|
 | 作者: cwenqiang [cwenqiang]
 论坛用户 |
登录 |
| 三层的涵义 三层交换机中的“三层”指的是OSI（开放系统互连）七层参考模型的下面三层。如果您想理解三层 交换，首先就需要理解OSI参考模型。 1、什么是OSI参考模型 OSI参考模型是国际标准化组织为了解决不同系统的互联而提出的模型，它将计算机网络按功能划分 为七个层次，这就是网络通信中的七层模型或七层结构. 2、OSI参考模型与网络设备 OSI参考模型与网络设备，如集线器、交换机、路由器，存在一一对应的关系，图3就是OSI模型下三 层与网络设备及网络设备处理的数据单元的对应图。 （1）第一层――物理层 物理层设备是最低层次的网络设备，主要负责实际的信号传输，即比特流。对于物理层设备来讲，它 只认识比特流，至于什么MAC地址、IP地址，它什么也不知道。有些校园网中现在还在使用的集线器（Hub ）就是典型的物理层设备。 （2）第二层――数据链路层 数据链路层负责在两个主机上建立数据链路连接，向物理层传输数据帧，并对信号进行处理使之无差 错并合理地传输。 校园网中我们最常使用的交换机（Switch）就是典型的数据链路层设备。对于数据链路层设备来讲， 它只认识帧和比特流（二层以下的数据），至于IP地址（三层以上的东西），它就不知道了。“帧”是第 二层的数据单元，而且只在第二层中才有意义。 二层交换机只能连接IP地址在同一子网内的计算机，如果计算机的IP地址在不同的子网内，即使连接 在同一台交换机的端口上，虽然近在咫尺，也不能相互通信，因为现在的计算机是通过IP地址相互通信的 ，而交换机不能识别IP地址。 （3）第三层――网络层 网络层主要负责路由，即选择合适的路径的功能。网络中经常使用的路由器（Router）就是典型的网 络层设备，它能够识别帧中的三层地址。比如一台IP地址为“192.168.1.1”的计算机想与IP地址为 “10.1.1.2”的计算机通信，因为它们不在同一子网里，必须通过路由器路由才能实现通信。 三层交换机的工作原理 三层交换是相对于传统的交换概念而提出的。传统的交换技术是在OSI网络参考模型中的第二层（即 数据链路层）进行操作的，而三层交换技术是在网络模型中的第三层实现了数据包的高速转发。简单地说 ，三层交换技术就是二层交换技术+三层转发技术，三层交换机就是“二层交换机+基于硬件的路由器”。 图3 那么三层交换是怎样实现的呢？三层交换的技术细节非常复杂，不可能一下子讲清楚，不过您可以简 单地将三层交换机理解为由一台路由器和一台二层交换机构成，如图4所示。 两台处于不同子网的主机通信，必须要通过路由器进行路由。在图4中，主机A向主机B发送的第1个数 据包必须要经过三层交换机中的路由处理器进行路由才能到达主机B，但是当以后的数据包再发向主机B时 ，就不必再经过路由处理器处理了，因为三层交换机有“记忆”路由的功能。 三层交换机的路由记忆功能是由路由缓存来实现的。当一个数据包发往三层交换机时，三层交换机首 先在它的缓存列表里进行检查，看看路由缓存里有没有记录，如果有记录就直接调取缓存的记录进行路由 ，而不再经过路由处理器进行处理，这样的数据包的路由速度就大大提高了。如果三层交换机在路由缓存 中没有发现记录，再将数据包发往路由处理器进行处理，处理之后再转发数据包。 图4 三层交换机的缓存机制与CPU的缓存机制是非常相似的。大家都有这样的印象，开机后第一次运行某 个大型软件时会非常慢，但是当关闭这个软件之后再次运行这个软件，就会发现运行速度大大加快了，比 如本来打开Word需要5~6秒，关闭后再打开Word，就会发现只需要1~2秒就可以打开了。原因在于CPU内部 有一级缓存和二级缓存，会暂时储存最近使用的数据，所以再次启动会比第一次启动快得多。 具有“路由器的功能、交换机的性能” 的三层交换机虽然同时具有二层交换和三层路由的特性，但 是三层交换机与路由器在结构和性能上还是存在很大区别的。在结构上，三层交换机更接近于二层交换机 ，只是针对三层路由进行了专门设计。之所以称为“三层交换机”而不称为“交换路由器”， 原因就在 于此；在交换性能上，路由器比三层交换机的交换性能要弱很多。 |
| 地主 发表时间: 04-06-17 15:06 |
|
20CN网络安全小组版权所有
Copyright © 2000-2010 20CN Security Group. All Rights Reserved.
论坛程序编写：NetDemon
粤ICP备05087286号
论坛: 菜鸟乐园 标题: 三层交换机原理