三层交换机技术与应用分析论文

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1、...页眉湖南农业大学课程论文 学 院：东方科技学院   班 级:2010级信工1班姓 名：唐南银   学 号：201041919107课程论文题目：三层交换机技术及应用分析课程名称：网络设备与管理评阅成绩：评阅意见：         成绩评定教师签名：日期：  年  月  日    ...研究...页眉  三层交换机技术及应用分析学生：唐南银 (东方科技学院2010级信息工程1班，学号201041919107)  摘要：在计算机飞速发展的今天，计算机网络的设计已经成为计算机领域与通信领域中最为重要的一项，而三层交换机理由具有交换机的快速转发和路由器

2、的路由寻址功能。因此三层交换机的应用将会越来越广泛，本课程设计对三层交换机做了一个比较全面的介绍并举了一个关于三层交换机的应用实例，对配置过程做了比较详细的记录。关键词：三层交换机；VLAN；路由寻址 引言三层交换机的的出现解决了路由器时延大，处理速度慢，处理能力小；二层交换机不能进行路由的缺点，它是这两者的结合，既利用了二层转发效率高，又实现了处理三层IP数据包的能力。它的主要特点是“路由一次，交换多次”，因此它的应用将会非常的广泛。许多网络厂商已经提出了许多方案，越来越多的企业也用三层交换机做为企业的核心层交换机。一、三层交换机技术（一）三层交换

3、机工作原理三层交换机的“三层”指的是OSI体系模型结构中的第三层，也就是网络层，网络层主要解决路由寻址的问题，传统的交换机也就是二层交换机是工作在数据链路层，利用MAC地址来进行广播，每个主机多收到广播信息，查看MAC地址是否与自己的MAC地址相同，相同的话就接收信息，不同的话就丢弃，而三层交换机是利用逻辑地址进行数据包的高速转发，简单的说三层交换机就是“二层交换+三层转发”...研究...页眉。三层交换机里有一个路由缓存表，当有数据转发时,交换机先查看路由缓存表,如果缓存表里面有相应的记录就根据缓存表的记录在第2层建立快速转发,如果缓存表里面没有相

4、应的记录，就将数据包发送到路由处理器进行处理，再进行转发，同时缓存表将会记录该数据包的相应信息，如果再有发向同一目的地的数据,交换机就根据建立起来的缓存表在2层快速转发来发送数据,就不用经过路由处理器来查找路由表了。三层交换的接口模块多是通过高速背板/总线来交换数据的，其速度可以达到几十Gbps，与路由有关的路由模块也是连接在高速背板/总线上的，因此它突破了传统的路由器外接端口率的限制。交换机工作原理图如下：路由表ASIC三层引擎端口A端口BMAC地址表三层交换式芯片图1-1三层交换机工作原理图下面我们就举一个例子来说明三层交换机的工作原理。假设A主

5、机要与B主机通信，A知道B的IP地址，但是不知道B的MAC地址，A就查看B的子网掩码，如果B与A是同一个子网，A就请求一个ARP广播，B收到以后就把自己的MAC地址发给A，A将B的MAC地址缓存起来，然后A用MAC地址封包转发数据，三层交换机的第二层交换模块查找MAC地址表，将数据包转发到相应的端口。如果A与B不是同一个子网，那么A将发送一个ARP请求给A的“默认网关”...研究...页眉也就是三层交换机的第三层交换模块，如果模块中已经有B的MAC地址，就直接将MAC地址发给A，如果没有就向目的主机B广播一个ARP请求，得到B的MAC地址再将MAC地

6、址发给A，同时将B的MAC地址缓存起来，下次A与B通信时第三层交换模块将不要再进行ARP广播，信息交换全部在第二层交换模块进行，这样可以高速的转发数据包。（二）三层交换机的优点1、高可扩充性三层交换机在连接多个子网时，子网只是与第三层交换模块建立逻辑连接，不像传统外接路由器那样需要增加端口，从而保护了用户对校园网、城域教育网的投资。并满足学校3~5年网络应用快速增长的需要。2、高性价比三层交换机具有连接大型网络的能力，功能基本上可以取代某些传统路由器，但是价格却接近二层交换机。现在一台百兆三层交换机的价格只有几万元，与高端的二层交换机的价格差不多。3

7、、内置安全机制三层交换机可以与普通路由器一样，具有访问列表的功能，可以实现不同VLAN间的单向或双向通讯。如果在访问列表中进行设置，可以限制用户访问特定的IP地址，这样学校就可以禁止学生访问不健康的站点。访问列表不仅可以用于禁止内部用户访问某些站点，也可以用于防止校园网、城域教育网外部的非法用户访问校园网、城域教育网内部的网络资源，从而提高网络的安全。4、适合多媒体传输教育网经常需要传输多媒体信息，这是教育网的一个特色。三层交换机具有QoS（服务质量）的控制功能，可以给不同的应用程序分配不同的带宽。例如，在校园网、城域教育网中传输视频流时，就可以专门

8、为视频传输预留一定量的专用带宽，相当于在网络中开辟了专用通道，其他的应用程序不能占用这些预留的带宽，因此能够