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| 多层交换技术的一个实际例子 |
| 王炜 薛瑛琪 (2001-05-01 21:44:44) |
了解多层交换技术，我们不妨通过一个实际的例子：兰州炼油化工总厂的企业信息系统改造。1997年，兰炼开始对其企业信息网络进行改造升级，主干网络引进LANNET公司的LANSwitch交换机，由10Mbps以太网改造为100Mbps FDDI，并将LANNET 3LS路由交换模块引入网络系统，在兰炼Intranet系统中实现了网络的多层交换技术。
1．传统的网络模式
兰炼信息网络系统在引入多层交换技术之前，采用的是传统的"交换机＋路由器"的模式，如图1。在图中，路由器以10Mbps连入交换FDDI主干，网段A与网段B以100Mbps连入与交换机连接。在不需要路由的情况下，A网与B网中的主机以高速稳定的连接进行数据传输；一旦A网与B网中的主机处于不同的IP子网，相互之间的通信需要路由器对其数据包进行转发时，受路由器的处理速度和连入网络的带宽的影响，就不得不忍受低速、延迟甚至数据包丢失的折磨，网络的整体效率大大下降。
2．引入多层交换技术
使用LANNET的第三层交换模块Lanswitch Plus 3LS可以轻松将目前的网络升级为多层交换。只须将该模块插入Lanswitch交换机的扩展槽中就可以了，其逻辑结构如图2。
值得注意的是，图中3LS与交换机以2.56G的高速度连接，指的是将3LS模块插入Lanswitch交换机中2.56Gbps的高速背板上，实际上它们是一个整体。
加入3LS模块所解决的问题不仅仅是路由器与网络的高速连接。更重要的是，3LS所具有的第三层数据转发功能是建立在交换机的第二层数据交换能力的基础之上，形成一个具有第三层交换能力的多层交换设备。其数据传输过程如下：
假设两台使用IP的站点通过多层交换机进行通信，信源机在开始发送时，已知信宿机的IP地址但不知其MAC地址。信源机把自己的IP地址与信宿机的IP地址相比较，采用其软件中配备的子网屏蔽来决定信宿机与自己是否在同一IP子网中。
3．同一IP子网中数据的传输
如果两台主机在同一子网中，信源机就广播一个ARP(地址分解协议)请求，确认目的地IP地址并要求拥有这一地址的主机回应其MAC地址，信源机在得到信宿机的MAC地址后将其存入缓存中，并且用此地址将数据包发送至目的地，当这些已具有信宿机MAC地址的数据包到达多层交换机时，多层交换机只在第二层查找MAC地址表来确定将数据包转发到哪个断口，然后将数据包转发出去。如图3。
4．非同一IP子网中数据的传输
如果两台主机位于不同IP子网，信源机则通过其系统上所设置的网关的IP地址将数据包转发出去。这个IP地址实际上是指向多层交换机的第三层交换功能模块--3LS。所以当信宿机广播一个相对于网关的IP地址的ARP请求时，多层交换机会把3LS的MAC地址回应给信源机，然后，当信源机将这个带有3LS的MAC地址的数据包发送到多层交换机时，第二层交换核心将这个数据包直接发送给3LS。这时，由3LS广播一个ARP请求来获得信宿机的MAC地址并将其存入缓冲区中，当数据包再次进行转发时，原来指向3LS的MAC地址已被新的指向信宿机的MAC地址所代替。最后，数据包被送回第二层交换核心，在那里由MAC地址表指引数据包到达正确的输出端口。如图4。
(http://www.fanqiang.com)
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