《网络基础学习之十三》交换机技术及选购( 二 )


1、第二层交换技术
90年代初,在网络系统集成模式中大量引入了局域网交换机 。局域网交换机是一种第二层网络设备,交换机在操作过程中不断地收集资料去建立它本身的地址表,这个表相当简单,主要标明某个MAC地址是在哪个端口上被发现的 。当交换机接收到一个数据封包时,它检查该封包的目的MAC地址,核对一下自己的地址表以决定从哪个端口发送出去 。而不是象集线器那样,任何一个发送方数据都会出现在集线器的所有端口上(不管是否为你所需) 。这时的交换机因为其只能工作在OSI/RM的第二层,所以也就称之为第二层交换机,所采用的技术也就称之为“第二层交换技术” 。
“第二层交换”是指OSI第二层或称MAC层的交换 。第二层交换机的引入,使得网络站点间可独享带宽,消除了无谓的碰撞检测和出错重发,提高了传输效率,在交换机中可并行的维护几个独立的、互不影响的通信进程 。在交换网络环境下,用户信息只在源节点与目的节点之间进行传送,其他节点是不可见的 。但有一点例外,当某一节点在网上发送广播或多目广播时,或某一节点发送了一个交换机不熟悉的MAC地址封包时,交换机上的所有节点都将收到这一广播信息 。整个交换环境构成一个大的广播域 。也就是说第二层交换机仍可能存在“广播风暴”,广播风暴会使网络的效率大打折扣,但出现情况的情形的比率比起集线器来说要少许多 。
第二层交换仍存在“广播风暴”的弱点,同时,使用第二层交换并不能给路由器的功能带来什么进步 。这样的结果是,第二层交换只能在本地不含任何路由器的工作组中取得性能的提高 。在使用第二层交换的工作组之间,通过路由器的端到端性能会因为路由器阻塞而掉包,从而导致实质上的性能下降 。正因如此,其于路由方式的第三交换技术顺应时代的需要而产生了 。
2.第三层交换技术
在网络系统集成的技术中,直接面向用户的第一层接口和第二层交换技术方面已得到令人满足的答案 。但是,作为网络核心、起到网间互连作用的路由器技术却没有质的突破 。传统的路由器基于软件,协议复杂,与局域网速度相比,其数据传输的效率较低 。但同时它又作为网段(子网,虚拟网)互连的枢纽,这就使传统的路由器技术面临严重的挑战 。随着Internet、Intranet的迅猛发展和B/S(浏览器/服务器)计算模式的广泛应用,跨地域、跨网络的业务急剧增长,业界和用户深感传统的路由器在网络中的瓶颈效应,改进传统的路由技术已迫在眉睫 。在这种情况下,一种新的路由技术应运而生,这就是第三层交换技术 。说它是路由器,因为它可操作在网络协议的第三层,是一种路由理解设备并可起到路由决定的作用;说它是交换器,是因为它的速度极快,几乎达到第二层交换的速度 。

一个具有第三层交换功能的设备是一个带有第三层路由功能的第二层交换机,但它是二者的有机结合,并不是简单的把路由器设备的硬件及软件简单地叠加在局域网交换机上 。从硬件的实现上看,目前,第二层交换机的接口模块都是通过高速背板/总线(速率可高达几十Gbit/s)交换数据的 。在第三层交换机中,与路由器有关的第三层路由硬件模块也插接在高速背板/总线上,这种方式使得路由模块可以与需要路由的其他模块间高速的交换数据,从而突破了传统的外接路由器接口速率的限制(10Mbit/s——100Mbit/s) 。在软件方面,第三层交换机也有重大的举措,它将传统的基于软件的路由器软件进行了界定 。目前基于第三层交换技术的第三层交换机得到了广泛的应用,并得到了用户一致的赞同 。

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