件芯片,轉發不必消耗CPU資源,轉發性能大大提高;
      有效隔離沖突域。由於每個端口屬於1個沖突域,使得每個端口都能獨立發送和接收,不必考慮數據沖突;

壞處:不能隔離廣播域(vlan解決)

《3》三層交換機硬件架構

 

 



交換機主要硬件為ASIC和CPU,作用如下:
(1)ASIC:硬件表項,二層的mac表、三層的IP轉發表
(2)CPU:軟件表項,例如IP路由表、ARP表等,並根據軟件表項配置ASIC硬件表項。當然CPU也是可以完成三層轉發的功能。

總結:決定交換機硬件性能的正是ASIC中的二、三層硬件表項,而ASIC的硬件表項來源與CPU維護的軟件表項。

 

轉發原理:

 

 

 

 

 

具體轉發原理,請參考H3C甜甜圈網絡大爬蟲第一期“交換機基礎知識”,本文大部分摘取該文章。

文章連接:http://www.h3c.com.cn/MiniSite/Technology_Circle/Net_Reptile/The_One/Home/Catalog/200911/655251_97665_0.htm


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