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为何使用多层交换? [复制链接]

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发表于 2003-01-22 10:50 |显示全部楼层
传统交换的方式:
1.数据包封装源MAC地址和缺省网关或路由器的MAC地址
2.第三层信息包括源IP和目的IP
3.路由器根据第二层地址接收数据帧,检查该接口上是否有进入的访问控制列表,如果有访问控制列表,则根据其内容决定是否丢弃或接收。
4.路由器然后查路由表以数据包的目的IP为依据查下一跳地址,
5.找到下一跳的地址,再从ARP缓存表中,查找目的MAC地址。
6.路由器最后用二层(即目的主机的MAC地址)信息重新封装,重写数据帧,并将其生存时间(TTL)值减1。
传统方式的缺点:
因为传统方式通过三层路由选择,路由器会处理数据流中的每一个数据包,每个数据包都会被路由器进行路由选择和帧重写过程,这些是需要软件和CPU来处理,因为路由器的处理能力有限,因此交换和传输速率很低。
解决的方法和原理:
      使用MLS多层交换技术,将以前路由器所处理的帧转发和重写进程的功能       转移到交换的硬件。h
      第三层协议(如IP)是无连接的,独立发送每一个数据包。然而实际的网络数据流一般由很多用户或应用程序之间的端到端的会话(或者叫做流)组成。“流”是在一段特定时间内,在某一对网络源和目的地之间,有很多数据包组成的特定的会话。即是一系列从一个源到一个目的地的报文集合,除包内的数据和TCP的顺序号不同,源和目的IP和MAC地址都相同。
原理:
1.MLS-RP通告第三层交换机的MLS-RP被激活后,它每隔15秒向外发出一个广播HELLO消息,它被发送到网络中所有的交换机。(注 只有具有三层功能的交换机回处理该HELLO消息)消息的内容:⑴ MLS-RP用在参与MLS的接口的MAC地址 ⑵ 访问控制列表信息 ⑶ 路由功能和删除此HELLO消息。
2.MLSP HELLO消息
  当一个MLS-SE收到该数据帧,它提取数据帧所含有的所有MAC地址、以及与这些地址相关的接口和VLAN ID,将它们存入其内容可寻址内存(CAM)。
3.建立一个MLS缓存条目
        多层交换基于单独的流,MLS-SE为MLS维护一个缓存条目并为每一个流存储统计信息,流的每个数据包都与缓存中的信息进行比较,如果MLS缓存中含有与该数据包相匹配的条目,MLS-SE层就旁路路由器而直接转发该数据包。
        如不含有。MLS-SE就为这个流建立一个MLS缓存条目:
        A:交换机收到一个数据帧并查看该数据帧的目的MAC地址
        B:交换机识别出该数据帧的目的地址是MLS-RP的地址,因为交换机已经从第三层HELLO消息中收到这个MAC地址,且已把它放到CAM表中。
        C:MLS-SE检查MLS缓存以确定是否为该流建立了MLS缓存条目,如果该数据帧是流中的第一个,缓存中就不会有它的条目。因为该帧中含有一个路由器处理器的目的地址,交换机可以察觉到为该帧进行三层交换的潜在可能性。
        D:对流中的第一个数据包,交换机没有为其进行三层交换所需的所有信息,因此交换机将这个数据帧发送到其寻址的路由处理器。注:将这个数据帧发送到其所寻址的路由器的处理过程会在MLS缓存中生成一个后选条目。
        E:路由器接收该帧,然后查询路由表以确定它到目的地址去的路由。
        F:路由器重写该帧的二层地址(将目的主机的MAC地址和路由器的MAC地址作为目的和源MAC地址)
        G:路由处理器将该数据帧转发回MLS-SE。
        H:收到该帧后,根据CAM表,交换机知道该将它向哪个端口转发,而且交换机也会识别出该数据帧中的源MAC地址为路由器MAC地址。
        I:这个识别会触发交换机检查MLS缓存中是否有用于该路由器的条目。交换机比较MLS缓存中后选条目和返回数据帧的XTAG,如果相同的话,该数据帧对于这同一个流来自同一个路由处理器。
        J:交换机将这个返回数据帧从适当端口转发出去,此时建立了MLS缓存条目,第二个数据帧可交换到相应端口。
4.交换流中的数据帧
       交换机收到流中的后续数据包时,会识别出这些数据帧中含有路由处理器的MAC地址,交换机根据MLS缓存中的条目对后续数据包进行第二层交换。
   A:交换机收到一个流的后续数据帧
   B:交换机检查MLS缓存并找出与该流相匹配的条目
   C:交换机重写数据帧的帧头,以路由器的MAC地址为源MAC地址,以目的主机的MAC地址为目的MAC地址,源和目的IP地址不变,但IP报头的生存时间(TTL)值减1,且包头校验和被重新计算,这些重写过程看起来象是由一个路由器选择路由的。
   D:MLS-SE执行完成数据包重写,交换机将重写过的数据帧转发到目的MAC地址。
           此为“一次路由,多次交换”过程。

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发表于 2003-01-22 10:59 |显示全部楼层

为何使用多层交换?

应用的扩大,就要交换机提供更好的服务!
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