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多層交換技術的一個實際例子
王煒 薛瑛琪 (2001-05-01 21:44:44)
了解多層交換技術，我們不妨通過一個實際的例子：蘭州煉油化工總廠的企業信息系統改造。1997年，蘭煉開始對其企業信息網絡進行改造升級，主幹網絡引進LANNET公司的LANSwitch交換機，由10Mbps以太網改造為100Mbps FDDI，並將LANNET 3LS路由交換模塊引入網絡系統，在蘭煉Intranet系統中實現了網絡的多層交換技術。 

1．傳統的網絡模式 

蘭煉信息網絡系統在引入多層交換技術之前，採用的是傳統的"交換機＋路由器"的模式，如圖1。在圖中，路由器以10Mbps連入交換FDDI主幹，網段A與網段B以100Mbps連入與交換機連接。在不需要路由的情況下，A網與B網中的主機以高速穩定的連接進行數據傳輸；一旦A網與B網中的主機處不同的IP子網，相互之間的通信需要路由器對其數據包進行轉發時，受路由器的處理速度和連入網絡的帶寬的影響，就不得不忍受低速、延遲甚至數據包丟失的折磨，網絡的整體效率大大下降。 

2．引入多層交換技術 

使用LANNET的第三層交換模塊Lanswitch Plus 3LS可以輕鬆將目前的網絡升級為多層交換。只須將該模塊插入Lanswitch交換機的擴展槽中就可以了，其邏輯結構如圖2。 


值得注意的是，圖中3LS與交換機以2.56G的高速度連接，指的是將3LS模塊插入Lanswitch交換機中2.56Gbps的高速背板上，實際上它們是一個整體。 

加入3LS模塊所解決的問題不僅僅是路由器與網絡的高速連接。更重要的是，3LS所具有的第三層數據轉發功能是建立在交換機的第二層數據交換能力的基礎之上，形成一個具有第三層交換能力的多層交換設備。其數據傳輸過程如下： 

假設兩台使用IP的站點通過多層交換機進行通信，信源機在開始發送時，已知信宿機的IP地址但不知其MAC地址。信源機把自己的IP地址與信宿機的IP地址相比較，採用其軟件中配備的子網屏蔽來決定信宿機與自己是否在同一IP子網中。 

3．同一IP子網中數據的傳輸 

如果兩台主機在同一子網中，信源機就廣播一個ARP(地址分解協議)請求，確認目的地IP地址並要求擁有這一地址的主機回應其MAC地址，信源機在得到信宿機的MAC地址將其存入緩存中，並且用此地址將數據包發送至目的地，當這些已具有信宿機MAC地址的數據包到達多層交換機時，多層交換機只在第二層查找MAC地址表來確定將數據包轉發到哪個斷口，然將數據包轉發出去。如圖3。 

4．非同一IP子網中數據的傳輸 

如果兩台主機位不同IP子網，信源機則通過其系統上所設置的網關的IP地址將數據包轉發出去。這個IP地址實際上是指向多層交換機的第三層交換功能模塊--3LS。所以當信宿機廣播一個相對網關的IP地址的ARP請求時，多層交換機會把3LS的MAC地址回應給信源機，然，當信源機將這個帶有3LS的MAC地址的數據包發送到多層交換機時，第二層交換核心將這個數據包直接發送給3LS。這時，由3LS廣播一個ARP請求來獲得信宿機的MAC地址並將其存入緩沖區中，當數據包再次進行轉發時，原來指向3LS的MAC地址已被新的指向信宿機的MAC地址所代替。最，數據包被送回第二層交換核心，在那裡由MAC地址表指引數據包到達正確的輸出端口。如圖4。  (http://www.fanqiang.com)     進入【UNIX論壇】
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