三层交换机转发原理.docx

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1、三层交换机转发原理三层交换机同时具有2层交换的功能和3层路由选择的功能，同时，三层交换机采用了硬件转发技术，实现数据的线速转发。三层交换机用来解决路由与交换机之间的链路成为整个网络瓶颈的问题。配置单臂路由：1配置路由器的子接口2在子接口上封装VLANTRUNK协议3配置子接口的IP地址，使之成为相应VLAN的网关。CISCOCATALYST交换机使用传统的MLS（MULTILAYERSWITCHING，多层交换）体系结构或CEF（CISCOEXPRESSFORWARDING，CISCO快速转发）的MLS体系结构。

2、MLS让ASIC（Application-specificintegratedcircuit,应用专用集成电路）能够对被路由的数据包执行第2层重写操作。2层重写操作包括重写源和目标MAC地址，以及写入重新计算得到的循环冗余校验码（CRC）。三层交换机传统的MLS工作原理：1VLAN1的主机将一系列数据发送给默认网关。三层交换机上的VLAN1的端口接收到主机发来的数据包，这个数据帧中，源MAC地址是VLAN1主机的MAC地址，目标MAC地址是默认网关的MAC地址。2三层交换机的第3层引擎接收到这个数据包，在转发数据

3、包前重写数据帧的2层封装。三层交换机用VLAN2的主机MAC地址作为发送帧的目标MAC地址来封装数据帧，并重写CRC值，同时，在硬件中创建一个MLS条目，以便能够重写和转发这个流中后续的数据包。3VLAN1主机发送给予VLAN2主机的后续的数据后续的数据包直接由三层交换机的MAC进行处理，ASIC根据刚才创建的MLS条目重写第2层封装，并快速转发数据包。这个过程被称为一次路由，多次交换，CEF主要包含两个转发用的信息表：·转发信息库（FIB）：CEF使用FIB来做出基于IP目标前缀的转发决策。·邻接关系表：基于C

4、EF的MLS：主机A发送数据包给自己的默认网关，三层交换是主机A的网关，接收到这个数据包。三层交换机查找FIB表，数据包的目标IP，与三层交换机直连。三层交换机查找邻接关系表，在邻接关系表中，有IP地址与源MAC，目标MAC地址的对应关系，并找到转发端口。三层交换机的硬件交换组件根据邻接关系表重写数据帧的2层封装，并快速转发。基于CEF的CATALYST交换机在3层上支持两种硬件交换方式：·集中式交换·分布交换三层交换机的配置：Switch(config)#iproutingSwitch(config)#inte

5、rfacevlan**Switch(config-if)#ipaddress192.168.1.1255.255.255.0Switch(config-if)#noshutSwitch(config)#showipcefSwitch(config)#showadjacencydetailSwitch(config-if)#noswitchportSwitch(config)#interfacevlan**Switch(config-if)#iphelper-address192.168.1.5三层交换机原理三层以

6、太网交换机基本原理及转发流程本文简要介绍了三层以太网交换机的二三层转发机制，主要目的是帮助读者进一步了解华为交换机的基本原理及转发流程，以期有利于更好的从事设备维护工作和建立于进一步学习的索引。三层以太网交换机的转发机制主要分为两个部分：二层转发和三层交换。1.二层转发流程1.1.MAC地址介绍MAC地址是48bit二进制的地址，如：00-e0-fc-00-00-06。可以分为单播地址、多播地址和广播地址。单播地址：第一字节最低位为0，如：00-e0-fc-00-00-06多播地址：第一字节最低位为1，如：01-

7、e0-fc-00-00-06广播地址：48位全1，如：ff-ff-ff-ff-ff-ff注意：1）普通设备网卡或者路由器设备路由接口的MAC地址一定是单播的MAC地址才能保证其与其它设备的互通。2）MAC地址是一个以太网络设备在网络上运行的基础，也是链路层功能实现的立足点。1.2.二层转发介绍交换机二层的转发特性，符合802.1D网桥协议标准。交换机的二层转发涉及到两个关键的线程：地址学习线程和报文转发线程。学习线程如下：1）交换机接收网段上的所有数据帧，利用接收数据帧中的源MAC地址来建立MAC地址表；2）端口

8、移动机制：交换机如果发现一个包文的入端口和报文中源MAC地址的所在端口不同，就产生端口移动，将MAC地址重新学习到新的端口；3）地址老化机制：如果交换机在很长一段时间之内没有收到某台主机发出的报文，在该主机对应的MAC地址就会被删除，等下次报文来的时候会重新学习。注意：老化也是根据源MAC地址进行老化。报文转发线程:1）交换机在MAC地址表中查找数据帧中的目的MAC地址，