二 三 四層交換機

2021-05-26 09:44:55 字數 2699 閱讀 4173

(二)路由技術

路由器工作在osi模型的第三層---網路層操作,其工作模式與二層交換相似,但路由器工作在第三層,這個區別決定了路由和交換在傳遞包時使用不同的控制資訊,實現功能的方式就不同。工作原理是在路由器的內部也有乙個表,這個表所標示的是如果要去某乙個地方,下一步應該向那裡走,如果能從路由表中找到資料報下一步往那裡走,把鏈路層資訊加上**出去;如果不能知道下一步走向那裡,則將此包丟棄,然後返回乙個資訊交給源位址。

路由技術實質上來說不過兩種功能:決定最優路由和**資料報。路由表中寫入各種資訊,由路由演算法計算出到達目的位址的最佳路徑,然後由相對簡單直接的**機制傳送資料報。接受資料的下一台路由器依照相同的工作方式繼續**,依次類推,直到資料報到達目的路由器。

而路由表的維護,也有兩種不同的方式。一種是路由資訊的更新,將部分或者全部的路由資訊公布出去,路由器通過互相學習路由資訊,就掌握了全網的拓撲結構,這一類的路由協議稱為距離向量路由協議;另一種是路由器將自己的鏈路狀態資訊進行廣播,通過互相學習掌握全網的路由資訊,進而計算出最佳的**路徑,這類路由協議稱為鏈路狀態路由協議。

由於路由器需要做大量的路徑計算工作,一般處理器的工作能力直接決定其效能的優劣。當然這一判斷還是對中低端路由器而言,因為高階路由器往往採用分布式處理系統體系設計。

(三)三層交換技術

由硬體結合實現資料的高速**。

這就不是簡單的二層交換機和路由器的疊加,三層路由模組直接疊加在二層交換的高速背板匯流排上,突破了傳統路由器的介面速率限制,速率可達幾十gbit/s。算上背板頻寬,這些是三層交換機效能的兩個重要引數。

簡潔的路由軟體使路由過程簡化。

大部分的資料**,除了必要的路由選擇交由路由軟體處理,都是又二層模組高速**,路由軟體大多都是經過處理的高效優化軟體,並不是簡單照搬路由器中的軟體。

結論

二層交換機用於小型的區域網路。這個就不用多言了,在小型區域網中,廣播包影響不大,二層交換機的快速交換功能、多個接入埠和低謙**為小型網路使用者提供了很完善的解決方案。

路由器的優點在於介面型別豐富,支援的三層功能強大,路由能力強大,適合用於大型的網路間的路由,它的優勢在於選擇最佳路由,負荷分擔,鏈路備份及和其他網路進行路由資訊的交換等等路由器所具有功能。

三層交換機的最重要的功能是加快大型區域網路內部的資料的快速**,加入路由功能也是為這個目的服務的。如果把大型網路按照部門,地域等等因素劃分成乙個個小區域網,這將導致大量的網際互訪,單純的使用二層交換機不能實現網際互訪;如單純的使用路由器,由於介面數量有限和路由**速度慢,將限制網路的速度和網路規模,採用具有路由功能的快速**的三層交換機就成為首選。

一般來說,在內網資料流量大,要求快速**響應的網路中,如全部由三層交換機來做這個工作,會造成三層交換機負擔過重,響應速度受影響,將網間的路由交由路由器去完成,充分發揮不同裝置的優點,不失為一種好的組網策略,當然,前提是客戶的腰包很鼓,不然就退而求其次,讓三層交換機也兼為網際互連。

第四層交換的乙個簡單定義是:它是一種功能,它決定傳輸不僅僅依據mac位址(第二層網橋)或源/目標ip位址(第三層路由),而且依據tcp/udp(第四層) 應用埠號。第四層交換功能就象是虛ip,指向物理伺服器。它傳輸的業務服從的協議多種多樣,有http、ftp、nfs、telnet或其他協議。這些業務在物理伺服器基礎上,需要複雜的載量平衡演算法。在ip世界,業務型別由終端tcp或udp埠位址來決定,在第四層交換中的應用區間則由源端和終端 ip位址、tcp和udp埠共同決定。

在第四層交換中為每個供搜尋使用的伺服器組設立虛ip位址(vip),每組伺服器支援某種應用。在網域名稱伺服器(dns)中儲存的每個應用伺服器位址是vip,而不是真實的伺服器位址。

當某使用者申請應用時,乙個帶有目標伺服器組的vip連線請求(例如乙個tcp syn包)發給伺服器交換機。伺服器交換機在組中選取最好的伺服器,將終端位址中的vip用實際伺服器的ip取代,並將連線請求傳給伺服器。這樣,同一區間所有的包由伺服器交換機進行對映,在使用者和同一伺服器間進行傳輸。

第四層交換的原理

osi模型的第四層是傳輸層。傳輸層負責端對端通訊,即在網路源和目標系統之間協調通訊。在ip協議棧中這是tcp(一種傳輸協議)和udp(使用者資料報協議)所在的協議層。

在第四層中,tcp和udp標題包含埠號(portnumber),它們可以唯一區分每個資料報包含哪些應用協議(例如http、ftp等)。端點系統利用這種資訊來區分包中的資料,尤其是埠號使乙個接收端計算機系統能夠確定它所收到的ip包型別,並把它交給合適的高層軟體。埠號和裝置ip位址的組合通常稱作「插口(socket)」。 1和255之間的埠號被保留,他們稱為「熟知」埠,也就是說,在所有主機tcp/ip協議棧實現中,這些埠號是相同的。除了「熟知」埠外,標準 unix服務分配在256到1024埠範圍,定製的應用一般在1024以上分配埠號. 分配埠號的最近清單可以在rfc1700」assigned numbers」上找到。tcp/udp埠號提供的附加資訊可以為網路交換機所利用,這是第4層交換的基礎。

"熟知"埠號舉例:

應用協議     埠號

ftp        20(資料)

21(控制)

tcp/udp埠號提供的附加資訊可以為網路交換機所利用,這是第四層交換的基礎。

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