《交換機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)》PPT課件.ppt

,交換機(jī)基礎(chǔ)知識(shí),網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與管理,本章內(nèi)容, 交換機(jī)概述 交換機(jī)的分類(lèi)與性能指標(biāo) 交換機(jī)的接口與連接方式 虛擬局域網(wǎng)與多層交換 交換機(jī)產(chǎn)品簡(jiǎn)介,2.1 交換機(jī)概述,交換機(jī)，英文名稱(chēng)為Switch，也稱(chēng)為交換式集線(xiàn)器，它是一種基于MAC地址(網(wǎng)卡的硬件地址)識(shí)別，能夠在通信系統(tǒng)中完成信息交換功能的設(shè)備。,2.1.1 交換機(jī)簡(jiǎn)介,交換機(jī)的工作特點(diǎn)： 擁有一條很高帶寬的背板總線(xiàn)和內(nèi)部交換矩陣 所有的端口都掛接在這條背板總線(xiàn)上 控制電路收到數(shù)據(jù)包以后，處理端口會(huì)查找內(nèi)存中的地址對(duì)照表以確定目的MAC地址的網(wǎng)卡（NIC）掛接在哪個(gè)端口上，通過(guò)內(nèi)部交換矩陣迅速將數(shù)據(jù)包傳送到目的端口 目的MAC若不存在才廣播到所有的端口，接收端口回應(yīng)后交換機(jī)會(huì)“學(xué)習(xí)”新的地址，并把它添加入內(nèi)部MAC地址表中。,2.1.2 交換機(jī)的交換模式,概念： 交換機(jī)將數(shù)據(jù)從一個(gè)端口轉(zhuǎn)發(fā)至到另一個(gè)端口的處理方式稱(chēng)為交換模式。,類(lèi)型： 存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)（Store and Forward ） 直通交換（CutThrough ） 碎片丟棄（Fragmentfree）,2.1 交換機(jī)概述,存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)(Store and Forward) 特點(diǎn)：交換機(jī)接收到數(shù)據(jù)包后，首先將數(shù)據(jù)包存儲(chǔ)到緩沖器中，進(jìn)行CRC循環(huán)冗余校驗(yàn),如果這個(gè)數(shù)據(jù)包有CRC錯(cuò)誤，則該包將被丟棄；如果數(shù)據(jù)包完整，交換機(jī)查詢(xún)地址映射表將其轉(zhuǎn)發(fā)至相應(yīng)的端口。 優(yōu)點(diǎn)：沒(méi)有殘缺數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)，可減少潛在的不必要的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā) 缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)發(fā)速率比直接轉(zhuǎn)發(fā)方式慢。 適用環(huán)境：存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)適用于普通鏈路質(zhì)量或質(zhì)量較為惡劣的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，這種方式要對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行處理，所以，延遲和幀的大小有關(guān)。,2.1.2 交換機(jī)的交換模式,直通交換(CutThrough) 特點(diǎn)：交換機(jī)只讀出數(shù)據(jù)幀的前6個(gè)字節(jié)，即通過(guò)地址映射表中查找目標(biāo)地址，將數(shù)據(jù)幀傳送到相應(yīng)的端口上。直通交換能夠?qū)崿F(xiàn)較少的延遲，因?yàn)樵跀?shù)據(jù)幀的目的地址被讀出，確定了轉(zhuǎn)發(fā)端口后馬上開(kāi)始轉(zhuǎn)發(fā)這個(gè)數(shù)據(jù)幀。 優(yōu)點(diǎn)：轉(zhuǎn)發(fā)速率快、減少延時(shí)和提高整體吞吐率 缺點(diǎn)：會(huì)給整個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)許多垃圾通信包 適用環(huán)境：網(wǎng)絡(luò)鏈路質(zhì)量較好、錯(cuò)誤數(shù)據(jù)包較少的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，延遲時(shí)間跟幀的大小無(wú)關(guān)。,2.1.2 交換機(jī)的交換模式,碎片丟棄（Fragmentfree） 特點(diǎn)：這是介于前兩者之間的一種解決方案。它檢查數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度是否夠64個(gè)字節(jié)，如果小于64字節(jié)，說(shuō)明是假包，則丟棄該包；如果大于等于64字節(jié)，則發(fā)送該包。 優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)處理速度比存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式快 缺點(diǎn)：比直通式慢 適用環(huán)境：一般的通訊鏈路,2.1.2 交換機(jī)的交換模式,2.1.3 交換機(jī)與網(wǎng)橋的主要區(qū)別,(1)延遲小。交換機(jī)通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn)，而網(wǎng)橋通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)。網(wǎng)橋是通過(guò)運(yùn)行于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上的橋接協(xié)議實(shí)現(xiàn)；交換機(jī)使用了專(zhuān)用集成電路（Application-Specific-Integrated Circuit，ASIC)，大大提高了網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)速度。 (2)端口多。交換機(jī)得端口密度遠(yuǎn)大于網(wǎng)橋。 (3)功能強(qiáng)大。交換機(jī)除了轉(zhuǎn)發(fā)/過(guò)濾的功能，還有諸多管理功能，如網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議的支持、虛擬局域網(wǎng)的劃分等。,（1）在OSI/RM網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中的工作層次不同 集線(xiàn)器工作在物理層，而交換機(jī)工作在數(shù)據(jù)鏈路層。更高級(jí)的交換機(jī)可以工作在第三層（網(wǎng)絡(luò)層）、第四層（傳輸層）或更高層。 （2）數(shù)據(jù)傳輸方式不同 集線(xiàn)器的數(shù)據(jù)傳輸方式是廣播（broadcast）方式，即所有端口處在一個(gè)沖突域中；而交換機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸一般只發(fā)生在源端口和目的端口之間，即交換機(jī)的每個(gè)端口處在不同的沖突域。 （3）帶寬占用方式不同 集線(xiàn)器所有端口共享集線(xiàn)器的總帶寬，而交換機(jī)的每個(gè)端口都具有自己獨(dú)立的帶寬。 （4）傳輸模式不同 集線(xiàn)器采用半雙工方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；交換機(jī)采用全雙工方式來(lái)傳輸數(shù)據(jù)。,2.1.3 交換機(jī)與集線(xiàn)器的主要區(qū)別,Hub,沖突域,Switch,沖突域1,沖突域 2,2.1.3 交換機(jī)與集線(xiàn)器（HUB）的主要區(qū)別,總結(jié)： 交換機(jī)與集線(xiàn)器有著本質(zhì)的不同，無(wú)論在工作層次、通訊方式、傳輸速度和可管理性上，都都存在明顯的差別，交換機(jī)與集線(xiàn)器相比具有無(wú)與倫比的優(yōu)勢(shì)。目前，交換機(jī)已經(jīng)成為組網(wǎng)中的普遍使用的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備，而集線(xiàn)器已經(jīng)逐漸在退出歷史舞臺(tái)。,2.2 交換機(jī)的分類(lèi)與性能指標(biāo),2.2.1 交換機(jī)的分類(lèi),從應(yīng)用區(qū)域劃分：廣域網(wǎng)交換機(jī)和局域網(wǎng)交換機(jī) 廣域網(wǎng)交換機(jī): 主要應(yīng)用于電信領(lǐng)域，提供通信基礎(chǔ)平臺(tái)。 局域網(wǎng)交換機(jī)則: 應(yīng)用于局域網(wǎng)絡(luò)，用于連接終端設(shè)備，如PC機(jī)及網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)等。,注意：我們重點(diǎn)學(xué)習(xí)的是局域網(wǎng)交換機(jī)。,2.2.1 交換機(jī)的分類(lèi),按組建園區(qū)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)層次，可劃分為：接入層交換機(jī)、匯聚層交換機(jī)和核心層交換機(jī)。 核心層交換機(jī): 一般采用機(jī)箱式模塊化設(shè)計(jì)，機(jī)箱中可承載管理模塊、光端口模塊、高速電口模塊、電源等，具有很高的背板容量； 匯聚層交換機(jī): 可以是機(jī)箱式模塊化交換機(jī)，也可以是固定配置的交換機(jī)，具有較高的接入能力和帶寬，一般會(huì)包含光端口、高速電口等端口； 接入層交換機(jī): 一般是固定配置的交換機(jī)，端口密度較大，具有較高的接入能力，以10/100M端口為主，以固定端口或擴(kuò)展槽方式提供1000Mbps的上聯(lián)端口。,根據(jù)傳輸介質(zhì)、傳輸速度以及發(fā)展歷史上看，局域網(wǎng)交換機(jī)有這樣一些類(lèi)型： 以太網(wǎng)交換機(jī) 快速以太網(wǎng)交換機(jī) 千兆以太網(wǎng)交換機(jī) 萬(wàn)兆以太網(wǎng)交換機(jī) FDDI交換機(jī) ATM交換機(jī) 令牌環(huán)交換機(jī) ,2.2.1 交換機(jī)的分類(lèi),根據(jù)架構(gòu)特點(diǎn)，人們還將局域網(wǎng)交換機(jī)分為 機(jī)架式 帶擴(kuò)展槽固定配置式 不帶擴(kuò)展槽固定配置式,2.2.1 交換機(jī)的分類(lèi),按照OSI的七層網(wǎng)絡(luò)模型，交換機(jī)又可以分為： 第二層交換機(jī) 第三層交換機(jī) 第四層交換機(jī) 第七層交換機(jī) 基于MAC地址工作的第二層交換機(jī)最為普遍，用于網(wǎng)絡(luò)接入層和匯聚層?；贗P地址和協(xié)議進(jìn)行交換的第三層交換機(jī)應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)的核心層，也少量應(yīng)用于匯聚層。部分第三層交換機(jī)也同時(shí)具有第四層交換功能，可以根據(jù)數(shù)據(jù)幀的協(xié)議端口信息進(jìn)行目標(biāo)端口判斷。第四層以上的交換機(jī)稱(chēng)之為應(yīng)用型交換機(jī)，主要用于互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心。,2.2.1 交換機(jī)的分類(lèi),按照交換機(jī)的可管理性，可分為： 可管理型交換機(jī) 不可管理型交換機(jī) 兩者區(qū)別在于對(duì)SNMP、RMON等網(wǎng)管協(xié)議的支持。可管理型交換機(jī)便于網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、流量分析，但成本也相對(duì)較高。大中型網(wǎng)絡(luò)在匯聚層應(yīng)該選擇可管理型交換機(jī)，在接入層視應(yīng)用需要而定，核心層交換機(jī)則全部是可管理型交換機(jī)。,2.2.1 交換機(jī)的分類(lèi),2.2.1 交換機(jī)的分類(lèi),從應(yīng)用的角度劃分，交換機(jī)又可分為： 電話(huà)交換機(jī)（PBX）：主要應(yīng)用于電信領(lǐng)域，提供語(yǔ)音通訊。 數(shù)據(jù)交換機(jī)（Switch）： 應(yīng)用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。,注意：我們重點(diǎn)學(xué)習(xí)的是數(shù)據(jù)交換機(jī)。,背板帶寬與端口速率 模塊化與固定配置 專(zhuān)用芯片與通用芯片 單/多MAC地址類(lèi)型,2.2.2 交換機(jī)的主要性能指標(biāo),背板帶寬與端口速率 背板帶寬和端口速率是衡量交換機(jī)的交換能力的主要參數(shù)。 背板帶寬：指通過(guò)交換機(jī)所有通信的最大值。 交換機(jī)的端口速率：每秒通過(guò)的比特?cái)?shù)。 10Mbps 100Mbps 1000Mbps 10000Mbps,2.2.2 交換機(jī)的主要性能指標(biāo),模塊化與固定配置 模塊化交換機(jī)：具有很強(qiáng)的可擴(kuò)展性，可在機(jī)箱內(nèi)提供一系列擴(kuò)展模塊，如千兆位以太網(wǎng)模塊、FDDI模塊、ATM模塊、快速以太網(wǎng)模塊、令牌環(huán)模塊等，所以能夠?qū)⒕哂胁煌瑓f(xié)議、不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)。但是它的價(jià)格一般也比較昂貴。模塊化交換機(jī)一般作為骨干交換機(jī)來(lái)使用。 固定配置交換機(jī)：一般具有固定端口配置，比如Cisco公司的Catalyst l900/2900交換機(jī)，Bay公司的BayStack350/450交換機(jī)等。固定配置交換機(jī)的可擴(kuò)充性顯然不如模塊化交換機(jī)，但是價(jià)格要低得多。,2.2.2 交換機(jī)的主要性能指標(biāo),專(zhuān)用芯片與通用芯片 X86： 通用計(jì)算機(jī)芯片 ASIC： （Application-Specific-Integrated Circuit ） NP： 專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)處理器,2.2.2 交換機(jī)的主要性能指標(biāo),單/多MAC地址類(lèi)型 單MAC交換機(jī)：每個(gè)端口只有一個(gè)MAC地址 多MAC交換機(jī)：每個(gè)端口捆綁有多個(gè)MAC硬件地址 單MAC交換機(jī)主要用于連接最終用戶(hù)、網(wǎng)絡(luò)共享資源或非橋接路由器，它們不能用于連接集線(xiàn)器或含有多個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的網(wǎng)段；多MAC交換機(jī)的每個(gè)端口可以看作是一個(gè)集線(xiàn)器，而多MAC交換機(jī)可以看作是集線(xiàn)器的集線(xiàn)器。,2.2.2 交換機(jī)的主要性能指標(biāo),2.3 交換機(jī)的接口與連接方式,2.3.1 交換機(jī)的接口類(lèi)型,交換機(jī)的接口是隨著網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型的變化和傳輸介質(zhì)的發(fā)展而產(chǎn)生的不同的接口規(guī)格，主要有： 雙絞線(xiàn)RJ-45接口 光纖接口 AUI接口與BNC Console接口 FDDI接口,雙絞線(xiàn)RJ-45接口 數(shù)量最多、應(yīng)用最廣的一種接口類(lèi)型，它屬于以太網(wǎng)接口類(lèi)型。它不僅在最基本的10Base-T以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中使用，還在目前主流的100Base-TX快速以太網(wǎng)和1000Base-TX千兆以太網(wǎng)中使用。,2.3.1 交換機(jī)的接口類(lèi)型,光纖接口 目前光纖傳輸介質(zhì)發(fā)展相當(dāng)迅速，各種光纖接口也是層出不窮，分別應(yīng)用于100Base-FX、1000Base-FX等網(wǎng)絡(luò)中。在局域網(wǎng)交換機(jī)中， SC類(lèi)型是一種常見(jiàn)的光纖接口，SC接口的芯在接頭里面，右圖所示的是一款100Base-FX網(wǎng)絡(luò)的SC光纖接口模塊。,2.3.1 交換機(jī)的接口類(lèi)型,AUI接口 這是專(zhuān)門(mén)用于連接粗同軸電纜的，目前這種網(wǎng)絡(luò)在局域網(wǎng)中已不多見(jiàn)?，F(xiàn)在部分交換機(jī)保留了AUI接口。 AUI接口是一個(gè)15針“D”形接口，類(lèi)似于顯示器接口。這種接口在其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中也可以見(jiàn)到，如路由器，甚至服務(wù)器中。右圖中所示的是交換機(jī)上的AUI接口示意圖。,2.3.1 交換機(jī)的接口類(lèi)型,BNC 接口 這是專(zhuān)門(mén)用于連接細(xì)同軸電纜的接口，目前提供這種接口的交換機(jī)比較少見(jiàn)。個(gè)別交換機(jī)保留BNC接口，主要是用于與細(xì)同軸電纜作為傳輸介質(zhì)的令牌網(wǎng)絡(luò)連接。 右圖是BNC接口的網(wǎng)卡。,2.3.1 交換機(jī)的接口類(lèi)型,Console接口 用于配置交換機(jī)而使用的接口。 不同交換機(jī)的Console接受有所不同，有些與Cisco路由器一樣采用RJ-45類(lèi)型Console接口，而有的則采用串口作為Console接口。,2.3.1 交換機(jī)的接口類(lèi)型,FDDI接口 在早期的100Mbps時(shí)代，還有一種FDDI網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型，即“光纖分布式數(shù)據(jù)接口”，其傳輸介質(zhì)也是光纖，其接口類(lèi)型如右圖。目前由于它的優(yōu)勢(shì)不明顯，已經(jīng)很少見(jiàn)了。,2.3.1 交換機(jī)的接口類(lèi)型,2.3.2 交換機(jī)的連接方式,我們常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)都是多臺(tái)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接在一起，我們來(lái)看交換機(jī)之間有哪些連接方式： 級(jí)聯(lián) 冗余 堆疊,級(jí)聯(lián) 是最常見(jiàn)的連接方式，即使用網(wǎng)線(xiàn)將兩個(gè)交換機(jī)連接起來(lái)。有使用光纖介質(zhì)連接和雙絞線(xiàn)介質(zhì)連接兩種情況。 光纖介質(zhì)連接： 直接連接的兩個(gè)交換機(jī)端口要保證一致的光纖規(guī)格、端口速率，發(fā)送信號(hào)光纖端口與接收信號(hào)光纖端口相連。 雙絞線(xiàn)介質(zhì)連接： 分普通端口和使用Uplink端口級(jí)聯(lián)兩種情況。普通端口之間相連，使用交叉雙絞線(xiàn)；一臺(tái)交換機(jī)使用UPlink端口相連使用直通雙絞線(xiàn)。 注意：目前有些交換機(jī)已實(shí)現(xiàn)智能判斷，即使用交叉線(xiàn)或直通線(xiàn)均可在兩臺(tái)交換機(jī)之間建立連接。,2.3.2 交換機(jī)的連接方式,冗余 SpanningTree冗余連接：工作方式是StandBy，一條鏈路在工作，其余鏈路處于待機(jī)(StandBy)狀態(tài)，效率沒(méi)有提高，可靠性提高。 PortTrunking連接：多條冗余連接鏈路實(shí)現(xiàn)負(fù)載分擔(dān)。交換機(jī)之間聯(lián)結(jié)帶寬成倍提高，可靠性已得到增強(qiáng)。,2.3.2 交換機(jī)的連接方式,堆疊 只有支持堆疊的交換及之間才可進(jìn)行堆疊，使用專(zhuān)用的堆疊線(xiàn)通過(guò)交換機(jī)上提供的堆疊接口使用一定的連接方式連接起來(lái)。 多臺(tái)交換機(jī)的堆疊是靠一個(gè)提供背板總線(xiàn)帶寬的多口堆疊母模塊與單口的堆疊子模塊相連實(shí)現(xiàn)的，并插入不同的交換機(jī)實(shí)現(xiàn)交換機(jī)的堆疊。,2.3.2 交換機(jī)的連接方式,堆疊和級(jí)聯(lián)的區(qū)別 連接方式不同：級(jí)聯(lián)是兩臺(tái)交換機(jī)通過(guò)兩個(gè)PORT互聯(lián)，而堆疊是交換機(jī)通過(guò)專(zhuān)門(mén)的背板堆疊模塊相連。堆疊可以增加設(shè)備總帶寬，而級(jí)聯(lián)是不能增加設(shè)備的總帶寬。 通用性不同：級(jí)聯(lián)可通過(guò)光纖或雙絞線(xiàn)在任何網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠(chǎng)家的交換機(jī)之間進(jìn)行連接，而堆疊只有在自己廠(chǎng)家的設(shè)備之間，且設(shè)備必須具有堆疊功能才可實(shí)現(xiàn)。 連接距離不同：級(jí)聯(lián)的設(shè)備之間可以有較遠(yuǎn)的距離（100米-幾百米），而堆疊的設(shè)備之間距離十分有限，必須在幾米以?xún)?nèi)。,2.3.2 交換機(jī)的連接方式,2.4 虛擬局域網(wǎng)和多層交換,2.4.1 虛擬局域網(wǎng)(VLAN),概念： VLAN(Visual Local Area Network)，即虛擬局域網(wǎng)，是指網(wǎng)絡(luò)中的站點(diǎn)不拘泥于所處的物理位置，而可以根據(jù)需要靈活地加入不同的邏輯子網(wǎng)中的一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。,特點(diǎn)： 在交換式以太網(wǎng)中，構(gòu)成虛擬局域網(wǎng)的站點(diǎn)不必拘泥于所處的物理位置，它們既可以?huà)旖釉谕粋€(gè)交換機(jī)中，也可以?huà)旖釉诓煌慕粨Q機(jī)中。虛擬局域網(wǎng)技術(shù)使得網(wǎng)段的劃分變得非常靈活。,虛擬局域網(wǎng)的劃分方法：,2.4.1 虛擬局域網(wǎng)(VLAN),基于端口的虛擬局域網(wǎng) 基于MAC地址(網(wǎng)卡的硬件地址)的虛擬局域網(wǎng) 基于IP地址的虛擬局域網(wǎng),基于端口的虛擬局域網(wǎng) 基于端口的虛擬局域網(wǎng)是最實(shí)用的虛擬局域網(wǎng)，它保持了最普通常用的虛擬局域網(wǎng)成員定義方法，按照交換機(jī)的端口來(lái)確定虛擬局域網(wǎng)的定義。處于同一個(gè)虛擬局域網(wǎng)的成員端口可以位于一臺(tái)交換機(jī)上，也可以位于不同交換機(jī)上的端口。定義簡(jiǎn)單、靈活。,2.4.1 虛擬局域網(wǎng)(VLAN),基于MAC地址的虛擬局域網(wǎng) 在基于MAC地址的虛擬局域網(wǎng)中，交換機(jī)對(duì)站點(diǎn)的MAC地址和交換機(jī)端口進(jìn)行跟蹤，在新站點(diǎn)入網(wǎng)時(shí)根據(jù)需要將其劃歸至某一個(gè)虛擬局域網(wǎng)，而無(wú)論該站點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中怎樣移動(dòng)，由于其MAC地址保持不變，因而其依然屬于原來(lái)的局域網(wǎng)。,2.4.1 虛擬局域網(wǎng)(VLAN),基于IP地址的虛擬局域網(wǎng) 在基于IP地址的虛擬局域網(wǎng)中，新站點(diǎn)在入網(wǎng)時(shí)無(wú)需進(jìn)行太多配置，交換機(jī)則根據(jù)各站點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)地址自動(dòng)將其劃分成不同的虛擬局域網(wǎng)。 在三種虛擬局域網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)中，基于IP地址的虛擬局域網(wǎng)智能化程度最高，實(shí)現(xiàn)起來(lái)也最復(fù)雜 。,2.4.1 虛擬局域網(wǎng)(VLAN),2.4.2 三層交換,概念 三層交換是相對(duì)于傳統(tǒng)交換概念而提出的。眾所周知，傳統(tǒng)的交換技術(shù)是在OSI網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)模型中的第二層-數(shù)據(jù)鏈路層進(jìn)行操作的，而三層交換技術(shù)是在網(wǎng)絡(luò)模型中的第三層實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)包的高速轉(zhuǎn)發(fā)。簡(jiǎn)單地說(shuō)，三層交換技術(shù)就是：二層交換技術(shù)三層轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)。 特點(diǎn) 解決了局域網(wǎng)中網(wǎng)段劃分之后，網(wǎng)段間子網(wǎng)必須依賴(lài)路由器進(jìn)行管理的局面，解決了傳統(tǒng)路由器低速、復(fù)雜所造成的網(wǎng)絡(luò)瓶頸問(wèn)題。,2.4.2 三層交換,三層交換是相對(duì)于傳統(tǒng)的交換概念而提出的。傳統(tǒng)的交換技術(shù)是在OSI網(wǎng)絡(luò)參考模型中的第二層（即數(shù)據(jù)鏈路層）進(jìn)行操作的，而三層交換技術(shù)是在網(wǎng)絡(luò)模型中的第三層實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)包的高速轉(zhuǎn)發(fā)。簡(jiǎn)單地說(shuō)，三層交換技術(shù)就是二層交換技術(shù)+三層轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，三層交換機(jī)就是“二層交換機(jī)+基于硬件的路由器”。,那么三層交換是怎樣實(shí)現(xiàn)的呢？三層交換的技術(shù)細(xì)節(jié)非常復(fù)雜，不可能一下子講清楚，不過(guò)您可以簡(jiǎn)單地將三層交換機(jī)理解為由一臺(tái)路由器和一臺(tái)二層交換機(jī)構(gòu)成，如下圖所示。,兩臺(tái)處于不同子網(wǎng)的主機(jī)通信，必須要通過(guò)路由器進(jìn)行路由。在上圖中，主機(jī)A向主機(jī)B發(fā)送的第1個(gè)數(shù)據(jù)包必須要經(jīng)過(guò)三層交換機(jī)中的路由處理器進(jìn)行路由才能到達(dá)主機(jī)B，但是當(dāng)以后的數(shù)據(jù)包再發(fā)向主機(jī)B時(shí)，就不必再經(jīng)過(guò)路由處理器處理了，因?yàn)槿龑咏粨Q機(jī)有“記憶”路由的功能。 三層交換機(jī)的路由記憶功能是由路由緩存來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)包發(fā)往三層交換機(jī)時(shí)，三層交換機(jī)首先在它的緩存列表里進(jìn)行檢查，看看路由緩存里有沒(méi)有記錄，如果有記錄就直接調(diào)取緩存的記錄進(jìn)行路由，而不再經(jīng)過(guò)路由處理器進(jìn)行處理，這樣的數(shù)據(jù)包的路由速度就大大提高了。如果三層交換機(jī)在路由緩存中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)記錄，再將數(shù)據(jù)包發(fā)往路由處理器進(jìn)行處理，處理之后再轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。,三層交換機(jī)工作原理,三層交換機(jī)實(shí)質(zhì)上是將二層交換機(jī)與路由器結(jié)合起來(lái)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，它既可以完成數(shù)據(jù)交換功能，又可以完成數(shù)據(jù)路由功能。,類(lèi)型：純硬件和純軟件兩大類(lèi),2.4.2 三層交換,2.4.3 多層交換,概念： 隨著交換技術(shù)的不斷發(fā)展，以及交換機(jī)產(chǎn)品的不斷更新，在傳統(tǒng)交換機(jī)上實(shí)現(xiàn)的功能日益變得豐富起來(lái)?，F(xiàn)在不僅有了“路由功能的交換機(jī)”，有些交換機(jī)還具有通過(guò)辨別第四層協(xié)議端口的能力，有人將此類(lèi)型的交換機(jī)稱(chēng)為第四層交換機(jī)，甚至還有可以識(shí)別應(yīng)用層協(xié)議的交換機(jī)，因而，也出現(xiàn)了“應(yīng)用層交換機(jī)”的概念。凡是超越傳統(tǒng)工作在二層的交換大家統(tǒng)稱(chēng)為“多層交換”。,第四層交換 第四層交換的主要作用體現(xiàn)在，可以將端到端性能和服務(wù)質(zhì)量要求實(shí)現(xiàn)對(duì)所有聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的負(fù)載進(jìn)行細(xì)致的均衡，以保證客戶(hù)機(jī)與服務(wù)器之間數(shù)據(jù)平滑地流動(dòng)。,2.4.3 多層交換,第七層交換 目前，在高可用性和負(fù)載均衡方面，有部分交換機(jī)可以利用由應(yīng)用返回給最終用戶(hù)的第七層信息。這些交換機(jī)使用戶(hù)可以容易地確認(rèn)站點(diǎn)內(nèi)容的響應(yīng)性和正確性，或從客戶(hù)的角度來(lái)試測(cè)你的站點(diǎn)，看看是否存在正確的應(yīng)用和內(nèi)容。具有這樣功能的交換機(jī)我們稱(chēng)為“第七層交換機(jī)”。,2.4.3 多層交換,2.5 交換機(jī)產(chǎn)品簡(jiǎn)介,交換機(jī)產(chǎn)品簡(jiǎn)介,目前市場(chǎng)上的交換機(jī)產(chǎn)品很多，網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成為當(dāng)前一項(xiàng)熱門(mén)應(yīng)用，近20年來(lái)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日新月異，網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品層出不窮，更新?lián)Q代十分迅速。所以網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品市場(chǎng)品種繁多。市面上網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的廠(chǎng)家很多。如CISCO、HP、3COM、華為、華三（H3C）、銳捷、神州數(shù)碼、D-LINK等。,思科產(chǎn)品,Cisco（思科）的交換機(jī)產(chǎn)品以“Catalyst”為商標(biāo)， 曾經(jīng)生產(chǎn)了500、1900、2800、2900、3500、4000、4500、5000、5500、6000、6500、8500等十多個(gè)系列的交換機(jī)產(chǎn)品，產(chǎn)品線(xiàn)經(jīng)過(guò)交換技術(shù)的不斷