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详细整理三层交换机特性轻松完成三层交换机配置!

  正在由器上,每当领受到一个数据报,由器便进行由表的查询来找出该数据报的下一跳,然后通过响应的接口发送出去。由器查询由表采用的是最长婚配算法,正在以前的由器中,最长婚配算法采用软件实现,并且实现起来很是复杂,导致了效率出格低。

  我们能够设想,可否改变这种最长婚配的查找思惟,而采用切确婚配的查找手艺实现呢?能够引入一个高速缓冲区,用来存放切确查询所需要的消息(一般是三层 IP地址跟出口的对应fib表,还联系关系有一些二层封拆消息Arp表,好比链层甲等),当领受到一个需要进行三层转发的数据帧的时候。

  由器先查询高速缓冲区(采用切确婚配算法,即间接按照目标IP地址进行索引),若是射中,则按照查询出的消息进行数据的转发,若是不克不及射中,则查询由表(采用最长婚配算法),按照查询的成果进行转发,同时更新响应的切确查询缓冲区,如许当达到统一个目标地的数据报来的时候,就能够间接查询切确婚配缓冲区进行转发了。

  跟CAM表一样,切确婚配查询项也有一个定机会制,跨越了必然的时间就从缓冲区中删除掉,跟CAM表分歧的是,三层切确婚配查询项跟由表同步,每当由表变化,必定点窜切确转发缓冲区,来跟由表的同步。若是数据链层是以太网,收集层是IP,则这个三层高速转发缓冲区是通过ARP和谈成立的,我们申明它的工做过程。

  起头的时候,三层互换机特征只要一张用于由的由表(该由表是通过由和谈成立的),而切确婚配的三层转颁发为空,如许当三层互换机领受到一个需要进行三层互换的数据帧时,它起首查询三层切确婚配缓冲区,由于三层转颁发为空,查询失败,于是,三层互换机特征通过最长婚配算法查询由表(按照数据报的目标IP地址),查询的成果是一个出口(一般是一个VLAN接口)和一个下一跳。于是,有两中可能的环境:

  正在第一种环境下,三层互换机通过ARP解析来解析下一跳IP地址,获得下一跳的MAC地址后,三层互换机特征把领受的数据帧进行二层封拆,然后发送给下一跳。正在第二种环境下,三层互换机特征间接解析数据报的目标IP地址,获得目标IP地址对应的从机MAC地址后,间接把该数据帧发送给目标从机。

  非论哪种环境,互换机进行ARP解析的时候,城市获得一个IP地址跟出口的对应关系,同时还通过ARP和谈获得了下一跳的MAC地址,于是,三层互换机遇把这些数据组合成一个三层切确婚配项,并插入到三层切确婚配缓冲区里面。如许当达到统一目标地的数据报到来后,三层互换机特征利用切确婚配算法间接查询高速缓冲区,按照查询的成果进行转发。

  需要申明的是,实现三层切确婚配并不是三层互换机特征必需具备的特征。正在一些低端互换机的场所下,最长婚配查询采用软件实现,效率出格低,因此引入三层切确婚配算法,这是合理并且必需的,但对一些高端场所,就不顺应了。

  正在一些高端互换机上,最长婚配算法都是基于硬件实现的,并且采用了效率很高的树查找算法,其效率跟切确婚配算法相差无几,并且只采用最长婚配算法还削减了切确婚配缓冲区和由表的同步问题,因此正在一些基于硬件实现的三层互换机上,切确婚配不是必需的。正在后面引见典型实例阐发的时候,我们会引见仅仅采用最长婚配算法实现高端三层的互换机。

  本部门有下列要点:三层互换机特征为了提高效率,采用了精78确婚配查找算法,正在一些高端三层互换机上,该特征不是必需的,由于采用最长婚配查找算法的效率并不必然比采用切确婚配查找算法效率差。

  保守的由器供给丰硕的接口品种,好比E1/T1,ISDN,Frame-Relay,X.25,POS,ATM,SMDS等,每种接口对应分歧的封拆类型,并且每种接口所对应的最大传输单位和最大领受单位都不不异,如许存正在数据报分片的概率相当大,归纳综合起来,这些特征使得由器的转发效率出格低。

  而三层互换机特征是由二层互换机成长起来的,并且其成长过程中一曲遵照为局域网办事的指点思惟,没有过多的引入其它接口类型,而只供给跟局域网相关的接口,好比以太网接口,ATM局域网仿实接口等。

  如许接口类型纯真,大部门环境下三层互换机只供给以太网接口,如许正在多品种型接口由器上所碰着的问题就完全消弭了,好比,最大传输单位问题,因为各个接口都是以太网接口,一般不存正在冲突的问题,分片的概率就大大降低了。

  接口类型纯真的别的一个益处就是正在进行数据转发的时候,内部颠末的径比力纯真。现正在的通信处置器一般都是集中正在一块ASIC芯片上的,并且分歧的接口类型有分歧的ASIC芯片进行处置。

  如许若是接口类型比力单一,所需要的ASIC芯片就相对单一,交互起来必定流利,利用ASIC芯片本身带的功能就能够完成多个接口之间的数据互换,但若是接口类型分歧一,则必需有一个转换机构来完成这些芯片之间的数据互换,效率上大大影响。

  目前成熟的以太网接口速度最高能够达到1G(虽然10G的以太网曾经商用,但还不是很遍及),若是需要更高的速度,只能采用链聚合的体例把几个GE端口聚合成一个物理端口,虽然逻辑上是可行的,但实现起来可能会碰到如许那样的问题。

  好比聚合的链不克不及逾越统一块处置板,芯片本身的问题等,于是有些互换机丢弃了这种纯粹以太网接口的处理方案,而引入了其它的接口类型做为上行接口,好比STM-16的POS接口(2.5G POS接口)等。这些接口用于上行毗连焦点层设备。

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