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第三层交换机技术白皮书

作者 佚名技术 来源 网络技术 浏览 发布时间 2012-07-01
个端口将被用来发送该数据包,而且还能决定是否发送该数据包。这样就能有效地排除了那些有缺陷的网络段。虽然这种方式不及使用直通式产品的交换速度,但是它们却能排除由破坏的数据包所引起的经常性的有害后果。直通式Cut-Through :当一个数据包使用这种技术进入一个交换机时,它的地址将被读取。然后不管该数据包是否为错误的格式,它都将被发送。由于数据包只有开头几个字节被读取,所以这种方法提供了较多的交换次数。然而所有的数据包即使是那些可能已被破坏的都将被发送。直到接收站才能测出这些被破坏的包,并要求发送方重发。但是如果网络接口卡失效,或电缆存在缺陷;或有一个能引起数据包遭破坏的外部信号源,则出错将十分频繁。随着技术的发展,直通式交换将逐步被淘汰。在“直通式”交换方式中,交换机只读出网络帧的前几个字节,便将网络帧传到相应的端口上,虽然交换速度很快,但缺乏对网络帧的高级控制,无智能性和安全性可言,同时也无法支持具有不同速率端口的交换;而“存储转发”交换方式则通过对网络帧的读取进行验错和控制。联想网络的产品都采用“存储转发”交换方式。

(3)信元交换

信元交换的基本思想是采用固定长度的信元进行交换,这样就可以用硬件实现交换,从而大大提高交换速度,尤其适合语音、视频等多媒体信号的有效传输。目前,信元交换的实际应用标准是ATM (异步传输模式),但是ATM 设备的造价较为昂贵,在局域网中的应用已经逐步被以太网的帧交换技术所取代。

1.2.1 第二层交换技术

第二层的网络交换机依据第二层的地址传送网络帧。第二层的地址又称硬件地址(MAC 地址),第二层交换机通常提供很高的吞吐量(线速)、低延时(10 微秒左右),每端口的价格比较经济。第二层的交换机对于路由器和主机是“透明的”,主要遵从802.1d 标准。该标准规定交换机通过观察每个端口的数据帧获得源MAC 地址,交换机在内部的高速缓存中建立MAC 地址与端口的映射表。当交换机接受的数据帧的目的地址在该映射表中被查到,交换机便将该数据帧送往对应的端口。如果它查不到,便将该数据帧广播到该端口所属虚拟局域网(VLAN )的所有端口,如果有回应数据包,交换机便将在映射表中增加新的对应关系。当交换机初次加入网络中时,由于映射表是空的,所以,所有的数据帧将发往虚拟局域网内的全部端口直到交换机“学习”到各个MAC 地址为止。这样看来,交换机刚刚启动时与传统的共享式集线器作用相似的,直到映射表建立起来后,才能真正发挥它的性能。这种方式改变了共享式以太网抢行的方式,如同在不同的行驶方向上铺架了立交桥,去往不同方向的车可以同时通行,因此大大提高了流量。从虚拟局域网(VLAN )角度来看,由于只有子网内部的节点竞争带宽,所以性能得到提高。主机1 访问主机2 同时,主机3 可以访问主机4 。当各个部门具有自己独立的服务器时,这一优势更加明显。但是这种环境正发生巨大的变化,因为服务器趋向于集中管理,另外,这一模式也不适合Internet 的应用。不同虚拟局域网(VLAN )之间的通讯需要通过路由器来完成,另外为了实现不同的网段之间通讯也需要路由器进行互连。

路由器处理能力是有限的,相对于局域网的交换速度来说路由器的数据路由速度也是较缓慢的。路由器的低效率和长时延使之成为整个网络的瓶颈。虚拟局域网(VLAN )之间的访问速度是加快整个网络速度的关键,某些情况下(特别是Intranet ),划定虚拟局域网本身是一件困难的事情。第三层交换机的目的正在于此,它可以完成Intranet 中虚拟局域网(VLAN )之间的数据包以高速率进行转发。

1.2.2 VLAN 技术

在传统的局域网中,各站点共享传输信道所造成的信道冲突和广播风暴是影响网络性能的重要因素。通常一个IP 子网或

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