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三層交換�
閱讀�12365時間�2011-05-27 17:35:20

  三層交換�是一個具有三層交換功能的�(shè)備,是一個帶有第三層路由功能的第二層交換�,但它是二者的有機�(jié)合,并不是簡單地�路由��(shè)備的硬件及軟件疊加在局域網(wǎng)交換機上。三層交換機的最重要目的是加快大型局域網(wǎng)�(nèi)部的�(shù)�(jù)交換,所具有的路由功能也是為這目的服�(wù)�,能夠做到一次路�,多次轉(zhuǎn)�(fā)�

工作原理

  假設(shè)兩個使用IP�(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)�(nèi)。若目的站B與發(fā)送站A在同一子網(wǎng)�(nèi),則進行二層的轉(zhuǎn)�(fā)。若兩個站點不在同一子網(wǎng)�(nèi),如�(fā)送站A要與目的站B通信,發(fā)送站A要向“缺省網(wǎng)�(guān)”發(fā)出ARP(地址解析)封包,而“缺省網(wǎng)�(guān)”的IP地址其實是三層交換機的三層交換模�。當(dāng)�(fā)送站A對“缺省網(wǎng)�(guān)”的IP地址廣播出一個ARP請求�,如果三層交換模塊在以前的通信過程中已�(jīng)知道B站的MAC地址,則向發(fā)送站A回復(fù)B的MAC地址。否則三層交換模塊根�(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(fù)其MAC地址,三層交換模塊保存此地址并回�(fù)給發(fā)送站A,同時將B站的MAC地址�(fā)送到二層交換引擎的MAC地址表中。從這以�,當(dāng)A向B�(fā)送的�(shù)�(jù)包便全部交給二層交換處理,信息得以高速交�。由于僅僅在路由過程中才需要三層處�,絕大部分數(shù)�(jù)都通過二層交換�(zhuǎn)�(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��

特點

  1、高可擴充�

  三層交換機在連接多個子�(wǎng)時,子網(wǎng)只是與第三層交換模塊建立邏輯連接,不像傳�(tǒng)外接路由器那樣需要增加端�,從而保護了用戶對校園網(wǎng)、城域教育網(wǎng)的投�。并滿足�(xué)�3~5年網(wǎng)�(luò)�(yīng)用快速增長的需要�

  2、高性價�

  三層交換機具有連接大型�(wǎng)�(luò)的能�,功能基本上可以取代某些傳統(tǒng)路由�,但是價格卻接近二層交換�?,F(xiàn)在一臺百兆三層交換機的價格只有幾萬元,與高端的二層交換機的價格差不多�

  3、內(nèi)置安全機�

  三層交換機可以與普通路由器一樣,具有訪問列表的功�,可以實�(xiàn)不同VLAN間的單向或雙向通訊。如果在訪問列表中進行�(shè)�,可以限制用戶訪問特定的IP地址,這樣�(xué)校就可以禁止�(xué)生訪問不健康的站��   訪問列表不僅可以用于禁止�(nèi)部用戶訪問某些站點,也可以用于防止校園網(wǎng)、城域教育網(wǎng)外部的非法用戶訪問校園網(wǎng)、城域教育網(wǎng)�(nèi)部的�(wǎng)�(luò)資源,從而提高網(wǎng)�(luò)的安全�

  4、適合多媒體傳輸

  教育�(wǎng)�(jīng)常需要傳輸多媒體信息,這是教育�(wǎng)的一個特�。三層交換機具有QoS(服�(wù)�(zhì)量)的控制功�,可以給不同的應(yīng)用程序分配不同的帶寬�

  5、計費功�

  在高校校園網(wǎng)及有些地區(qū)的城域教育網(wǎng)中,很可能有計費的需�,因為三層交換機可以識別�(shù)�(jù)包中的IP地址信息,因此可以統(tǒng)計網(wǎng)�(luò)中計算機的數(shù)�(jù)流量,可以按流量計費,也可以�(tǒng)計計算機連接在網(wǎng)�(luò)上的時間,按時間進行計費。而普通的二層交換機就難以同時做到這兩點�

�(yīng)用目�

  1、網(wǎng)�(luò)骨干少不了三層交�

  要說三層交換機在諸多�(wǎng)�(luò)�(shè)備中的作用,用“中流砥柱”形容并不為�。在校園�(wǎng)、城域教育網(wǎng)�,從骨干�(wǎng)、城域網(wǎng)骨干、匯聚層都有三層交換機的用武之地,尤其是核心骨干�(wǎng)一定要用三層交換機,否則整個網(wǎng)�(luò)成千上萬臺的計算機都在一個子�(wǎng)�,不僅毫無安全可言,也會因為無法分割廣播域而無法隔離廣播風(fēng)��

  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。而三層交換機的性能非常�,既有三層路由的功能,又具有二層交換的網(wǎng)�(luò)速度。二層交換是基于MAC尋址,三層交換則是轉(zhuǎn)�(fā)基于第三層地址的業(yè)�(wù)�;除了必要的路由決定過程�,大部分�(shù)�(jù)�(zhuǎn)�(fā)過程由二層交換處�,提高了�(shù)�(jù)包轉(zhuǎn)�(fā)的效��

  三層交換機通過使用硬件交換機構(gòu)實現(xiàn)了IP的路由功�,其�(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,三層交換機具有“路由器的功�、交換機的性能��

  2、連接子網(wǎng)少不了三層交�

  同一�(wǎng)�(luò)上的計算機如果超過一定數(shù)量(通常�200臺左�,視通信�(xié)議而定�,就很可能會因為�(wǎng)�(luò)上大量的廣播而導(dǎo)致網(wǎng)�(luò)傳輸效率低下。為了避免在大型交換機上進行廣播所引起的廣播風(fēng)�,可將其進一步劃分為多個虛擬網(wǎng)(VLAN�。但是這樣做將�(dǎo)致一個問題:VLAN之間的通信必須通過路由器來實現(xiàn)。但是傳�(tǒng)路由器也難以勝任VLAN之間的通信任務(wù),因為相對于局域網(wǎng)的網(wǎng)�(luò)流量來說,傳�(tǒng)的普通路由器的路由能力太��

  而且千兆級路由器的價格也是非常難以接受的。如果使用三層交換機上的千兆端口或百兆端口連接不同的子�(wǎng)或VLAN,就在保持性能的前提下,經(jīng)濟地解決了子�(wǎng)劃分之后子網(wǎng)之間必須依賴路由器進行通信的問�,因此三層交換機是連接子網(wǎng)的理想設(shè)��

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