二层、三层交换机介绍及转发原理




记住四张表:

硬件:
二层mac表:mac、vlanID、出接口
三层转发表:目标网络网段/掩码、下一跳

软件:
二层arp表:IP、mac、vlanID、出接口
三层路由表:目标网络网段/掩码、下一跳、出接口

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正文:


交换的发展历史:
《1》共享式以太网互连:
较早的以太网,使用hub设备,使用共享总线型连接方式,采用CSMA/CD机制。HUB的所有端口是1个大的冲突域;

好处:流量较少时,冲突较少,利用CSMA/CD可以保证通讯质量;
坏处:当流量到达一定程度时,冲突不断,导致数据被拒绝发送。

解决办法:二层交换机

《2》二层交换机原理:
二层交换机工作在OSI第二层,简称数据链路层。使用mac表进行数据交换机,每个端口有独立的冲突与,使用硬件ASIC专用集成芯片传输

好处:专用硬件芯片,转发不必消耗CPU资源,转发性能大大提高;
      有效隔离冲突域。由于每个端口属于1个冲突域,使得每个端口都能独立发送和接收,不必考虑数据冲突;

坏处:不能隔离广播域(vlan解决)

《3》三层交换机硬件架构



交换机主要硬件为ASIC和CPU,作用如下:
(1)ASIC:硬件表项,二层的mac表、三层的IP转发表
(2)CPU:软件表项,例如IP路由表、ARP表等,并根据软件表项配置ASIC硬件表项。当然CPU也是可以完成三层转发的功能。

总结:决定交换机硬件性能的正是ASIC中的二、三层硬件表项,而ASIC的硬件表项来源与CPU维护的软件表项。

转发原理:

具体转发原理,请参考H3C甜甜圈网络大爬虫第一期“交换机基础知识”,本文大部分摘取该文章。

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

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