二三层交换机设计原理及转发流程.ppt

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1、二三层交换机设计原理及转发流程柏杰先3694目录基本概念集线器、交换机、路由器交换原理及转发过程常见的基本配置Page3网络分层概念网络分层概念七层：应用层，telnet/ftp/路由协议。四层：传输层，TCP/UDP协议。三层：网络层，通常是IP，数据包成为报文。二层：链路层，比如说以太网，数据包称为帧。一层：物理层。以太网头IP头L2HEADERL3HEADERDATAL4HEADERTCP头链路层链路层：负责直接相连的网络设备之间的通讯二层设备：连接同类型的链路网段，如两个以太网的物理网段Page4L2L1

2、L2L2L1L3L3链路层地址在以太网使用的地址是MAC地址(48bit二进制的地址)，可划分为单播地址、多播地址和广播地址。6字节数字，如00-50-FC-1F-C0-3A第一字节最低位为0，如00-e0-fc-00-00-06，单播地址。第一字节最低位为1，如01-e0-fc-00-00-06，多播地址。特殊地址：FF-FF-FF-FF-FF-FF广播地址MAC地址没有层次关系，所有的MAC地址只有数值的不同，没有网络上的包含关系一个MAC地址唯一代表网络上的一个点Page5链路层链路层网络是一个平面的网络：

3、没有层次关系Page6等于HUBHUBHUB网络层网络层：负责一个网络内的通讯三层设备：连接多个IP网段Page73层交换机/路由器L2L1L3L2L1L3L2L2L320.0.0.0/830.0.0.0/8网络层地址IP地址：4字节数字IP地址有层次关系10.0.0.0/8是一个大网络地址10.1.0.0/16是其中的一个子网10.1.30.23/16是这个子网中的一个主机地址10.1.255.255/16是这个子网中的广播地址Page8网络地址主机地址掩码长度网络层在网络层，才可以组建大型网络Page910.

4、1.30.2310.2.10.11180.23.6.310.0.0.0/8180.23.0.0/16目录基本概念集线器、交换机、路由器交换原理及转发过程常见的基本配置网络设备主要类型Page11集线器Hub2层交换机L2Switch3层交换机L3Switch路由器Router集线器物理层以太网设备，没有智能简单的硬件实现简单的功能把每个端口收到的报文向所有其他端口广播，就象一个分线盒“共享10M”Page12交换机由硬件芯片执行数据帧或报文转发的数据通讯设备，分为二层交换机和三层交换机通常接口单一，主要就是以太网

5、硬件强大，软件较简单转发能力高：10万--1000万PPS三层交换机也逐渐实现了复杂的功能和多种协议Page13二层交换机二层交换机有少量的智能，可以学习MAC地址，精确转发。可能支持生成树协议，可以避免多个以太网段之间出现环路“独占10M/100M”。Page14三层网络设备三层交换机有很强的智能，功能类似于路由器通常用CACHE代替路由表，容量较小路由器Router通过IP路由做转发，可跨越大型的、各种链路类型的网络。Page15路由器传统路由器的转发能力较低：1万--10万PPS以前，广域网的带宽也低：9.

6、6K,64K，128K，2M...当前的高端路由器也采用高速硬件来实现高效率的转发Page16接口类型交换机：以太网为主路由器：同步串口，异步串口，10/100M以太网，ATM,E1/E3/PRI，T1/T3，HSSI，BRI高端路由器/交换机：100M/1G/10G以太网,255M/622M/2.5GPOS,155M/622MATMPage17二层交换机主要结构软件：二层硬件：二层一层Page18STP等协议以太网交换物理接口传统路由器主要结构软件：七层四层三层二层硬件：一层Page19IP转发物理接口TCP/

7、UDP路由协议链路协议三层交换机主要结构软件：七层四层三层二层硬件：三层二层一层Page20IP以太网交换物理接口TCP/UDP路由协议以太网协议IP交换路由表的区别交换机往往使用CACHE表装载主机路由，大约几千条。主机路由用HASH算法做精确匹配。另外有少量网段路由，可做最佳匹配路由器通常路由转发表包含了所有可用路由，做最佳匹配Page21交换机路由表维护交换机的芯片路由表是一个CACHE上层软件产生路由时不加入芯片路由表芯片处理报文时，没有找到路由，产生一个CACHE-MISS，上报CPUCPU查软件路由表

8、，得到一个主机路由，加入芯片路由表此后，到这个主机的报文就可以做高速转发了Page22交换机路由表维护Page23三层芯片CPU2CACHE-MISSRTRT1没有路由3查软件路由表4提交硬件软件目录基本概念集线器、交换机、路由器交换原理及转发过程常见的基本配置交换的原理Page25计算机发包二层交换三层交换抽象过程计算机Page26计算机上的IP模块发包时，检查目的地址